1. වර්ගීකරණයFඅයිබර්Aවිස්තාරක
දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් ප්‍රධාන වර්ග තුනක් ඇත:
(1) අර්ධ සන්නායක දෘශ්‍ය වර්ධකය (SOA, අර්ධ සන්නායක දෘශ්‍ය වර්ධකය);
(2) දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, ආදිය) සමඟ මාත්‍රණය කරන ලද දෘශ්‍ය තන්තු ඇම්ප්ලිෆයර්, ප්‍රධාන වශයෙන් erbium-මාත්‍රණය කරන ලද තන්තු ඇම්ප්ලිෆයර් (EDFA), මෙන්ම තුලියම්-ඩෝප් කළ තන්තු ඇම්ප්ලිෆයර් (TDFA) සහ ප්‍රෙසියෝඩයිමියම්-ඩෝප් කළ තන්තු ඇම්ප්ලිෆයර් (PDFA) ආදිය.
(3) රේඛීය නොවන තන්තු ඇම්ප්ලිෆයර්, ප්‍රධාන වශයෙන් තන්තු රාමන් ඇම්ප්ලිෆයර් (FRA, ෆයිබර් රාමන් ඇම්ප්ලිෆයර්). මෙම දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර්වල ප්‍රධාන කාර්ය සාධන සංසන්දනය වගුවේ දක්වා ඇත.
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය (Nd, Er, Pr, Tm, ආදිය) සමඟ ක්වාර්ට්ස් තන්තු මාත්‍රණය කිරීමෙන් බහු මට්ටමේ ලේසර් පද්ධතියක් සෑදිය හැකි අතර, පොම්ප ආලෝකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ ආදාන සංඥා ආලෝකය සෘජුවම විස්තාරණය කෙරේ. සුදුසු ප්‍රතිපෝෂණ ලබා දීමෙන් පසු, තන්තු ලේසර් එකක් සාදනු ලැබේ. Nd-මාත්‍රණය කරන ලද තන්තු ඇම්ප්ලිෆයරයේ ක්‍රියාකාරී තරංග ආයාමය 1060nm සහ 1330nm වන අතර, එහි සංවර්ධනය සහ යෙදුම ෆයිබර් ඔප්ටික් සන්නිවේදනයේ හොඳම සින්ක් පෝට් එකෙන් අපගමනය වීම සහ වෙනත් හේතූන් මත සීමා වේ. EDFA සහ PDFA හි මෙහෙයුම් තරංග ආයාම පිළිවෙලින් දෘශ්‍ය තන්තු සන්නිවේදනයේ අවම අලාභය (1550nm) සහ ශුන්‍ය විසරණ තරංග ආයාමය (1300nm) කවුළුවේ ඇති අතර, TDFA දෘශ්‍ය තන්තු සන්නිවේදන පද්ධති යෙදුම් සඳහා ඉතා සුදුසු S-කලාපයේ ක්‍රියාත්මක වේ. විශේෂයෙන් වේගවත්ම සංවර්ධනය වන EDFA ප්‍රායෝගික වී ඇත.
එමPEDFA හි මූලධර්මය
EDFA හි මූලික ව්‍යුහය රූපය 1(a) හි දක්වා ඇති අතර, එය ප්‍රධාන වශයෙන් ක්‍රියාකාරී මාධ්‍යයකින් (මීටර් දස දහස් ගණනක් දිග එර්බියම්-මාත්‍රණය කරන ලද සිලිකා තන්තු, හර විෂ්කම්භය මයික්‍රෝන 3-5 ක් සහ මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය (25-1000)x10-6), පොම්ප ආලෝක ප්‍රභවය (990 හෝ 1480nm LD), දෘශ්‍ය කප්ලර් සහ දෘශ්‍ය හුදකලාකාරකයකින් සමන්විත වේ. සංඥා ආලෝකය සහ පොම්ප ආලෝකය එර්බියම් තන්තු තුළ එකම දිශාවට (සහ දිශානුගත පොම්ප කිරීම), ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවන්ට (ප්‍රතිලෝම පොම්ප කිරීම) හෝ දිශාවන් දෙකටම (ද්වි දිශානුගත පොම්ප කිරීම) ප්‍රචාරය කළ හැකිය. සංඥා ආලෝකය සහ පොම්ප ආලෝකය එකවර එර්බියම් තන්තුවට එන්නත් කළ විට, එර්බියම් අයන පොම්ප ආලෝකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ ඉහළ ශක්ති මට්ටමකට උද්දීපනය වන අතර (රූපය 1 (ආ), ත්‍රි-මට්ටමේ පද්ධතියක්), සහ ඉක්මනින් මෙටාස්ටේබල් ශක්ති මට්ටමට ක්ෂය වේ, එය සිදුවීම් සංඥා ආලෝකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ බිම් තත්වයට නැවත පැමිණෙන විට, එය සංඥා ආලෝකයට අනුරූප ෆෝටෝන විමෝචනය කරයි, එවිට සංඥාව විස්තාරණය වේ. රූපය 1 (ඇ) යනු එහි විස්තාරිත ස්වයංසිද්ධ විමෝචන (ASE) වර්ණාවලිය වන අතර එය පිළිවෙලින් විශාල කලාප පළලක් (20-40nm දක්වා) සහ 1530nm සහ 1550nm ට අනුරූප උච්ච දෙකක් ඇත.
