1. को वर्गीकरणFiberAmplifiers
त्यहाँ तीन मुख्य प्रकारका अप्टिकल एम्पलीफायरहरू छन्:
(1) सेमीकन्डक्टर अप्टिकल एम्पलीफायर (SOA, सेमीकन्डक्टर अप्टिकल एम्पलीफायर);
(२) अप्टिकल फाइबर एम्पलीफायरहरू दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू (एर्बियम ईआर, थुलियम टीएम, प्रासियोडीमियम पीआर, रुबिडियम एनडी, आदि), मुख्य रूपमा एर्बियम-डोपेड फाइबर एम्पलीफायरहरू (EDFA), साथै थुलियम-डोपेड फाइबर एम्पलीफायरहरू (TDFA) र praseodymium-doped फाइबर एम्पलीफायरहरू (PDFA), आदि।
(3) ननलाइनर फाइबर एम्पलीफायरहरू, मुख्यतया फाइबर रमन एम्पलीफायरहरू (FRA, फाइबर रमन एम्पलीफायर)।यी अप्टिकल एम्पलीफायरहरूको मुख्य प्रदर्शन तुलना तालिकामा देखाइएको छ
EDFA (एर्बियम डोपेड फाइबर एम्पलीफायर)
एक बहु-स्तर लेजर प्रणाली दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू (जस्तै Nd, Er, Pr, Tm, इत्यादि) संग क्वार्ट्ज फाइबर डोप गरेर गठन गर्न सकिन्छ, र इनपुट संकेत प्रकाश सीधा पम्प प्रकाश को कार्य अन्तर्गत विस्तार गरिएको छ।उपयुक्त प्रतिक्रिया प्रदान गरेपछि, फाइबर लेजर बनाइन्छ।Nd-doped फाइबर एम्पलीफायरको कार्य तरंगदैर्ध्य 1060nm र 1330nm छ, र यसको विकास र अनुप्रयोग फाइबर अप्टिक संचारको उत्तम सिंक पोर्टबाट विचलन र अन्य कारणले सीमित छ।EDFA र PDFA को सञ्चालन तरंगदैर्ध्य क्रमशः अप्टिकल फाइबर संचारको सबैभन्दा कम हानि (1550nm) र शून्य फैलावट तरंगदैर्ध्य (1300nm) को सञ्झ्यालमा छन्, र TDFA S-band मा सञ्चालन गर्दछ, जुन अप्टिकल फाइबर संचार प्रणाली अनुप्रयोगहरूको लागि धेरै उपयुक्त छ। ।विशेष गरी EDFA, सबैभन्दा छिटो विकास, व्यावहारिक भएको छ।
दPEDFA को सिद्धान्त
EDFA को आधारभूत संरचना चित्र 1(a) मा देखाइएको छ, जुन मुख्यतया सक्रिय माध्यमबाट बनेको छ (एर्बियम-डोपेड सिलिका फाइबर लगभग दसौं मिटर लामो, कोर व्यास 3-5 माइक्रोन र डोपिङ सांद्रता (25) को साथ। -1000)x10-6), पम्प प्रकाश स्रोत (990 वा 1480nm LD), अप्टिकल युग्मक र अप्टिकल आइसोलेटर।सिग्नल लाइट र पम्प लाइटले एर्बियम फाइबरमा एउटै दिशा (कोडरेक्शनल पम्पिङ), विपरित दिशाहरू (रिभर्स पम्पिङ) वा दुवै दिशाहरू (द्वि दिशात्मक पम्पिङ) मा प्रचार गर्न सक्छ।जब सिग्नल लाइट र पम्प लाइट एर्बियम फाइबरमा एकै समयमा इन्जेक्सन गरिन्छ, एर्बियम आयनहरू पम्प लाइटको कार्य अन्तर्गत उच्च ऊर्जा स्तरमा उत्साहित हुन्छन् (चित्र 1 (b), तीन-स्तर प्रणाली), र द्रुत रूपमा मेटास्टेबल उर्जा स्तरमा क्षय हुन्छ, जब यो घटना संकेत प्रकाशको कार्य अन्तर्गत जमिनको अवस्थामा फर्कन्छ, यसले सिग्नल लाइटसँग मिल्दोजुल्दो फोटोनहरू उत्सर्जन गर्दछ, जसले गर्दा संकेत विस्तारित हुन्छ।चित्र १ (c) ठूलो ब्यान्डविथ (२०-४०nm सम्म) र क्रमशः १५३०nm र 1550nm सँग सम्बन्धित दुई चुचुराहरू भएको यसको एम्प्लीफाइड सहज उत्सर्जन (ASE) स्पेक्ट्रम हो।
