1. АнгилалFИберAөсгөгч
Оптик өсгөгчийн гурван үндсэн төрөл байдаг:
(1) Хагас дамжуулагч оптик өсгөгч (SOA, Хагас дамжуулагч оптик өсгөгч);
(2) Ховор шороон элементүүдээр (эрбиум Er, тулиум Tm, празеодим Pr, рубидиум Nd гэх мэт) хольсон шилэн кабелийн өсгөгч, голчлон эрбиумаар хольсон шилэн кабелийн өсгөгч (EDFA), мөн тулиум агуулсан шилэн өсгөгч (TDFA) болон празеодим агуулсан шилэн өсгөгч (PDFA) гэх мэт.
(3) Шугаман бус шилэн кабелийн өсгөгч, голчлон шилэн кабелийн Раман өсгөгч (FRA, Шилэн Раман өсгөгч). Эдгээр оптик өсгөгчүүдийн үндсэн гүйцэтгэлийн харьцуулалтыг хүснэгтэд үзүүлэв.
EDFA (Эрбий хольцтой шилэн өсгөгч)
Кварцын шилэн кабелийг ховор шороон элементүүд (Nd, Er, Pr, Tm гэх мэт)-ээр хольж олон түвшний лазер системийг бий болгож болох бөгөөд оролтын дохионы гэрлийг насосны гэрлийн нөлөөгөөр шууд олшруулдаг. Зохих хариу үйлдлийг хийсний дараа шилэн лазер үүсдэг. Nd-холбоотой шилэн кабелийн өсгөгчийн ажлын долгионы урт нь 1060nm ба 1330nm бөгөөд шилэн кабелийн холбооны хамгийн сайн живэх портоос хазайх болон бусад шалтгааны улмаас түүний хөгжил, хэрэглээ хязгаарлагдмал байдаг. EDFA болон PDFA-ийн ажиллах долгионы урт нь шилэн кабелийн холбооны хамгийн бага алдагдал (1550nm) ба тэг тархалтын долгионы урт (1300nm) цонхонд тус тус байдаг бөгөөд TDFA нь шилэн кабелийн холбооны системийн хэрэглээнд маш тохиромжтой S-зурваст ажилладаг. Ялангуяа хамгийн хурдацтай хөгжил болох EDFA нь практик ач холбогдолтой болсон.
ньPEDFA-ийн зарчим
EDFA-ийн үндсэн бүтцийг Зураг 1(a)-д үзүүлэв. Энэ нь голчлон идэвхтэй орчин (ойролцоогоор хэдэн арван метр урт, цөм нь 3-5 микрон диаметртэй, (25-1000)x10-6) хольцын концентрацитай эрбиум-цахиурын шилэн, насосны гэрлийн эх үүсвэр (990 эсвэл 1480нм LD), оптик холбогч болон оптик тусгаарлагчаас бүрдэнэ. Дохионы гэрэл болон насосны гэрэл нь эрбиум шилэн дотор нэг чиглэлд (хамтран шахах), эсрэг чиглэлд (урвуу шахах) эсвэл хоёр чиглэлд (хоёр чиглэлт шахах) тархаж болно. Дохионы гэрэл болон насосны гэрлийг эрбиум шилэн дотор нэгэн зэрэг шахах үед эрбиум ионууд нь насосны гэрлийн үйлчлэлээр өндөр энергийн түвшинд хүртэл өдөөгдөж (Зураг 1(b), гурван түвшний систем), мөн мета тогтворгүй энергийн түвшинд хурдан задарч, туссан дохионы гэрлийн үйлчлэлээр үндсэн төлөвт буцаж ирэхэд дохионы гэрэлд харгалзах фотонуудыг ялгаруулж, дохиог олшруулна. Зураг 1 (c) нь том зурвасын өргөн (20-40 нм хүртэл) ба тус тус 1530 нм ба 1550 нм-тэй харгалзах хоёр оргилтой, олшруулсан аяндаа ялгаралтын (ASE) спектр юм.
EDFA-ийн гол давуу талууд нь өндөр ашиг, өргөн зурвасын өргөн, өндөр гаралтын чадал, өндөр насосны үр ашиг, бага оруулгын алдагдал, туйлшралын төлөвт мэдрэмтгий бус байдал юм.
2. Шилэн оптик өсгөгчийн асуудлууд
Хэдийгээр оптик өсгөгч (ялангуяа EDFA) нь олон давуу талтай боловч энэ нь хамгийн тохиромжтой өсгөгч биш юм. Дохионы SNR-ийг бууруулдаг нэмэлт шуугианаас гадна дараах зарим сул талууд байдаг:
- Өсгөгчийн зурвасын өргөн доторх олшруулалтын спектрийн тэгш бус байдал нь олон сувгийн олшруулалтын гүйцэтгэлд нөлөөлдөг;
- Оптик өсгөгчийг каскадлах үед ASE шуугиан, шилэн кабелийн тархалт болон шугаман бус нөлөөллийн нөлөө хуримтлагдана.
Эдгээр асуудлыг програм болон системийн дизайнд анхаарч үзэх хэрэгтэй.
