1. Flokkun áFíberAmagnara
Það eru þrjár helstu gerðir af optískum mögnurum:
(1) Hálfleiðara ljósmagnari (SOA, hálfleiðara ljósmagnari);
(2) Ljósleiðaramagnarar dópaðir með sjaldgæfum jarðefnum (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, osfrv.), aðallega erbium-dópaðir trefjamagnarar (EDFA), sem og þulíum-dópaðir trefjamagnarar (TDFA) og praseodymium-dópaðir trefjamagnarar (PDFA) o.s.frv.
(3) Ólínulegir trefjarmagnarar, aðallega trefjar Raman magnarar (FRA, Fiber Raman magnari).Helsti árangurssamanburður þessara ljósmagnara er sýndur í töflunni
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
Hægt er að mynda fjölþrepa leysikerfi með því að dópa kvarstrefjarnar með sjaldgæfum jarðefnum (eins og Nd, Er, Pr, Tm, osfrv.) Og inntaksmerkjaljósið magnast beint undir áhrifum dæluljóssins.Eftir að hafa veitt viðeigandi endurgjöf myndast trefjaleysir.Vinnubylgjulengd Nd-dópaðs trefjamagnarans er 1060nm og 1330nm, og þróun hans og notkun eru takmörkuð vegna fráviks frá bestu vaskahöfn ljósleiðarasamskipta og annarra ástæðna.Rekstrarbylgjulengdir EDFA og PDFA eru í sömu röð í glugganum fyrir lægsta tap (1550nm) og núlldreifingarbylgjulengd (1300nm) ljósleiðarasamskipta, og TDFA starfar í S-bandinu, sem henta mjög vel fyrir ljósleiðarasamskiptakerfi. .Sérstaklega hefur EDFA, hraðasta þróunin, verið hagnýt.
ThePmeginreglu EDFA
Grunnbygging EDFA er sýnd á mynd 1(a), sem er aðallega samsett úr virkum miðli (erbium-dópaðir kísiltrefjar um tugir metra að lengd, með kjarnaþvermál 3-5 míkron og lyfjaþéttni (25) -1000)x10-6), dæluljósgjafi (990 eða 1480nm LD), sjóntengi og ljóseinangrunartæki.Merkjaljós og dæluljós geta breiðst út í sömu átt (samhliða dæling), gagnstæðar áttir (öfugdæling) eða báðar áttir (tvíátta dæla) í erbium trefjum.Þegar merkjaljósinu og dæluljósinu er sprautað inn í erbium trefjar á sama tíma, eru erbium jónirnar spenntar upp í hátt orkustig undir virkni dæluljóssins (Mynd 1 (b), þriggja stiga kerfi), og hrörnar fljótt niður í metstable orkustig , þegar það fer aftur í jörðu undir áhrifum innfallsmerkjaljóssins, gefur það frá sér ljóseindir sem samsvara merkjaljósinu, þannig að merkið magnast.Mynd 1 (c) er magnað sjálfgefin losun (ASE) litróf þess með stórri bandbreidd (allt að 20-40nm) og tvo toppa sem samsvara 1530nm og 1550nm í sömu röð.
Helstu kostir EDFA eru mikill ávinningur, mikil bandbreidd, mikil framleiðsla, mikil skilvirkni dælunnar, lítið innsetningartap og ónæmi fyrir skautun.
2. Vandamál með ljósleiðaramagnara
Þó að optíski magnarinn (sérstaklega EDFA) hafi marga framúrskarandi kosti, þá er hann ekki tilvalinn magnari.Til viðbótar við viðbótarhávaðann sem dregur úr SNR merkinu, eru nokkrir aðrir annmarkar, svo sem:
- Ójafnvægi á ávinningsrófinu innan bandbreiddar magnarans hefur áhrif á afköst margra rása mögnunar;
- Þegar optískir magnarar eru settir í kaskaða munu áhrif ASE hávaða, trefjadreifingar og ólínulegra áhrifa safnast upp.
Þessi atriði verða að hafa í huga við umsókn og kerfishönnun.
