Waarom hebben we glasvezelversterkers nodig?

Wat de optische vezelversterkers in feite oplossen, is het traditionele afstandsprobleem zoals in elk telecommunicatiesysteem op lange afstand, zoals een trans-Atlantische verbinding. Naarmate optische signalen doorway de vezel gaan, worden de signalen zwakker in vermogen. Hoe verder u gaat, hoe zwakker het signaal wordt totdat het te zwak wordt om betrouwbaar te worden gedetecteerd.

Glasvezelcommunicatiesystemen lossen dit probleem op door onderweg glasvezelversterkers te gebruiken. Een repeater of versterker wordt in het systeem gestoken op een punt waar het signaal zwak is geworden, om de sterkte van het signaal te vergroten, zodat het via een ander stuk glasvezelkabel kan worden verzonden. Veel versterkers of repeaters kunnen in volgorde worden geplaatst om het signaal more than de hele glasvezelverbinding sterk te houden.

Wat zijn de verschillen tussen een repeater en een glasvezelversterker?

Traditioneel werden elektronische repeaters gebruikt voor optische signaalversterking. Een repeater is een opto-elektro-opto apparaat. Het zet een zwak optisch signaal om in een elektronisch signaal, ruimt het elektronische signaal op en zet het elektronische signaal vervolgens weer om in een optisch signaal met een lichtgolfzender. De lichtgolfzender straalt veel sterker vermogen uit dan het binnenkomende optische signaal en versterkt het dus.

Dit is echter een onhandig en duur proces en daarom is het vervangen door de nieuwe technologie voor optische vezelversterkers.

Een optische vezelversterker is een puur optisch apparaat. Het zet het binnenkomende optische signaal helemaal niet om in een elektronisch signaal. Kortom, je kunt het een in-line laser noemen. En een glasvezelversterker kan tientallen optische kanalen tegelijkertijd versterken, omdat ze niet elk kanaal afzonderlijk in elektronische signalen omzetten.

Wat zijn glasvezelversterkers en hoe werken ze?

Optische vezelversterker is een gedeelte van optische vezel dat is gedoteerd met een zeldzaam aardelement zoals erbium of praseodymium.

De atomen van erbium of praseodymium kunnen doorway hoogvermogenlicht (pomplaser) in aangeslagen toestand worden gepompt. Maar ze zijn niet stabiel in de aangeslagen toestand. Wanneer de optische signalen die moeten worden versterkt door de vezel gaan, stimuleren ze de aangeslagen erbiumatomen. De erbium-atomen zullen van de aangeslagen toestand satisfied hoog vermogen naar de stabiele toestand fulfilled laag vermogen springen en tegelijkertijd hun energie vrijgeven in de vorm van uitgezonden lichtfotonen. De uitgezonden fotonen hebben dezelfde fase en golflengte als het optische ingangssignaal, waardoor het optische signaal wordt versterkt.

Dit is een zeer handige vorm van versterker voor een communicatiesysteem fulfilled optische vezels, aangezien het een in-line versterker is, waardoor het optisch-elektrische en elektrisch-optische conversieproces niet meer nodig is.

De golflengten van de pomplaser en de bijbehorende golflengten van het optische signaal zijn belangrijke parameters voor de werking van vezelversterkers. Deze golflengten zijn afhankelijk van het style zeldzame-aarde-ingredient dat in de vezel is gedoteerd en ook van de samenstelling van het glas in de vezel.

Een andere belangrijke expression voor het begrijpen van vezelversterkers is de “winst”. Attain meet de versterking for every lengte-eenheid vezel. De versterking hangt af van zowel de materialen als de bedrijfsomstandigheden en varieert satisfied de golflengte voor alle materialen.

Voor lage ingangsvermogens is het uitgangsvermogen evenredig fulfilled de winst maal de vezellengte. Dus, P(output) = P(enter) x Attain x Duration

Voor hoge ingangsvermogens komt het versterkingsverzadigingseffect in het spel. Dus een toename van het ingangsvermogen produceert steeds minder uitgangsvermogen, wat in wezen betekent dat de versterker geen vermogen meer heeft om meer output te genereren.

Bron: Colin Yao