Uvođenje optičkog pojačala
Uz brz razvoj optičkih komunikacijskih mreža, potrebno je dulje duljine prijenosa. Optičko pojačalo može zadovoljiti zahtjeve optičkih komunikacijskih mreža. Optičko pojačalo je uređaj koji pojačava optički signal direktno, bez potrebe da ga prvo pretvori u električni signal. Optičko pojačalo se može smatrati laserom bez optičke šupljine, ili onom u kojoj je povratna veza iz šupljine potisnuta. Ovaj post će vam pomoći da bolje razumete optičko pojačalo.
Osnovna optička komunikaciona veza sadrži predajnik i prijemnik, sa optičkim kablom koji ih povezuje. Iako signali koji prenose u optičkim vlaknima trpe znatno manje prigušenja nego u drugim medijima, kao što je bakar, još uvijek postoji ograničenje od oko 100 km na udaljenosti koju signali mogu preći da bi postali previše bučni da bi se otkrili.
Optička pojačala se široko koriste u optičkim linijama podataka. Na slici 1 prikazana su tri načina na koji se optička pojačala mogu koristiti za jačanje performansi optičkih podatkovnih veza. Pojačivač se koristi za povećanje optičkog izlaza optičkog predajnika neposredno prije ulaska signala u optičko vlakno. Optički signal je prigušen dok se kreće kroz optičko vlakno. Inline pojačalo se koristi za vraćanje (regeneraciju) optičkog signala na prvobitni nivo snage. Optički predpojačalo radi na kraju optičkog vlakna kako bi se povećala osetljivost optičkog prijemnika.
Slika 1. Optički pojačavači u optičkim komunikacijskim vezama
Odnos izlazne snage prema ulaznoj snazi
Dobitak kao fukcija izlazne snage
Opseg talasnih dužina preko kojih je pojačalo efektivno
Maksimalna izlazna snaga, preko koje nije dostignuto pojačanje
neželjeni signal zbog fizičke obrade u pojačalu
Postoje tri najčešće korišćena tipa optičkih pojačala, kao što je prikazano sa leva na desno: erbij-dopirani pojačavač, poluprovodnički optički pojačavač i optičko Raman pojačalo.
Sredstvo za pojačavanje je stakleno optičko vlakno dopirano ioni erbija. Erbijum se pumpa u stanje inverzije populacije sa odvojenim optičkim ulazom. Stakleni optički dobitak sa erbijumom pojačava svetlost na talasnim dužinama koje su u blizini 1550nm - optičke talasne dužine koje trpe minimalno slabljenje u optičkim vlaknima. Pojačalo sa vlaknima sa erbijumom (EDFA) je najrazvijenije pojačalo vlakana. Pojačala sa optičkim vlaknima s dopunjenim erbijumom (EDFA) imaju nisku razinu buke i mogu istovremeno pojačavati mnoge valne duljine, čineći EDFA pojačalo po izboru za većinu primjena u optičkim komunikacijama.
Slika 2. Princip rada pojačivača vlakana s dopuštenim Erbijem
Medij dobitka je nedopiran InGaAsP. Ovaj materijal može biti prilagođen da obezbedi optičko pojačanje na talasnim dužinama blizu 1,3 µm ili blizu 1,5 µm - važnim talasnim dužinama za optičke komunikacije. Drugi poluvodiči mogu se koristiti za pojačavanje optičkih signala na drugim valnim duljinama. Ulazna i izlazna strana pojačala su presvučena antirefleksijom kako bi se spriječila optička povratna sprega na medij za pojačanje i laserovanje. Poluvodički optički pojačavač sa svojim karakteristikama malog paketa, jeftinim aplikacijama i potencijalnom upotrebom za optičko prebacivanje, može biti odličan izbor za većinu korisnika.
Slika 3. Princip rada poluvodičkog optičkog pojačala
U Ramanovom pojačalu, signal se pojačava Ramanovim pojačanjem. Za razliku od EDFA i SOA, efekt pojačanja se dobija nelinearnom interakcijom između signala i lasera pumpe u optičkom vlaknu. Postoje dva tipa Raman pojačavača: raspodeljeni i raspoređeni. Raspodijeljeno Raman pojačalo je ono u kojem se prijenosno vlakno koristi kao medijum pojačanja multipleksiranjem valne duljine pumpe s valnom duljinom signala, dok kombinirano Raman pojačalo koristi posvećenu, kraću dužinu vlakana za pojačavanje.
Slika 4. Princip rada Ramanskog pojačala
Optičko pojačalo igra veoma važnu ulogu u modernim optičkim mrežama, omogućavajući prenos mnogih podataka na velike udaljenosti do hiljada kilometara. Optički pojačavači koje nudi FOCC dizajnirani su za sve segmente mreže i aplikacije. Za više informacija posjetite www.focc-fiber.com .