EDFA හි ප්‍රධාන වාසි වන්නේ ඉහළ ලාභය, විශාල කලාප පළල, ඉහළ ප්‍රතිදාන බලය, ඉහළ පොම්ප කාර්යක්ෂමතාව, අඩු ඇතුළත් කිරීමේ අලාභය සහ ධ්‍රැවීකරණ තත්ත්වයට අසංවේදී වීමයි.
2. ෆයිබර් ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් සමඟ ගැටළු
දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් (විශේෂයෙන් EDFA) බොහෝ කැපී පෙනෙන වාසි ඇතත්, එය කදිම ඇම්ප්ලිෆයර් එකක් නොවේ. සංඥාවේ SNR අඩු කරන අතිරේක ශබ්දයට අමතරව, තවත් අඩුපාඩු කිහිපයක් තිබේ, එනම්:
- ඇම්ප්ලිෆයර් කලාප පළල තුළ ලාභ වර්ණාවලියේ අසමානතාවය බහු නාලිකා විස්තාරණ ක්‍රියාකාරිත්වයට බලපායි;
- දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් කඳුරැලි කළ විට, ASE ශබ්දයේ බලපෑම්, තන්තු විසරණය සහ රේඛීය නොවන බලපෑම් එකතු වේ.
මෙම ගැටළු යෙදුම් සහ පද්ධති නිර්මාණයේදී සලකා බැලිය යුතුය.
3. දෘශ්‍ය තන්තු සන්නිවේදන පද්ධතියේ දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදීම
දෘශ්‍ය තන්තු සන්නිවේදන පද්ධතිය තුළ,ෆයිබර් ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර්සම්ප්‍රේෂණ බලය වැඩි කිරීම සඳහා සම්ප්‍රේෂකයේ බල වර්ධක ඇම්ප්ලිෆයර් එකක් ලෙස පමණක් නොව, ලැබීමේ සංවේදීතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ග්‍රාහකයේ පූර්ව විස්තාරකයක් ලෙසද භාවිතා කළ හැකි අතර, සම්ප්‍රේෂණ දුර දිගු කිරීමට සහ සියලු දෘශ්‍ය සන්නිවේදනය සාක්ෂාත් කර ගැනීමට සාම්ප්‍රදායික දෘශ්‍ය-විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය පුනරාවර්තකය ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකිය.
දෘශ්‍ය තන්තු සන්නිවේදන පද්ධතිවල, සම්ප්‍රේෂණ දුර සීමා කරන ප්‍රධාන සාධක වන්නේ දෘශ්‍ය තන්තු නැතිවීම සහ විසරණයයි. පටු වර්ණාවලී ආලෝක ප්‍රභවයක් භාවිතා කිරීම හෝ ශුන්‍ය-විසරණ තරංග ආයාමය අසල වැඩ කිරීම, ෆයිබර් විසරණයේ බලපෑම කුඩා වේ. මෙම පද්ධතියට සෑම රිලේ ස්ථානයකම සම්පූර්ණ සංඥා කාල ප්‍රතිජනනය (3R රිලේ) සිදු කිරීමට අවශ්‍ය නොවේ. දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් (1R රිලේ) සමඟ දෘශ්‍ය සංඥාව සෘජුවම විස්තාරණය කිරීම ප්‍රමාණවත් වේ. දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් දිගු දුර කඳ පද්ධතිවල පමණක් නොව, දෘශ්‍ය තන්තු බෙදාහැරීමේ ජාලවල, විශේෂයෙන් WDM පද්ධතිවල, එකවර බහු නාලිකා විස්තාරණය කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකිය.
