EDFA எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கியின் கொள்கை மற்றும் பயன்பாடு

கொள்கை மற்றும் பயன்பாடுEDFA எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கி

அடிப்படை அமைப்புEDFA (EDFA)எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கி, இது முக்கியமாக ஒரு செயலில் உள்ள ஊடகம் (டஜன் கணக்கான மீட்டர் நீள டோப் செய்யப்பட்ட குவார்ட்ஸ் ஃபைபர், மைய விட்டம் 3-5 மைக்ரான்கள், டோப்பிங் செறிவு (25-1000)x10-6), பம்ப் ஒளி மூலம் (990 அல்லது 1480nm LD), ஆப்டிகல் கப்ளர் மற்றும் ஆப்டிகல் ஐசோலேட்டர் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. சிக்னல் லைட் மற்றும் பம்ப் லைட் எர்பியம் ஃபைபரில் ஒரே திசையில் (இணை-பம்பிங்), எதிர் திசையில் (தலைகீழ் பம்பிங்) அல்லது இரண்டு திசைகளிலும் (இரு திசை பம்பிங்) பரவலாம். சிக்னல் லைட் மற்றும் பம்ப் லைட் ஒரே நேரத்தில் எர்பியம் ஃபைபரில் செலுத்தப்படும்போது, ​​எர்பியம் அயன் பம்ப் லைட்டின் செயல்பாட்டின் கீழ் உயர் ஆற்றல் நிலைக்கு (மூன்று-நிலை அமைப்பு) உற்சாகப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் விரைவில் மெட்டாஸ்டேபிள் நிலைக்கு சிதைவடைகிறது. சம்பவ சிக்னல் ஒளியின் செயல்பாட்டின் கீழ் அது தரை நிலைக்குத் திரும்பும்போது, ​​சிக்னல் ஒளியுடன் தொடர்புடைய ஃபோட்டான் வெளியேற்றப்படுகிறது, இதனால் சிக்னல் பெருக்கப்படுகிறது. அதன் பெருக்கப்பட்ட தன்னிச்சையான உமிழ்வு (ASE) நிறமாலை ஒரு பெரிய அலைவரிசையைக் கொண்டுள்ளது (20-40nm வரை) மற்றும் முறையே 1530nm மற்றும் 1550nm உடன் தொடர்புடைய இரண்டு உச்சங்களைக் கொண்டுள்ளது.

முக்கிய நன்மைகள்EDFA பெருக்கிஅதிக ஈட்டம், அதிக அலைவரிசை, அதிக வெளியீட்டு சக்தி, அதிக உந்தித் திறன், குறைந்த செருகல் இழப்பு மற்றும் துருவமுனைப்பு நிலைகளுக்கு உணர்வின்மை ஆகியவை அடங்கும்.

எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கியின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை

எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கி (EDFA ஆப்டிகல் பெருக்கி) முக்கியமாக எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் (சுமார் 10-30 மீ நீளம்) மற்றும் ஒரு பம்ப் ஒளி மூலத்தால் ஆனது. செயல்படும் கொள்கை என்னவென்றால், எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பம்ப் செய்யப்பட்ட ஒளி மூலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் (அலைநீளம் 980nm அல்லது 1480nm) தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சை உருவாக்குகிறது, மேலும் கதிர்வீச்சு செய்யப்பட்ட ஒளி உள்ளீட்டு ஒளி சமிக்ஞையின் மாற்றத்துடன் மாறுகிறது, இது உள்ளீட்டு ஒளி சமிக்ஞையைப் பெருக்குவதற்குச் சமம். எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கியின் ஆதாயம் பொதுவாக 15-40db என்றும், ரிலே தூரத்தை 100 கி.மீ.க்கு மேல் அதிகரிக்க முடியும் என்றும் முடிவுகள் காட்டுகின்றன. எனவே, மக்கள் கேட்காமல் இருக்க முடியாது: ஒளி அலைகளின் தீவிரத்தை அதிகரிக்க ஃபைபர் பெருக்கியில் டோப் செய்யப்பட்ட எர்பியத்தைப் பயன்படுத்த விஞ்ஞானிகள் ஏன் நினைத்தார்கள்? எர்பியம் ஒரு அரிய பூமி உறுப்பு என்பதை நாம் அறிவோம், மேலும் அரிய பூமி கூறுகள் அவற்றின் சிறப்பு கட்டமைப்பு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. ஆப்டிகல் சாதனங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்த ஆப்டிகல் சாதனங்களில் டோப் செய்வது நீண்ட காலமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, எனவே இது ஒரு தற்செயலான காரணி அல்ல. கூடுதலாக, பம்ப் ஒளி மூலத்தின் அலைநீளம் ஏன் 980nm அல்லது 1480nm ஆக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது? உண்மையில், பம்ப் ஒளி மூலத்தின் அலைநீளம் 520nm, 650nm, 980nm மற்றும் 1480nm ஆக இருக்கலாம், ஆனால் நடைமுறை 1480nm பம்ப் ஒளி மூல லேசர் செயல்திறனின் அலைநீளம் மிக உயர்ந்தது, அதைத் தொடர்ந்து 980nm பம்ப் ஒளி மூலத்தின் அலைநீளம் என்பதை நிரூபித்துள்ளது.

