Introductie van optische versterker
Met de snelle ontwikkeling van de optische communicatienetwerken zijn langere transmissielengtes vereist. Optische versterker kan voldoen aan de vereisten van optische communicatienetwerken. Een optische versterker is een apparaat dat een optisch signaal direct versterkt, zonder dat het eerst moet worden omgezet in een elektrisch signaal. Een optische versterker kan worden beschouwd als een laser zonder een optische holte, of een waarin de feedback van de holte wordt onderdrukt. Dit bericht helpt je een beter begrip te krijgen van de optische versterker.
Een eenvoudige optische communicatieverbinding bevat een zender en ontvanger, met een optische vezelkabel die hen verbindt. Hoewel signalen die in optische vezels zenden veel minder verzwakking hebben dan in andere media, zoals koper, is er nog steeds een beperking van ongeveer 100 km op de afstand die de signalen kunnen afleggen voordat ze te veel lawaai maken om te worden gedetecteerd.
Optische versterkers worden veel gebruikt in glasvezelgegevensverbindingen. Figuur 1 toont drie manieren waarop optische versterkers kunnen worden gebruikt om de prestaties van optische datakoppelingen te versterken. Een versterkerversterker wordt gebruikt om de optische uitvoer van een optische zender te vergroten juist voordat het signaal een optische vezel binnengaat. Het optische signaal wordt verzwakt als het in de optische vezel beweegt. Een inline-versterker wordt gebruikt om het optische signaal naar zijn oorspronkelijke vermogensniveau te herstellen (regenereren). Aan het einde van de optische vezelverbinding wordt een optische voorversterker gebruikt om de gevoeligheid van een optische ontvanger te vergroten.
Figuur 1. Optische versterkers in glasvezelcommunicatieverbindingen
Verhouding van uitgangsvermogen tot ingangsvermogen
Winst als een gevolg van de inverterende kracht
Bereik van golflengten waarover de versterker effectief is
Maximaal uitgangsvermogen, waarboven geen versterking wordt bereikt
ongewenst signaal als gevolg van fysieke verwerking in de versterker
Er zijn drie meest gebruikte typen optische versterkers, zoals van links naar rechts weergegeven: erbium-gedoteerde vezelversterker, de halfgeleider optische versterker en de Raman-vezelversterker.
Het versterkende medium is een optische glasvezel gedoteerd met erbiumionen. De erbium wordt gepompt naar een staat van populatie-inversie met een afzonderlijke optische ingang. Het erbium-gedoteerde optische glasversterkingsmedium versterkt licht op golflengten in de buurt van 1550 nm - de optische golflengten die een minimale verzwakking in optische vezels ondervinden. De erbium-gedoteerde vezelversterker (EDFA) is de meest gebruikte vezelversterker. Erbium-gedoteerde optische vezelversterkers (EDFA's) hebben een lage ruis en kunnen vele golflengten tegelijkertijd versterken, waardoor de EDFA de meest gekozen versterker is voor de meeste toepassingen in optische communicatie.
Figuur 2. Erbium-gedoteerd vezelversterker werkingsprincipe
Het versterkingsmedium is ongedoopt InGaAsP. Dit materiaal kan worden aangepast om optische versterking te bieden bij golflengten nabij 1,3 μm of in de buurt van 1,5 μm - belangrijke golflengten voor optische communicatie. Andere halfgeleiders kunnen worden gebruikt om optische signalen bij andere golflengten te versterken. De invoer- en uitvoervlakken van de versterker zijn antireflectie gecoat om optische terugkoppeling naar het versterkingsmedium en laserwerking te voorkomen. Halfgeleider optische versterker met zijn kenmerken van klein pakket, goedkope applicaties en potentieel gebruik voor optische switching, kan het een goede keuze zijn om geschikt te zijn voor de meeste klanten.
Figuur 3. Werkingsprincipe van de halfgeleider optische versterker
In een Raman-versterker wordt het signaal versterkt door Raman-versterking. Anders dan de EDFA en SOA wordt het amplificatie-effect verkregen door een niet-lineaire interactie tussen het signaal en een pomplaser binnen een optische vezel. Er zijn twee soorten Raman-versterker: verdeeld en op één hoop gegooid. Een gedistribueerde Raman-versterker is er een waarin de transmissievezel wordt gebruikt als het versterkingsmedium door een pompgolflengte met signaalgolflengte te multiplexen, terwijl een geconcentreerde Raman-versterker een speciale, kortere lengte van vezel gebruikt om versterking te verschaffen.
Figuur 4. Werkingsprincipe van de Raman-versterker
Optische versterker speelt een zeer belangrijke rol in moderne optische netwerken, waardoor de transmissie van vele terabyten aan gegevens over lange afstanden van maximaal duizenden kilometers mogelijk is. Optische versterkers van FOCC zijn ontworpen voor alle netwerksegmenten en toepassingen. Ga voor meer informatie naar www.focc-fiber.com .