1) කඳ දෘශ්‍ය තන්තු සන්නිවේදන පද්ධතිවල දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදීම
රූපය 2 යනු කඳ දෘශ්‍ය තන්තු සන්නිවේදන පද්ධතියේ දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදීම පිළිබඳ ක්‍රමානුරූප සටහනකි. (අ) රූපයේ දැක්වෙන්නේ දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් සම්ප්‍රේෂකයේ බල බූස්ට් ඇම්ප්ලිෆයර් සහ ග්‍රාහකයේ පූර්ව විස්තාරකය ලෙස භාවිතා කරන බවයි, එවිට රිලේ නොවන දුර දෙගුණ වේ. උදාහරණයක් ලෙස, EDFA භාවිතා කිරීම, පද්ධති සම්ප්‍රේෂණය 1.8Gb/s දුර කිලෝමීටර 120 සිට කිලෝමීටර 250 දක්වා වැඩි වේ හෝ කිලෝමීටර 400 දක්වා ළඟා වේ. රූපය 2 (b)-(d) යනු බහු-රිලේ පද්ධතිවල දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදීමයි; රූපය (b) යනු සාම්ප්‍රදායික 3R රිලේ මාදිලියයි; රූපය (c) යනු 3R රිපීටර් සහ දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් වල මිශ්‍ර රිලේ මාදිලියයි; රූපය 2 (d) එය සියලුම-දෘශ්‍ය රිලේ මාදිලියකි; සියලුම-දෘශ්‍ය සන්නිවේදන පද්ධතියක, එයට කාල නියම කිරීම සහ පුනර්ජනන පරිපථ ඇතුළත් නොවේ, එබැවින් එය බිට්-විනිවිද පෙනෙන අතර, "ඉලෙක්ට්‍රොනික බෝතල් විස්කර්" සීමාවක් නොමැත. කෙළවර දෙකෙහිම යැවීමේ සහ ලැබීමේ උපකරණ ප්‍රතිස්ථාපනය කරන තාක් කල්, අඩු අනුපාතයකින් ඉහළ අනුපාතයකට උත්ශ්‍රේණි කිරීම පහසු වන අතර, දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමට අවශ්‍ය නොවේ.
2) දෘශ්‍ය තන්තු බෙදාහැරීමේ ජාලය තුළ දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදීම
දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර්වල (විශේෂයෙන් EDFA) ඉහළ බල ප්‍රතිදාන වාසි පුළුල් පරාස බෙදාහැරීමේ ජාලවල (උදා:CATVජාල). සාම්ප්‍රදායික CATV ජාලය කොක්සියල් කේබලය භාවිතා කරන අතර එය සෑම මීටර් සිය ගණනකට වරක් විස්තාරණය කළ යුතු අතර ජාලයේ සේවා අරය කිලෝමීටර 7 ක් පමණ වේ. දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් භාවිතා කරන දෘශ්‍ය තන්තු CATV ජාලයට බෙදා හරින ලද පරිශීලකයින් සංඛ්‍යාව විශාල ලෙස වැඩි කිරීමට පමණක් නොව, ජාල මාර්ගය විශාල ලෙස පුළුල් කිරීමට ද හැකිය. මෑත කාලීන වර්ධනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ දෘශ්‍ය තන්තු/දෙමුහුන් (HFC) බෙදා හැරීම දෙකෙහිම ශක්තීන් ඇද ගන්නා බවත් ශක්තිමත් තරඟකාරිත්වයක් ඇති බවත්ය.
රූප සටහන 4 යනු රූපවාහිනී නාලිකා 35 ක AM-VSB මොඩියුලේෂන් සඳහා දෘශ්‍ය තන්තු බෙදාහැරීමේ ජාලයක උදාහරණයකි. සම්ප්‍රේෂකයේ ආලෝක ප්‍රභවය DFB-LD වන අතර එහි තරංග ආයාමය 1550nm සහ ප්‍රතිදාන බලය 3.3dBm වේ. 4-මට්ටමේ EDFA බල බෙදාහැරීමේ ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙස භාවිතා කරන විට, එහි ආදාන බලය -6dBm පමණ වන අතර එහි ප්‍රතිදාන බලය 13dBm පමණ වේ. දෘශ්‍ය ග්‍රාහක සංවේදීතාව -9.2d Bm. බෙදාහැරීමේ මට්ටම් 4 කට පසු, මුළු පරිශීලකයින් සංඛ්‍යාව මිලියන 4.2 දක්වා ළඟා වී ඇති අතර ජාල මාර්ගය කිලෝමීටර දස දහස් ගණනකට වඩා වැඩිය. පරීක්ෂණයේ බරිත සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය 45dB ට වඩා වැඩි වූ අතර, EDFA CSO හි අඩුවීමක් ඇති කළේ නැත.
පළ කිරීමේ කාලය: අප්‍රේල්-23-2023