EDFA का मुख्य फाइदाहरू उच्च लाभ, ठूलो ब्यान्डविथ, उच्च उत्पादन शक्ति, उच्च पम्प दक्षता, कम सम्मिलित हानि, र ध्रुवीकरण अवस्थाको लागि असंवेदनशीलता हुन्।
2. फाइबर अप्टिकल एम्पलीफायरहरूसँग समस्याहरू
यद्यपि अप्टिकल एम्पलीफायर (विशेष गरी EDFA) का धेरै उत्कृष्ट फाइदाहरू छन्, यो एक आदर्श एम्पलीफायर होइन।सिग्नलको SNR कम गर्ने अतिरिक्त आवाजको अतिरिक्त, त्यहाँ केही अन्य कमजोरीहरू छन्, जस्तै:
- एम्पलीफायर ब्यान्डविथ भित्र लाभ स्पेक्ट्रमको असमानताले बहु-च्यानल प्रवर्धन कार्यसम्पादनलाई असर गर्छ;
- जब अप्टिकल एम्पलीफायरहरू क्यास्केड हुन्छन्, ASE आवाज, फाइबर फैलावट र ननलाइनर प्रभावहरूको प्रभावहरू जम्मा हुनेछन्।
यी मुद्दाहरू अनुप्रयोग र प्रणाली डिजाइनमा विचार गर्नुपर्छ।
3. अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन प्रणालीमा अप्टिकल एम्पलीफायरको प्रयोग
अप्टिकल फाइबर संचार प्रणालीमा,फाइबर अप्टिकल एम्पलीफायरट्रान्समिसन पावर बढाउनको लागि ट्रान्समिटरको पावर बूस्ट एम्पलीफायरको रूपमा मात्र प्रयोग गर्न सकिँदैन, तर प्राप्त संवेदनशीलता सुधार गर्न रिसीभरको प्रिमप्लिफायरको रूपमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ, र प्रसारण विस्तार गर्न परम्परागत अप्टिकल-इलेक्ट्रिकल-अप्टिकल रिपीटरलाई पनि प्रतिस्थापन गर्न सकिन्छ। दूरी र सबै अप्टिकल संचार महसुस।
अप्टिकल फाइबर सञ्चार प्रणालीहरूमा, प्रसारण दूरी सीमित गर्ने मुख्य कारकहरू अप्टिकल फाइबरको हानि र फैलावट हुन्।संकीर्ण-स्पेक्ट्रम प्रकाश स्रोत प्रयोग गरेर, वा शून्य फैलावट तरंगदैर्ध्य नजिक काम गर्दै, फाइबर फैलावटको प्रभाव सानो छ।यो प्रणालीले प्रत्येक रिले स्टेशनमा पूर्ण सिग्नल टाइमिङ रिजेरेसन (3R रिले) प्रदर्शन गर्न आवश्यक छैन।यो एक अप्टिकल एम्पलीफायर (1R रिले) को साथ अप्टिकल सिग्नललाई सीधा विस्तार गर्न पर्याप्त छ।अप्टिकल एम्पलीफायरहरू लामो दूरीको ट्रंक प्रणालीहरूमा मात्र नभई अप्टिकल फाइबर वितरण नेटवर्कहरूमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ, विशेष गरी WDM प्रणालीहरूमा, एकै साथ धेरै च्यानलहरू विस्तार गर्न।
१) ट्रंक अप्टिकल फाइबर कम्युनिकेसन सिस्टमहरूमा अप्टिकल एम्पलीफायरहरूको प्रयोग