உடல் அமைப்பு

எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கியின் (EDFA ஆப்டிகல் பெருக்கி) அடிப்படை அமைப்பு. உள்ளீட்டு முனையிலும் வெளியீட்டு முனையிலும் ஒரு தனிமைப்படுத்தி உள்ளது, இதன் நோக்கம் ஆப்டிகல் சிக்னலை ஒரு வழி பரிமாற்றமாக்குவதாகும். பம்ப் தூண்டுதல் 980nm அல்லது 1480nm அலைநீளத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஆற்றலை வழங்கப் பயன்படுகிறது. இணைப்பியின் செயல்பாடு, உள்ளீட்டு ஆப்டிகல் சிக்னலையும் பம்ப் ஒளியையும் எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபரில் இணைப்பதும், உள்ளீட்டு ஆப்டிகல் சிக்னலின் ஆற்றல் பெருக்கத்தை உணர, எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபரின் செயல்பாட்டின் மூலம் பம்ப் ஒளியின் ஆற்றலை உள்ளீட்டு ஆப்டிகல் சிக்னலுக்கு மாற்றுவதும் ஆகும். அதிக வெளியீட்டு ஆப்டிகல் சக்தியையும் குறைந்த இரைச்சல் குறியீட்டையும் பெறுவதற்காக, நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படும் எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கி, ஒன்றையொன்று தனிமைப்படுத்த நடுவில் ஐசோலேட்டர்களுடன் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பம்ப் மூலங்களின் கட்டமைப்பை ஏற்றுக்கொள்கிறது. ஒரு பரந்த மற்றும் தட்டையான ஆதாய வளைவைப் பெற, ஒரு ஆதாய தட்டையாக்கும் வடிகட்டி சேர்க்கப்படுகிறது.

EDFA ஐந்து முக்கிய பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது: எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் (EDF), ஆப்டிகல் கப்ளர் (WDM), ஆப்டிகல் ஐசோலேட்டர் (ISO), ஆப்டிகல் வடிகட்டி மற்றும் பம்பிங் சப்ளை. பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பம்ப் மூலங்களில் 980nm மற்றும் 1480nm ஆகியவை அடங்கும், மேலும் இந்த இரண்டு பம்ப் மூலங்களும் அதிக பம்ப் செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை அதிகமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. 980nm பம்ப் ஒளி மூல இரைச்சல் குணகம் குறைவாக உள்ளது; 1480nm பம்ப் ஒளி மூலமானது அதிக பம்ப் செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பெரிய வெளியீட்டு சக்தியைப் பெறலாம் (980nm பம்ப் ஒளி மூலத்தை விட சுமார் 3dB அதிகம்).

நன்மை

1. இயக்க அலைநீளம் ஒற்றை-முறை இழையின் குறைந்தபட்ச தணிப்பு சாளரத்துடன் ஒத்துப்போகிறது.

2. அதிக இணைப்பு திறன். இது ஒரு ஃபைபர் பெருக்கி என்பதால், டிரான்ஸ்மிஷன் ஃபைபருடன் இணைப்பது எளிது.

3. அதிக ஆற்றல் மாற்ற திறன். EDF இன் மையமானது டிரான்ஸ்மிஷன் ஃபைபரை விட சிறியது, மேலும் சிக்னல் லைட் மற்றும் பம்ப் லைட் ஆகியவை EDF இல் ஒரே நேரத்தில் கடத்தப்படுகின்றன, எனவே ஒளியியல் திறன் மிகவும் செறிவூட்டப்பட்டுள்ளது. இது ஒளிக்கும் ஆதாய ஊடகம் Er அயனுக்கும் இடையிலான தொடர்புகளை மிகவும் முழுமையாக்குகிறது, எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபரின் பொருத்தமான நீளத்துடன் இணைக்கிறது, எனவே ஒளி ஆற்றலின் மாற்ற திறன் அதிகமாக உள்ளது.

4. அதிக ஆதாயம், குறைந்த இரைச்சல் குறியீடு, பெரிய வெளியீட்டு சக்தி, சேனல்களுக்கு இடையில் குறைந்த குறுக்குவெட்டு.

5. நிலையான ஆதாய பண்புகள்: EDFA வெப்பநிலைக்கு உணர்திறன் கொண்டதல்ல, மேலும் ஆதாயத்திற்கும் துருவமுனைப்புக்கும் சிறிய தொடர்பு உள்ளது.

6. ஆதாய அம்சம் கணினி பிட் வீதம் மற்றும் தரவு வடிவமைப்பைப் பொருட்படுத்தாது.

