1. වර්ගීකරණයFiberAmplifiers
ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර්වල ප්රධාන වර්ග තුනක් තිබේ:
(1) අර්ධ සන්නායක ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් (SOA, අර්ධ සන්නායක දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර්);
(2) දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, ආදිය) සමඟ මාත්‍රණය කරන ලද ඔප්ටිකල් ෆයිබර් ඇම්ප්ලිෆයර්, ප්රධාන වශයෙන් erbium මාත්‍රණය කළ තන්තු ඇම්ප්ලිෆයර් (EDFA), මෙන්ම තුලියම් මාත්‍රණය කරන ලද තන්තු ඇම්ප්ලිෆයර් (TDFA) සහ ප්‍රේසෝඩියමියම් මාත්‍රණය කළ තන්තු ඇම්ප්ලිෆයර් (PDFA) ආදිය.
(3) රේඛීය නොවන තන්තු ඇම්ප්ලිෆයර්, ප්රධාන වශයෙන් ෆයිබර් රමන් ඇම්ප්ලිෆයර් (FRA, Fiber Raman Amplifier). මෙම ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර්වල ප්රධාන කාර්ය සාධන සංසන්දනය වගුවේ දැක්වේ
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය (Nd, Er, Pr, Tm වැනි) සමඟ ක්වාර්ට්ස් තන්තු මාත්‍රණය කිරීමෙන් බහු මට්ටමේ ලේසර් පද්ධතියක් සෑදිය හැකි අතර පොම්ප ආලෝකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ ආදාන සංඥා ආලෝකය සෘජුවම විස්තාරණය වේ. සුදුසු ප්රතිපෝෂණ ලබා දීමෙන් පසුව, ෆයිබර් ලේසර් සෑදෙයි. Nd-doped ෆයිබර් ඇම්ප්ලිෆයර්හි ක්‍රියාකාරී තරංග ආයාමය 1060nm සහ 1330nm වන අතර, ෆයිබර් ඔප්ටික් සන්නිවේදනයේ හොඳම සින්ක් පෝට් එකෙන් අපගමනය වීම සහ වෙනත් හේතූන් නිසා එහි සංවර්ධනය සහ යෙදුම සීමා වේ. ඔප්ටිකල් ෆයිබර් සන්නිවේදනයේ අඩුම අලාභය (1550nm) සහ ශුන්ය විසරණ තරංග ආයාමය (1300nm) කවුළුවේ පිළිවෙලින් EDFA සහ PDFA ක්‍රියාකාරී තරංග ආයාම ඇති අතර, TDFA ක්‍රියා කරන්නේ ඔප්ටිකල් ෆයිබර් සන්නිවේදන පද්ධති යෙදුම් සඳහා ඉතා යෝග්‍ය වන S-බෑන්ඩ් තුළය. . විශේෂයෙන්ම EDFA, වඩාත්ම වේගවත් සංවර්ධනය, ප්රායෝගික වී ඇත.
දPEDFA හි මූලධර්මය
EDFA හි මූලික ව්‍යුහය රූප සටහන 1(a) හි පෙන්වා ඇත, එය ප්රධාන වශයෙන් සක්‍රීය මාධ්‍යයකින් (erbium-doped silica තන්තු මීටර් දස දහස් ගණනක් දිග, මයික්‍රෝන 3-5 ක හරය විෂ්කම්භයක් සහ (25) මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණයකින් සමන්විත වේ. -1000)x10-6), පොම්ප ආලෝක ප්‍රභවය (990 හෝ 1480nm LD), දෘශ්‍ය කප්ලර් සහ දෘශ්‍ය හුදකලාකය. සංඥා ආලෝකය සහ පොම්ප ආලෝකය erbium තන්තු තුළ එකම දිශාවට (codirectional පොම්ප කිරීම), ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවන් (ප්රතිලෝම පොම්ප කිරීම) හෝ දෙපැත්තටම (ද්වි දිශානුගත පොම්ප කිරීම) ප්රචාරය කළ හැක. සංඥා ආලෝකය සහ පොම්ප ආලෝකය එකවර erbium තන්තු තුළට එන්නත් කළ විට, පොම්ප ආලෝකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ erbium අයන ඉහළ ශක්ති මට්ටමකට උද්වේගකර වේ (රූපය 1 (b), තුන් මට්ටමේ පද්ධතියකි), සහ ඉක්මනින් පරිවෘත්තීය ශක්ති මට්ටමට ක්ෂය වේ , එය සිද්ධි සංඥා ආලෝකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ භූගත තත්වයට නැවත පැමිණෙන විට, එය සංඥා ආලෝකයට අනුරූප ෆෝටෝන නිකුත් කරයි, එවිට සංඥාව විස්තාරණය වේ. රූපය 1 (c) යනු විශාල කලාප පළලක් (20-40nm දක්වා) සහ පිළිවෙලින් 1530nm සහ 1550nm ට අනුරූප වන උච්ච දෙකක් සහිත එහි විස්තාරණය කළ ස්වයංසිද්ධ විමෝචන (ASE) වර්ණාවලියයි.
