1. चे वर्गीकरणFइबरAMplifiers
ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सचे तीन मुख्य प्रकार आहेत:
(१) सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर (एसओए, सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल एम्पलीफायर);
(२) ऑप्टिकल फायबर एम्पलीफायर्स दुर्मिळ पृथ्वी घटक (एर्बियम ईआर, थुलियम टीएम, प्रेसोडिमियम पीआर, रुबिडियम एनडी इ.), मुख्यतः एर्बियम-डोप्ड फायबर एम्प्लीफायर्स (एडफा.
आणि या ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सची मुख्य कामगिरी तुलना टेबलमध्ये दर्शविली आहे
ईडीएफए (एर्बियम डोप्ड फायबर एम्पलीफायर)
क्वार्ट्ज फायबरला दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांसह (जसे की एनडी, ईआर, पीआर, टीएम, इ.) डोपिंग करून बहु-स्तरीय लेसर सिस्टम तयार केली जाऊ शकते आणि पंप लाइटच्या क्रियेखाली इनपुट सिग्नल लाइट थेट वाढविला जातो. योग्य अभिप्राय प्रदान केल्यानंतर, फायबर लेसर तयार होतो. एनडी-डोप्ड फायबर एम्पलीफायरची कार्यरत तरंगलांबी 1060 एनएम आणि 1330 एनएम आहे आणि फायबर ऑप्टिक कम्युनिकेशनच्या सर्वोत्कृष्ट सिंक पोर्ट आणि इतर कारणांमुळे त्याचा विकास आणि अनुप्रयोग मर्यादित आहे. ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशनच्या सर्वात कमी तोटा (1550 एनएम) आणि शून्य फैलाव तरंगलांबी (1300 एनएम) च्या विंडोमध्ये अनुक्रमे ईडीएफए आणि पीडीएफएचे ऑपरेटिंग तरंगलांबी आहेत आणि टीडीएफए एस-बँडमध्ये कार्यरत आहेत, जे ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन सिस्टम अनुप्रयोगांसाठी अतिशय योग्य आहेत. विशेषत: ईडीएफए, सर्वात वेगवान विकास व्यावहारिक आहे.
दPईडीएफएचा रिन्सिपल
ईडीएफएची मूलभूत रचना आकृती 1 (ए) मध्ये दर्शविली आहे, जी प्रामुख्याने सक्रिय मध्यम (एरबियम-डोप्ड सिलिका फायबर सुमारे दहा मीटर लांबीच्या एरबियम-डोप्ड सिलिका फायबर, 3-5 मायक्रॉनचा कोर व्यास आणि डोपिंग एकाग्रता (25-1000) एक्स 10-6), पंप लाइट सोर्स (990 किंवा 1480 एनएम एलडी) आहे. एर्बियम फायबरमध्ये सिग्नल लाइट आणि पंप लाइट त्याच दिशेने (कोडिरेक्शनल पंपिंग), उलट दिशानिर्देश (रिव्हर्स पंपिंग) किंवा दोन्ही दिशानिर्देश (द्विदिशात्मक पंपिंग) मध्ये प्रसार करू शकतात. जेव्हा सिग्नल लाइट आणि पंप लाइट एकाच वेळी एर्बियम फायबरमध्ये इंजेक्शन दिले जाते, तेव्हा एर्बियम आयन पंप लाइट (आकृती 1 (बी), तीन-स्तरीय प्रणाली) च्या क्रियेखाली उच्च उर्जा पातळीवर उत्साही असतात आणि जेव्हा सिग्नल सिग्नल लाइटच्या क्रियेखाली ग्राउंड स्टेटला त्वरेने क्षय होतो, तेव्हा ते छायाचित्रित होते. आकृती 1 (सी) त्याचे विस्तारित उत्स्फूर्त उत्सर्जन (एएसई) स्पेक्ट्रम आहे ज्यात मोठ्या बँडविड्थ (20-40 एनएम पर्यंत) आणि अनुक्रमे 1530 एनएम आणि 1550 एनएमशी संबंधित दोन शिखर आहेत.
ईडीएफएचे मुख्य फायदे म्हणजे उच्च फायदे, मोठे बँडविड्थ, उच्च आउटपुट पॉवर, उच्च पंप कार्यक्षमता, कमी अंतर्भूत तोटा आणि ध्रुवीकरण स्थितीबद्दल असंवेदनशीलता.