குறைபாடு

1. நேரியல் அல்லாத விளைவு: EDFA, இழைக்குள் செலுத்தப்படும் ஒளியியல் சக்தியை அதிகரிப்பதன் மூலம் ஒளியியல் சக்தியைப் பெருக்குகிறது, ஆனால் பெரியதாக இருந்தால் சிறந்தது. ஒளியியல் சக்தி ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு அதிகரிக்கும் போது, ​​ஒளியியல் இழையின் நேரியல் அல்லாத விளைவு உற்பத்தி செய்யப்படும். எனவே, ஒளியியல் இழை பெருக்கிகளைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​ஒற்றை-சேனல் உள்வரும் இழை ஒளியியல் சக்தியைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மதிப்பில் கவனம் செலுத்தப்பட வேண்டும்.

2. ஆதாய அலைநீள வரம்பு நிலையானது: C-band EDFA இன் செயல்பாட்டு அலைநீள வரம்பு 1530nm~1561nm; L-band EDFA இன் செயல்பாட்டு அலைநீள வரம்பு 1565nm~1625nm ஆகும்.

3. சீரற்ற ஆதாய அலைவரிசை: EDFA எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கியின் ஆதாய அலைவரிசை மிகவும் அகலமானது, ஆனால் EDF இன் ஆதாய நிறமாலையே தட்டையானது அல்ல. WDM அமைப்பில் ஆதாயத்தை சமன்படுத்த ஆதாய தட்டையாக்கும் வடிகட்டியைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

4. ஒளி எழுச்சி சிக்கல்: ஒளி பாதை இயல்பாக இருக்கும்போது, ​​பம்ப் ஒளியால் தூண்டப்படும் எர்பியம் அயனிகள் சிக்னல் ஒளியால் எடுத்துச் செல்லப்படுகின்றன, இதனால் சிக்னல் ஒளியின் பெருக்கம் நிறைவு பெறுகிறது. மெட்டாஸ்டேபிள் எர்பியம் அயனிகள் தொடர்ந்து குவிந்து வருவதால், உள்ளீட்டு ஒளி துண்டிக்கப்பட்டால், சிக்னல் ஒளி உள்ளீடு மீட்டெடுக்கப்பட்டவுடன், ஆற்றல் குதித்து, ஒளி எழுச்சியை ஏற்படுத்தும்.

5. ஆப்டிகல் அலைக்கான தீர்வு EDFA இல் தானியங்கி ஆப்டிகல் பவர் குறைப்பு (APR) அல்லது தானியங்கி ஆப்டிகல் பவர் ஆஃப் (APSD) செயல்பாட்டை உணர்ந்து கொள்வதாகும், அதாவது, உள்ளீட்டு ஒளி இல்லாதபோது EDFA தானாகவே மின்சாரத்தைக் குறைக்கிறது அல்லது தானாகவே மின்சாரத்தை அணைக்கிறது, இதன் மூலம் அலை நிகழ்வின் நிகழ்வை அடக்குகிறது.

பயன்பாட்டு முறை

1. பூஸ்டர் அலைக்குப் பிறகு பல அலைநீள சமிக்ஞைகளின் சக்தியை அதிகரிக்கவும், பின்னர் அவற்றை கடத்தவும் பூஸ்டர் பெருக்கி பயன்படுத்தப்படுகிறது. பூஸ்டர் அலைக்குப் பிறகு சமிக்ஞை சக்தி பொதுவாக பெரியதாக இருப்பதால், ஒரு சக்தி பெருக்கியின் இரைச்சல் குறியீடு மற்றும் ஈட்டம் மிக அதிகமாக இருக்காது. ஒப்பீட்டளவில் பெரிய வெளியீட்டு சக்தியைக் கொண்டுள்ளது.

2. பவர் ஆம்ப்ளிஃபையருக்குப் பிறகு, லைன்-ஆம்ப்ளிஃபையர், லைன் டிரான்ஸ்மிஷன் இழப்பை அவ்வப்போது ஈடுசெய்யப் பயன்படுகிறது, பொதுவாக ஒப்பீட்டளவில் சிறிய இரைச்சல் குறியீடு மற்றும் பெரிய வெளியீட்டு ஆப்டிகல் சக்தி தேவைப்படுகிறது.

3. முன்-பெருக்கி: பிரிப்பானுக்கு முன்பும், வரி பெருக்கிக்குப் பிறகும், இது சிக்னலைப் பெருக்கி பெறுநரின் உணர்திறனை மேம்படுத்தப் பயன்படுகிறது (ஆப்டிகல் சிக்னல்-இரைச்சல் விகிதம் (OSNR) தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் பட்சத்தில், பெரிய உள்ளீட்டு சக்தி பெறுநரின் சத்தத்தை அடக்கி, பெறும் உணர்திறனை மேம்படுத்த முடியும்), மேலும் இரைச்சல் குறியீடு மிகவும் சிறியதாக இருக்கும். வெளியீட்டு சக்தியில் பெரிய தேவை எதுவும் இல்லை.