EDFA හි ප්රධාන වාසි වන්නේ ඉහළ ලාභයක්, විශාල කලාප පළලක්, ඉහළ නිමැවුම් බලයක්, ඉහළ පොම්ප කාර්යක්ෂමතාවයක්, අඩු ඇතුළත් කිරීම් අලාභයක් සහ ධ්‍රැවීකරණ තත්ත්වයට සංවේදී නොවන බවයි.
2. ෆයිබර් ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් සමඟ ගැටළු
ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් (විශේෂයෙන් EDFA) බොහෝ කැපී පෙනෙන වාසි ඇතත්, එය කදිම ඇම්ප්ලිෆයර් නොවේ. සංඥාවේ SNR අඩු කරන අමතර ඝෝෂාවට අමතරව, තවත් අඩුපාඩු තිබේ, එවැනි:
- ඇම්ප්ලිෆයර් කලාප පළල තුළ ලාභ වර්ණාවලියේ අසමානතාවය බහු-නාලිකා විස්තාරණ කාර්ය සාධනයට බලපායි;
- ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් කැස්කැඩ් කරන විට, ASE ශබ්දය, තන්තු විසුරුම සහ රේඛීය නොවන බලපෑම් වල බලපෑම් එකතු වේ.
යෙදුම් සහ පද්ධති සැලසුම් කිරීමේදී මෙම ගැටළු සලකා බැලිය යුතුය.
3. ඔප්ටිකල් ෆයිබර් සන්නිවේදන පද්ධතියේ ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදීම
ඔප්ටිකල් ෆයිබර් සන්නිවේදන පද්ධතියේ, දෆයිබර් ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර්සම්ප්‍රේෂණ බලය වැඩි කිරීම සඳහා සම්ප්‍රේෂකයේ බල වර්ධක ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙස පමණක් නොව, ලැබීමේ සංවේදීතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ග්‍රාහකයේ පූර්ව වර්ධකයක් ලෙසද භාවිතා කළ හැකි අතර සම්ප්‍රේෂණය දිගු කිරීම සඳහා සම්ප්රදායික දෘශ්‍ය-විද්‍යුත්-දෘෂ්‍ය පුනරාවර්තකය ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකිය. දුර සහ සියලු දෘශ්‍ය සන්නිවේදනය අවබෝධ කර ගැනීම.
දෘශ්‍ය තන්තු සන්නිවේදන පද්ධතිවල සම්ප්‍රේෂණ දුර සීමා කරන ප්රධාන සාධක වන්නේ දෘශ්‍ය තන්තු නැතිවීම සහ විසරණය වීමයි. පටු වර්ණාවලි ආලෝක ප්රභවයක් භාවිතා කිරීම හෝ ශුන්ය-විසරණ තරංග ආයාමය අසල වැඩ කිරීම, තන්තු විසරණයේ බලපෑම කුඩා වේ. මෙම පද්ධතියට සෑම රිලේ ස්ථානයකදීම සම්පූර්ණ සංඥා කාල ප්‍රතිජනනය (3R රිලේ) සිදු කිරීමට අවශ්‍ය නොවේ. දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් (1R රිලේ) සමඟ දෘශ්‍ය සංඥාව සෘජුවම විස්තාරණය කිරීම ප්‍රමාණවත් වේ. ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් දිගු දුර කඳ පද්ධතිවල පමණක් නොව දෘශ්‍ය තන්තු බෙදා හැරීමේ ජාලවල, විශේෂයෙන් WDM පද්ධතිවල, බහු නාලිකා එකවර විස්තාරණය කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය.
