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Wie funktioniert der Faserverstärker?

2021-05-28
Wenn das Übertragungsintervall zu lang ist (mehr als 100 km), hat das optische Signal einen großen Verlust. In der Vergangenheit wurden im Allgemeinen optische Repeater verwendet, um das optische Signal zu erweitern. Diese Art von Ausrüstung hat gewisse Einschränkungen in der praktischen Anwendung und wurde allmählich ersetzt. Anstelle von Lichtwellenleiterverstärkern ist das Arbeitsprinzip von Lichtwellenleiterverstärkern in der folgenden Abbildung dargestellt. Es kann optische Signale direkt erweitern, ohne dass der Prozess der optisch-elektrisch-optischen Umwandlung durchlaufen werden muss.
Welche Arten von Faserverstärkern gibt es?
1. Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA)
Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA)besteht hauptsächlich aus erbiumdotierter Faser, Pumplichtquelle, Optokoppler, optischem Isolator und optischem Filter. Inzwischen ist die Erbium-dotierte Faser die Hauptkomponente der optischen Signalverstärkung, die hauptsächlich zur Vervollständigung des 1550-nm-Bandes verwendet wird. Die Erweiterung des optischen Signalbandes, daher funktioniert der Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFA) am besten im Wellenlängenbereich von 1530 nm bis 1565 nm.
Stärken: Die Pumpleistungsnutzung ist am höchsten (größer als 50 %), und das optische Signal im 1550-nm-Band kann direkt und zusammen erweitert werden, die Verstärkung übersteigt 50 dB, und das Rauschen bei der Langintervallübertragung ist gering.
Mängel: Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFA) sind groß und diese Art von Ausrüstung kann nicht mit anderen Halbleiterausrüstungen harmonieren.
2. Raman-Verstärker
Der Raman-Verstärker ist das einzige Gerät, das das optische Signal im Band von 1292 nm bis 1660 nm verstärken kann. Sein Funktionsprinzip basiert auf dem stimulierten Raman-Streueffekt in der Quarzfaser. Wie in der Abbildung unten gezeigt, wird im Pumplicht das schwache Lichtsignal in der Raman-Verstärkungsbandbreite zusammen mit der starken Pumplichtwelle in der optischen Faser übertragen, das schwache Lichtsignal wird aufgrund der Raman-Streuung vergrößert Wirkung.
Vorteile: Es ist auf eine breite Palette von Bändern anwendbar, die in installierten Singlemode-Faserverkabelungsanwendungen verwendet werden können, die das Fehlen von Erbium-dotierten Faserverstärkern (EDFA) mit geringem Stromverbrauch und geringem Übersprechen ergänzen können.
Mängel: hohe Pumpleistung, unordentliches Verstärkungsregelungssystem und hohes Rauschen.
3. Halbleiter-Glasfaserverstärker (SOA)
Halbleiter-Glasfaserverstärker (SOA)verwendet Halbleitermaterialien als Verstärkungsmedien, und sein optischer Signaleingang und -ausgang sind mit Antireflexionsbeschichtungen versehen, um Reflexionen an der Endfläche des Verstärkers zu vermeiden und den Effekt des Resonators zu eliminieren.
Vorteile: geringe Größe, geringe Ausgangsleistung, geringe Verstärkungsbandbreite, kann in einer Vielzahl verschiedener Bänder verwendet werden, billiger als Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA) und kann mit Halbleitergeräten verwendet werden, kann verschachtelte Verstärkungsmodulation, verschachtelte Phase vervollständigen Modulation, Wellenlänge Vier nichtlineare Transformationsoperationen und Vierwellenmischung.
Mängel: Die Funktion ist nicht so hoch wie beim Erbium-dotierten Faserverstärker (EDFA), mit hohem Rauschen und geringer Verstärkung.
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