3. Notkun optísks magnara í ljósleiðarasamskiptakerfi
Í ljósleiðarasamskiptakerfinu erLjósleiðaramagnarier ekki aðeins hægt að nota sem afluppörvunarmagnara sendisins til að auka sendingarkraftinn, heldur einnig sem formagnara móttakarans til að bæta móttökunæmni, og getur einnig komið í stað hefðbundins ljós-rafmagns-sjóna endurvarpa, til að lengja sendingu fjarlægð og átta sig á all-optískum samskiptum.
Í ljósleiðarasamskiptakerfum eru helstu þættirnir sem takmarka sendingarfjarlægð tap og dreifingu ljósleiðarans.Með því að nota þröngt litróf ljósgjafa, eða vinna nálægt núlldreifingarbylgjulengdinni, eru áhrif trefjadreifingar lítil.Þetta kerfi þarf ekki að framkvæma fullkomna endurnýjun merkjatíma (3R gengi) á hverri boðstöð.Það er nóg að magna ljósmerkið beint með ljósmagnara (1R relay).Ljósmagnara er ekki aðeins hægt að nota í langlínukerfi heldur einnig í ljósleiðara dreifikerfi, sérstaklega í WDM kerfum, til að magna margar rásir samtímis.
1) Notkun ljósmagnara í ljósleiðarasamskiptakerfum
Mynd 2 er skýringarmynd af notkun ljósmagnarans í ljósleiðarasamskiptakerfinu.(a) myndin sýnir að optíski magnarinn er notaður sem kraftaukningarmagnari sendisins og formagnari móttakarans þannig að fjarlægðin án gengis er tvöfölduð.Til dæmis að samþykkja EDFA, kerfissendinguna fjarlægð 1,8Gb/s eykst úr 120km í 250km eða nær jafnvel 400km.Mynd 2 (b)-(d) er notkun ljósmagnara í fjölliðakerfi;Mynd (b) er hefðbundin 3R gengisstilling;Mynd (c) er blönduð gengisstilling 3R endurvarpa og ljósmagnara;Mynd 2 (d) Það er algerlega sjónræn gengisstilling;í algeru sjónrænu samskiptakerfi inniheldur það ekki tíma- og endurnýjunarrásir, svo það er svolítið gagnsætt og það er engin takmörkun á „rafrænum flöskum“.Svo lengi sem skipt er um sendi- og móttökubúnað í báðum endum er auðvelt að uppfæra úr lágum hraða í háan og ekki þarf að skipta um ljósmagnara.
2) Notkun ljósmagnara í ljósleiðaradreifingarneti
Kostir mikillar aflgjafar ljósmagnara (sérstaklega EDFA) eru mjög gagnlegir í breiðbandsdreifingarkerfum (ss.CATVnet).Hið hefðbundna CATV net notar koax snúru, sem þarf að magna á nokkur hundruð metra fresti, og þjónusturadíus netsins er um 7 km.Ljósleiðara CATV netið sem notar ljósmagnara getur ekki aðeins aukið fjölda dreifðra notenda til muna heldur einnig stækkað netslóðina til muna.Nýleg þróun hefur sýnt að dreifing ljósleiðara/blendings (HFC) dregur styrkleika beggja og hefur sterka samkeppnishæfni.
Mynd 4 er dæmi um ljósleiðara dreifikerfi fyrir AM-VSB mótun 35 sjónvarpsrása.Ljósgjafi sendisins er DFB-LD með bylgjulengd 1550nm og úttaksafl 3,3dBm.Með því að nota 4-þrepa EDFA sem afldreifingarmagnara er inntaksafl hans um -6dBm og úttaksafl hans er um 13dBm.Ljósnæmisviðtæki -9,2d Bm.Eftir 4 dreifingarstig hefur heildarfjöldi notenda náð 4,2 milljónum og netslóðin er meira en tugir kílómetra.Vegið merki/suð hlutfall prófsins var meira en 45dB og EDFA olli ekki lækkun á CSO.
Birtingartími: 23. apríl 2023