Amplificator laser de distribuție

Definiție: Amplificator cu fibră într-o legătură de date cu fibră optică, procesul de amplificare care are loc pe o fibră de transmisie foarte lungă.

Pentru legăturile de fibră lungă utilizate în transmisia de date la distanță lungă, sunt necesare unul sau mai multe amplificatoare de fibră pentru a asigura o putere suficientă a semnalului la receptor și pentru a menține un raport semnal-zgomot suficient, asigurând în același timp o rată de eroare de biți. În multe cazuri, aceste amplificatoare sunt discrete, implementate cu câțiva metri de fibră dopată cu pământuri rare, pompate de un laser cu diodă cuplată cu fibre, uneori ca parte a emițătorului sau chiar în fața receptorului, sau în mijlocul transmisiei. fibra folosita undeva. De asemenea, poate fi utilizat un amplificator distribuit în fibra de transmisie în sine. Lumina pompei este de obicei injectată la portul receptor sau emițător sau ambele porturi sunt injectate în același timp. Acest amplificator distribuit poate obține un câștig general similar, dar câștigul pe unitate de lungime este mult mai mic. Aceasta înseamnă că acest lucru poate menține un nivel rezonabil de putere a semnalului în prezența pierderilor de transmisie, mai degrabă decât creșterea puterii cu câțiva decibeli.

Argumente pro şi contra:

Un avantaj al utilizării amplificatoarelor distribuite este acumularea mai mică a zgomotului amplificatorului pe legătură. Acest lucru se datorează în principal faptului că puterea semnalului este menținută tot timpul, mai degrabă decât într-un grad foarte scăzut, așa cum este cazul amplificatoarelor discrete. Puterea de vârf a semnalului poate fi apoi redusă fără a adăuga zgomot de amplificator. Acest lucru reduce de fapt efectele neliniare potențial dăunătoare ale fibrei.

Un foarte mare dezavantaj al amplificatoarelor distribuite este necesitatea unei puteri mai mari a pompei. Acest lucru se aplică amplificatoarelor Raman și amplificatoarelor dopate cu pământuri rare, discutate mai jos.

Avantajele diferitelor tipuri de amplificatoare depind de sistemul de transmisie și de caracteristicile acestuia. De exemplu, pentru sistemele bazate exclusiv pe solini, factori importanți de luat în considerare sunt intervalul lungimii de undă și lățimea de bandă a semnalului.

Amplificator laser distribuit

Amplificatoarele de distribuție pot fi implementate în două forme diferite. Prima metodă este de a folosi o fibră de transmisie care conține niște ioni dopați cu pământuri rare, cum ar fi ionii de erbiu, dar concentrația de dopaj trebuie să fie mult mai mică decât cea a fibrelor amplificatoare obișnuite. Deși fibra de silice este folosită în mod obișnuit pentru comunicații, solubilitatea sa în ionii de pământuri rare este foarte scăzută, iar dopajul scăzut poate evita efectele de stingere. Cu toate acestea, deoarece fibra optică de transmisie are și alte limitări, este dificil să se optimizeze fibra optică pentru a avea o lățime de bandă de câștig mare. În special, orice dopaj va crește pierderile de transmisie, ceea ce nu este o problemă serioasă la amplificatoarele discrete scurte.

Deoarece lumina pompei a amplificatorului distribuit trebuie să fie transmisă și pe o distanță lungă, va suferi pierderi de transmisie. Dacă lungimea de undă a pompei este mult mai mică decât lungimea de undă a semnalului, pierderea este chiar mai mare decât lumina semnalului. Prin urmare, amplificatoarele dopate cu erbiu cu distribuție lungă trebuie să utilizeze o lumină cu pompă de 1,45 microni în loc de lumina de 980 nm utilizată în mod obișnuit. Acest lucru, la rândul său, va pune mai multe restricții asupra formei spectrale a câștigului amplificatorului. Chiar și cu lungimi de undă mari ale pompei, necesarul de putere al pompei este mai mare din cauza pierderilor de pompare, comparativ cu amplificatoarele cu fibre discrete.

Amplificator Raman distribuit

Un alt tip de amplificator distribuit este amplificatorul Raman, care nu necesită dopaje cu pământuri rare. În schimb, folosește împrăștierea Raman stimulată pentru a realiza procesul de amplificare. De asemenea, fibrele de transmisie sunt greu de optimizat pentru procesele de amplificare Raman, deoarece pierderile de transmisie trebuie să fie scăzute, iar lumina pompei suferă, de asemenea, pierderi de transmisie. Prin urmare, este necesară o putere foarte mare a pompei.

Spectrul de câștig al unei surse de pompă depinde de compoziția chimică a miezului de fibre. Un spectru de câștig mai larg reglat poate fi obținut prin combinarea diferitelor lungimi de undă ale pompei.