चित्र 2 ट्रंक अप्टिकल फाइबर संचार प्रणालीमा अप्टिकल एम्पलीफायरको प्रयोगको योजनाबद्ध रेखाचित्र हो।(a) तस्विरले देखाउँछ कि अप्टिकल एम्पलीफायर ट्रान्समिटरको पावर बूस्ट एम्पलीफायर र रिसिभरको प्रिमप्लिफायरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ ताकि गैर-रिले दूरी दोब्बर हुन्छ।उदाहरणका लागि, EDFA, प्रणाली प्रसारण अपनाउने 1.8Gb/s को दूरी 120km बाट 250km मा बढ्छ वा 400km सम्म पुग्छ।चित्र २ (b)-(d) बहु-रिले प्रणालीहरूमा अप्टिकल एम्पलीफायरहरूको प्रयोग हो;चित्र (b) परम्परागत 3R रिले मोड हो;चित्र (c) 3R रिपीटरहरू र अप्टिकल एम्पलीफायरहरूको मिश्रित रिले मोड हो;चित्र २ (d) यो एक अप्टिकल रिले मोड हो;सबै-अप्टिकल सञ्चार प्रणालीमा, यसले समय र पुन: निर्माण सर्किटहरू समावेश गर्दैन, त्यसैले यो बिट-पारदर्शी छ, र त्यहाँ कुनै "इलेक्ट्रोनिक बोतल व्हिस्कर" प्रतिबन्ध छैन।जबसम्म दुवै छेउमा पठाउने र प्राप्त गर्ने उपकरणहरू प्रतिस्थापन गरिन्छ, यो कम दरबाट उच्च दरमा स्तरवृद्धि गर्न सजिलो छ, र अप्टिकल एम्पलीफायर प्रतिस्थापन गर्न आवश्यक छैन।
2) अप्टिकल फाइबर वितरण नेटवर्कमा अप्टिकल एम्पलीफायरको प्रयोग
अप्टिकल एम्पलीफायरहरू (विशेष गरी EDFA) को उच्च पावर आउटपुट फाइदाहरू ब्रोडब्यान्ड वितरण नेटवर्कहरूमा धेरै उपयोगी छन् (जस्तैCATVनेटवर्कहरू)।परम्परागत CATV नेटवर्कले समाक्षीय केबल अपनाउँछ, जसलाई हरेक सय मिटरमा एम्प्लीफाइड गर्न आवश्यक छ, र नेटवर्कको सेवा त्रिज्या लगभग 7km छ।अप्टिकल एम्पलीफायरहरू प्रयोग गरेर अप्टिकल फाइबर CATV नेटवर्कले वितरण गरिएका प्रयोगकर्ताहरूको संख्या मात्र बढाउन सक्दैन, तर सञ्जाल मार्गलाई पनि धेरै विस्तार गर्न सक्छ।हालका घटनाक्रमहरूले देखाएको छ कि अप्टिकल फाइबर/हाइब्रिड (एचएफसी) को वितरणले दुबैको शक्तिलाई आकर्षित गर्दछ र कडा प्रतिस्पर्धात्मकता छ।
चित्र 4 TV को 35 च्यानलहरूको AM-VSB मोडुलनको लागि अप्टिकल फाइबर वितरण नेटवर्कको उदाहरण हो।ट्रान्समिटरको प्रकाश स्रोत 1550nm को तरंग लम्बाइ र 3.3dBm को आउटपुट पावरको साथ DFB-LD हो।4-स्तर EDFA लाई पावर वितरण एम्पलीफायरको रूपमा प्रयोग गर्दै, यसको इनपुट पावर लगभग -6dBm छ, र यसको आउटपुट पावर लगभग 13dBm छ।अप्टिकल रिसीभर संवेदनशीलता -9.2d Bm।वितरणको 4 स्तर पछि, प्रयोगकर्ताहरूको कुल संख्या 4.2 मिलियन पुगेको छ, र नेटवर्क मार्ग दसौं किलोमिटर भन्दा बढी छ।परीक्षणको भारित संकेत-देखि-शोर अनुपात 45dB भन्दा ठूलो थियो, र EDFA ले CSO मा कमी ल्याउन सकेन।
पोस्ट समय: अप्रिल-23-2023