Uvođenje optičkog pojačala
Uz brzi razvoj optičkih komunikacijskih mreža potrebne su dulje duljine prijenosa. Optičko pojačalo može zadovoljiti zahtjeve optičkih komunikacijskih mreža. Optičko pojačalo je uređaj koji izravno pojačava optički signal, 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 dobijete bolje razumijevanje optičkog pojačala.
Osnovna optička komunikacijska veza sadrži odašiljač i prijemnik, s optičkim kabelom koji ih povezuje. Iako signali koji emitiraju u optičkim vlaknima trpe daleko manje prigušenja nego u drugim medijima, kao što je bakar, još uvijek postoji ograničenje od oko 100 km na udaljenosti koju signali mogu prijeći prije nego postane previše bučna da bi se otkrili.
Optička pojačala široko se koriste u podatkovnim vezama optičkih vlakana. Slika 1 prikazuje tri načina na koji se optička pojačala mogu koristiti za jačanje performansi optičkih podatkovnih veza. Pomoću pojačivača se povećava optički izlaz optičkog odašiljača neposredno prije ulaska signala u optičko vlakno. Optički signal je prigušen kako putuje u optičkom vlaknu. Inline pojačalo se koristi za vraćanje (regeneriranje) optičkog signala na izvornu razinu snage. Optičko predpojačalo radi na kraju optičke veze kako bi se povećala osjetljivost optičkog prijemnika.
Slika 1. Optička pojačala u optičkim komunikacijskim vezama
Omjer izlazne snage i ulazne snage
Dobitak kao energija inpout snage
Raspon valnih duljina preko kojih je pojačalo učinkovito
Maksimalna izlazna snaga, izvan koje se ne postiže pojačanje
neželjeni signal zbog fizičke obrade u pojačalu
Tri su najčešće korištena tipa optičkih pojačala, kao što je prikazano s lijeva na desno: pojačalo od vlakana s erbijem, poluvodičko optičko pojačalo i optičko Raman pojačalo.
Sredstvo za pojačanje je stakleno optičko vlakno dopirano ionima erbija. Erbij se pumpa u stanje inverzije populacije s odvojenim optičkim ulazom. Stakleni optički pojačani medij s erbijem pojačava svjetlo na valnim duljinama koje se nalaze u blizini 1550 nm - optičke valne duljine koje trpe minimalno slabljenje u optičkim vlaknima. Pojačalo s vlaknima s erbijem (EDFA) je najrazvijenije pojačalo vlakana. Pojačala s optičkim vlaknima s dopuštenim sadržajem erbija (EDFAs) imaju nisku razinu buke i mogu istovremeno pojačati mnoge valne duljine, što EDFA čini odabranim pojačalom za većinu primjena u optičkoj komunikaciji.
Slika 2. Princip rada pojačivača vlakana s dopuštenim Erbijem
Dobiveni medij je nedopiran InGaAsP. Ovaj materijal može se prilagoditi kako bi osigurao optičko pojačanje na valnim duljinama blizu 1,3 µm ili blizu 1,5 µm - važnim valnim duljinama 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 pojačivački medij i laserovanje. Poluvodički optički pojačavač sa svojim značajkama malog paketa, jeftinih aplikacija i potencijalnim korištenjem za optičko prebacivanje, može biti odličan izbor za većinu kupaca.
Slika 3. Princip rada poluvodičkog optičkog pojačala
U Ramanovom pojačalu, signal se pojačava Ramanovim pojačanjem. Za razliku od EDFA i SOA, učinak pojačanja dobiva se nelinearnom interakcijom između signala i lasera pumpe unutar optičkog vlakna. Postoje dva tipa Raman pojačala: raspodijeljena i raspoređena. Raspodijeljeno Raman pojačalo je ono u kojem se prijenosno vlakno koristi kao medij pojačanja multipleksiranjem valne duljine pumpe s valnom dužinom signala, dok kombinirano Raman pojačalo koristi posvećenu, kraću dužinu vlakana za pojačanje.
Slika 4. Princip rada Ramanskog pojačala
Optičko pojačalo igra vrlo važnu ulogu u modernim optičkim mrežama, omogućujući prijenos mnogih terabita podataka na velike udaljenosti do tisuća kilometara. Optička pojačala FOCC- a namijenjena su svim segmentima i aplikacijama mreže. Za više informacija posjetite www.focc-fiber.com .