3. Оптик өсгөгчийг шилэн кабелийн холбооны системд хэрэглэх нь
Оптик шилэн холбооны системд,Шилэн оптик өсгөгчЗөвхөн дамжуулагчийн хүчийг нэмэгдүүлэх өсгөгч болгон ашиглахаас гадна хүлээн авах мэдрэмжийг сайжруулах хүлээн авагчийн урьдчилсан өсгөгч болгон ашиглаж болох бөгөөд уламжлалт оптик-цахилгаан-оптик давтагчийг орлуулж, дамжуулалтын зайг уртасгаж, бүрэн оптик харилцаа холбоог хэрэгжүүлэх боломжтой.
Оптик шилэн холбооны системд дамжуулах зайг хязгаарладаг гол хүчин зүйлүүд нь оптик шилэн кабелийн алдагдал ба тархалт юм. Нарийн спектртэй гэрлийн эх үүсвэр ашиглах эсвэл тэг тархалтын долгионы уртад ойрхон ажиллахад шилэн кабелийн тархалтын нөлөө бага байдаг. Энэ систем нь реле станц бүрт дохионы хугацааг бүрэн сэргээх (3R реле) хийх шаардлагагүй. Оптик дохиог оптик өсгөгч (1R реле)-ээр шууд олшруулахад хангалттай. Оптик өсгөгчийг зөвхөн алсын зайн магистраль системд төдийгүй оптик шилэн кабелийн түгээлтийн сүлжээнд, ялангуяа WDM системд олон сувгийг нэгэн зэрэг олшруулахад ашиглаж болно.
1) Шилэн кабелийн холбооны системд оптик өсгөгчийг хэрэглэх нь
Зураг 2-т оптик өсгөгчийн хэрэглээний бүдүүвч диаграммыг харуулав. (a) зурагт оптик өсгөгчийг дамжуулагчийн хүчийг нэмэгдүүлэх өсгөгч болон хүлээн авагчийн урьдчилсан өсгөгч болгон ашиглаж байгаа нь реле бус зайг хоёр дахин нэмэгдүүлж байгааг харуулж байна. Жишээлбэл, EDFA-г ашиглан системийн дамжуулалт 1.8Gb/s зай нь 120 км-ээс 250 км хүртэл нэмэгдэж, эсвэл бүр 400 км хүртэл нэмэгддэг. Зураг 2 (b)-(d) нь олон реле системд оптик өсгөгчийн хэрэглээг харуулав; Зураг (b) нь уламжлалт 3R реле горимыг харуулав; Зураг (c) нь 3R давталт болон оптик өсгөгчийн холимог реле горимыг харуулав; Зураг 2 (d) Энэ нь бүрэн оптик реле горим юм; бүрэн оптик холбооны системд цаг хугацаа болон нөхөн сэргээх хэлхээг оруулаагүй тул битийн тунгалаг бөгөөд "цахим лонхны сахал" хязгаарлалт байхгүй. Хоёр үзүүрт байгаа илгээх болон хүлээн авах төхөөрөмжийг сольсон л бол бага хурднаас өндөр хурд руу шинэчлэхэд хялбар бөгөөд оптик өсгөгчийг солих шаардлагагүй.
2) Оптик шилэн түгээлтийн сүлжээнд оптик өсгөгчийн хэрэглээ
Оптик өсгөгч (ялангуяа EDFA)-ийн өндөр чадлын гаралтын давуу талууд нь өргөн зурвасын түгээлтийн сүлжээнд (жишээ нь) маш их хэрэгтэй байдаг.Кабелийн телевизийн телевизийнСүлжээ). Уламжлалт CATV сүлжээ нь хэдэн зуун метр тутамд өсгөх шаардлагатай коаксиаль кабелийг ашигладаг бөгөөд сүлжээний үйлчилгээний радиус нь ойролцоогоор 7 км байдаг. Оптик өсгөгч ашигладаг шилэн кабелийн CATV сүлжээ нь тархсан хэрэглэгчдийн тоог ихээхэн нэмэгдүүлээд зогсохгүй сүлжээний замыг ихээхэн өргөжүүлж чадна. Сүүлийн үеийн хөгжил дэвшил нь шилэн кабелийн/эрлийз (HFC) тархалт нь хоёулангийнх нь давуу талыг ашигладаг бөгөөд өрсөлдөх чадвар өндөртэй болохыг харуулж байна.
Зураг 4-т телевизийн 35 сувгийн AM-VSB модуляц хийх зориулалттай шилэн кабелийн түгээлтийн сүлжээний жишээг үзүүлэв. Дамжуулагчийн гэрлийн эх үүсвэр нь 1550нм долгионы урттай, 3.3dBm гаралтын чадалтай DFB-LD юм. 4 түвшний EDFA-г цахилгаан түгээлтийн өсгөгч болгон ашиглавал оролтын чадал нь -6dBm орчим, гаралтын чадал нь 13dBm орчим байна. Оптик хүлээн авагчийн мэдрэг чанар -9.2dBm. 4 түвшний түгээлтийн дараа нийт хэрэглэгчдийн тоо 4.2 саяд хүрч, сүлжээний зам хэдэн арван километрээс илүү байна. Туршилтын жигнэсэн дохио-шуугианы харьцаа 45dB-ээс их байсан бөгөөд EDFA нь CSO-г бууруулаагүй.
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 4-р сарын 23