1) කඳ ඔප්ටිකල් ෆයිබර් සන්නිවේදන පද්ධතිවල ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදීම
Fig. 2 යනු කඳ ඔප්ටිකල් ෆයිබර් සන්නිවේදන පද්ධතියේ දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදුමේ ක්‍රමානුරූප රූප සටහනකි. (අ) රූපයේ දැක්වෙන්නේ සම්ප්‍රේෂකයේ බල වර්ධක ඇම්ප්ලිෆයරය සහ ග්‍රාහකයේ පූර්ව වර්ධකය ලෙස දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයරය භාවිතා වන අතර එමඟින් රිලේ නොවන දුර දෙගුණ වේ. උදාහරණයක් ලෙස, පද්ධති සම්ප්‍රේෂණය වන EDFA භාවිතා කිරීම 1.8Gb/s දුර 120km සිට 250km දක්වා හෝ 400km දක්වා වැඩි වේ. රූප සටහන 2 (b)-(d) යනු බහු-රිලේ පද්ධතිවල දෘශ්‍ය ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදීමයි; රූපය (b) යනු සම්ප්රදායික 3R රිලේ මාදිලියයි; Figure (c) යනු 3R රිපීටර් සහ ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් වල මිශ්‍ර රිලේ මාදිලියයි; රූපය 2 (d) එය සර්ව-දෘෂ්‍ය රිලේ මාදිලියකි; සර්ව-දෘෂ්‍ය සන්නිවේදන පද්ධතියක, එයට කාල සහ පුනර්ජනන පරිපථ ඇතුළත් නොවේ, එබැවින් එය තරමක් විනිවිද පෙනෙන අතර “ඉලෙක්ට්‍රොනික බෝතල් උඩු රැවුල” සීමාවක් නොමැත. දෙපැත්තේ ඇති යැවීමේ සහ ලැබීමේ උපකරණ ප්‍රතිස්ථාපනය කරන තාක් කල්, අඩු අනුපාතයක සිට ඉහළ අනුපාතයකට යාවත්කාලීන කිරීම පහසු වන අතර ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමට අවශ්‍ය නොවේ.
2) ඔප්ටිකල් ෆයිබර් බෙදාහැරීමේ ජාලයේ ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් යෙදීම
ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර්වල (විශේෂයෙන් EDFA) ඉහළ බල ප්‍රතිදාන වාසි බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් බෙදාහැරීමේ ජාල සඳහා ඉතා ප්‍රයෝජනවත් වේ (උදාCATVජාල). සාම්ප්‍රදායික CATV ජාලය කොක්සියල් කේබලයක් භාවිතා කරයි, එය සෑම මීටර් සිය ගණනකට වරක් විස්තාරණය කළ යුතු අතර ජාලයේ සේවා අරය කිලෝමීටර 7 ක් පමණ වේ. ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් භාවිතා කරන ඔප්ටිකල් ෆයිබර් CATV ජාලය මඟින් බෙදා හරින ලද පරිශීලකයින් සංඛ්යාව විශාල ලෙස වැඩි කිරීමට පමණක් නොව, ජාල මාර්ගය විශාල ලෙස පුළුල් කළ හැකිය. ඔප්ටිකල් ෆයිබර්/දෙමුහුන් (HFC) ව්‍යාප්තිය දෙකෙහිම ශක්තීන් ඇද ගන්නා අතර ශක්තිමත් තරඟකාරිත්වයක් ඇති බව මෑතකාලීන වර්ධනයන් පෙන්වා දී ඇත.
රූප සටහන 4 යනු රූපවාහිනියේ නාලිකා 35 ක AM-VSB මොඩියුලේෂන් සඳහා දෘශ්‍ය තන්තු බෙදා හැරීමේ ජාලයක උදාහරණයකි. සම්ප්‍රේෂකයේ ආලෝක ප්‍රභවය DFB-LD වන අතර තරංග ආයාමය 1550nm සහ නිමැවුම් බලය 3.3dBm වේ. 4-මට්ටමේ EDFA බලය බෙදා හැරීමේ ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙස භාවිතා කිරීම, එහි ආදාන බලය -6dBm පමණ වන අතර එහි නිමැවුම් බලය 13dBm පමණ වේ. දෘශ්‍ය ග්‍රාහක සංවේදීතාව -9.2d Bm. බෙදා හැරීමේ මට්ටම් 4 කින් පසුව, මුළු පරිශීලකයින් සංඛ්යාව මිලියන 4.2 දක්වා ළඟා වී ඇති අතර, ජාල මාර්ගය කිලෝමීටර් දස දහස් ගණනකට වඩා වැඩි ය. පරීක්ෂණයේ බර සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය 45dB ට වඩා වැඩි වූ අතර EDFA CSO හි අඩු වීමක් සිදු නොකළේය.
පසු කාලය: අප්රේල්-23-2023