Optiniai stiprintuvai sukėlė revoliuciją tolimųjų šviesolaidinių ryšių srityje
Tais atvejais, kai pagrindinė problema yra nuostoliai, optiniai stiprintuvai iš tikrųjų gali būti naudojami stiprinti signalus, nekonvertuojant į elektrinę sritį. Tokie optiniai stiprintuvai iš tikrųjų sukėlė tolimųjų šviesolaidžių ryšių revoliuciją.
Optinio stiprintuvo paskirtis yra atkurti signalo galios lygį, sumažintą dėl nuostolių sklidimo metu, be jokio optinio ir elektros virsmo. Dauguma optinių stiprintuvų padidina kritusią šviesą per stimuliuojamąją spinduliuotę - tą patį mechanizmą, kuris naudojamas lazeriuose, tačiau be grįžtamojo ryšio mechanizmo. pagrindinis ingredientas yra optinis stiprinimas, gaunamas per stiprintuvo siurbimą (elektrinį ar optinį), kad būtų pasiekta populiacijos inversija. optinis stiprinimas, paprastai tariant, yra ne tik dažnio, bet ir vietinio pluošto intensyvumo funkcija. Žemiau pateiktas paveikslas parodo optinio stiprintuvo principą.
Palyginus su elektroniniais regeneratoriais, optiniams stiprintuvams nereikia jokių greitųjų elektroninių schemų, jie yra skaidrūs, norint gauti bitų perdavimo spartą ir formatą, ir, svarbiausia, gali vienu metu sustiprinti kelis optinius signalus skirtingais bangos ilgiais. Taigi jų vystymasis paskatino didžiulį ryšio pajėgumų augimą, naudojant bangos ilgio padalijimo multipleksavimą (WDM), kuriame keli bangos ilgiai, turintys nepriklausomus signalus, sklinda per tą patį vienos rūšies pluoštą, taip padaugindami jungties talpą. Skirtingai nuo elektroninių regeneratorių, WDM stiprintuvas nekompensuoja jungtyje susikaupusios dispersijos, be to, jis prideda triukšmą optinėje singalėje.
Optiniai stiprintuvai daro didelę įtaką optinių skaidulų perdavimo sistemoms. Jie gali kompensuoti optinių skaidulų perdavimo linijų praradimą ir taip sumažinti elektrinių kartotuvų skaičių. Pagrindinis ekonominis pranašumas yra galimybė vienu metu sustiprinti daugybę WDM signalų. Tolimojo perdavimo linijoje (parodyta paveikslėlyje žemiau) optiniai stiprintuvai, pažymėti vientisais trikampiais, yra naudojami kaip stiprintuvai stiprintuvams siųstuve, tiesioginiai stiprintuvai ir išankstiniai stiprintuvai imtuve. Linijinis stiprintuvas vadinamas 1R kartotuvu. Paprastai ilgo nuotolio perdavimo sistemose 1R kartotuvas įterpiamas kas 80–100 km. EDFA dažniausiai naudojamas stiprintuvui įprastinėje spektro srities (C juostoje) spektrinėje srityje 1530–1565 nm. Taip yra todėl, kad perėjimas nuo metastabilios EDFA būsenos patenka į C juostą. Spustelėkite, jei norite gauti daugiau informacijos apie C juostos EDFA . Kiekvieną kartą, kai signalas praeina per optinį stiprintuvą, stiprintuvo triukšmas kaupiasi, todėl Signal Noise Ratio (SNR) blogėja. Todėl po kelių 1R kartotuvų praėjimų optinis signalas regeneruojamas elektriniu 3R kartotuvu, kuris turi tris funkcijas - formavimas, atnaujinimas ir regeneravimas.
Iki šiol buvo pristatyti keli optinių stiprintuvų tipai: puslaidininkinis optinis stiprintuvas (SOA), „Raman“ pluošto stiprintuvas (RFA), retųjų žemių disperguotų pluoštų stiprintuvas („Erbium“ - Doped EDFA, veikiantis 1500 nm bangoje, ir „Prazeodymium-Doped FDFA“, veikiantis esant 1300 nm. ) ir optinį parametrinį stiprintuvą (OPA). Pirminės EDFA stiprinančios juostos yra C juosta (1535-1565 nm) ir L juosta (1570-1610 nm); tačiau buvo pranešimų apie EDFA veikimo diapazono išplėtimą iki S juostos (1460–1530 nm). Kita vertus, RFA gali būti priversti veikti bet kurioje juostoje. Yra SOA, galinčių veikti skirtingose juostose. OPA naudoja netiesiškumą signalui sustiprinti ir gali būti priversti veikti bet kurioje juostoje.
Šiandien dauguma optinių skaidulų ryšio sistemų naudoja EDFA dėl pranašumų pralaidumo, didelės galios ir triukšmo charakteristikų atžvilgiu. RFA ir SOA taip pat tampa svarbūs daugelyje programų. OPA darbas parodė, kad plačiajuosčio ryšio stiprinimą įmanoma pasiekti naudojant labai žemo triukšmo rodiklius.