2. फायबर ऑप्टिकल एम्पलीफायर्ससह समस्या
जरी ऑप्टिकल एम्पलीफायर (विशेषत: ईडीएफए) चे बरेच उत्कृष्ट फायदे आहेत, परंतु ते एक आदर्श एम्पलीफायर नाही. सिग्नलचा एसएनआर कमी करणार्‍या अतिरिक्त आवाजाव्यतिरिक्त, इतर काही कमतरता आहेत, जसे की:
- एम्पलीफायर बँडविड्थमधील गेन स्पेक्ट्रमची असमानता मल्टी-चॅनेल प्रवर्धन कामगिरीवर परिणाम करते;
- जेव्हा ऑप्टिकल एम्पलीफायर्स कॅसकेड केले जातात, तेव्हा एएसई आवाज, फायबर फैलाव आणि नॉनलाइनर इफेक्टचे परिणाम जमा होतील.
या मुद्द्यांचा अनुप्रयोग आणि सिस्टम डिझाइनमध्ये विचार केला पाहिजे.
3. ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन सिस्टममध्ये ऑप्टिकल एम्पलीफायरचा अनुप्रयोग
ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन सिस्टममध्ये,फायबर ऑप्टिकल एम्पलीफायरट्रान्समिशन पॉवर वाढविण्यासाठी केवळ ट्रान्समीटरच्या पॉवर बूस्ट एम्पलीफायर म्हणून वापरली जाऊ शकते, परंतु प्राप्त होणारी संवेदनशीलता सुधारण्यासाठी रिसीव्हरचा प्रीमप्लिफायर म्हणून देखील वापरली जाऊ शकते आणि प्रसारणाचे अंतर वाढविण्यासाठी आणि ऑल-ऑप्टिकल कम्युनिकेशनची जाणीव करण्यासाठी पारंपारिक ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल-ऑप्टिकल रिपीटरची जागा देखील बदलू शकते.
ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन सिस्टममध्ये, प्रसारण अंतर मर्यादित करणारे मुख्य घटक म्हणजे ऑप्टिकल फायबरचे नुकसान आणि फैलाव. अरुंद-स्पेक्ट्रम लाइट स्रोत वापरुन किंवा शून्य-डिस्पेरियन तरंगलांबीजवळ काम करणे, फायबर फैलावाचा प्रभाव कमी आहे. या प्रणालीला प्रत्येक रिले स्टेशनवर संपूर्ण सिग्नल टायमिंग रीजनरेशन (3 आर रिले) करण्याची आवश्यकता नाही. ऑप्टिकल एम्पलीफायर (1 आर रिले) सह ऑप्टिकल सिग्नल थेट वाढविणे पुरेसे आहे. ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सचा वापर केवळ लांब पल्ल्याच्या ट्रंक सिस्टममध्येच केला जाऊ शकत नाही तर ऑप्टिकल फायबर वितरण नेटवर्कमध्ये, विशेषत: डब्ल्यूडीएम सिस्टममध्ये, एकाच वेळी एकाधिक चॅनेल वाढविण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकते.
1) ट्रंक ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन सिस्टममध्ये ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सचा अनुप्रयोग
अंजीर 2 ट्रंक ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन सिस्टममधील ऑप्टिकल एम्पलीफायरच्या अनुप्रयोगाचे एक योजनाबद्ध आकृती आहे. (अ) चित्रात असे दिसून आले आहे की ऑप्टिकल एम्पलीफायर ट्रान्समीटरचे पॉवर बूस्ट एम्पलीफायर आणि रिसीव्हरचे प्रीमप्लिफायर म्हणून वापरले जाते जेणेकरून रिले नसलेले अंतर दुप्पट होईल. उदाहरणार्थ, ईडीएफएचा अवलंब करणे, सिस्टम ट्रान्समिशन 1.8 जीबी/एस अंतर 120 किमी ते 250 किमी पर्यंत वाढते किंवा अगदी 400 किमी पर्यंत पोहोचते. आकृती 2 (बी)-(डी) मल्टी-रिले सिस्टममध्ये ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सचा अनुप्रयोग आहे; आकृती (बी) पारंपारिक 3 आर रिले मोड आहे; आकृती (सी) 3 आर रिपीटर आणि ऑप्टिकल एम्पलीफायर्सचा मिश्रित रिले मोड आहे; आकृती 2 (डी) हा सर्व-ऑप्टिकल रिले मोड आहे; ऑल-ऑप्टिकल कम्युनिकेशन सिस्टममध्ये, त्यात टायमिंग आणि रीजनरेशन सर्किट्सचा समावेश नाही, म्हणून ते बिट-पारदर्शक आहे आणि तेथे “इलेक्ट्रॉनिक बाटली व्हिस्कर” निर्बंध नाही. जोपर्यंत दोन्ही टोकांवर पाठविण्याची आणि प्राप्त करणारी उपकरणे बदलली जात नाहीत तोपर्यंत कमी दरापासून उच्च दरामध्ये श्रेणीसुधारित करणे सोपे आहे आणि ऑप्टिकल एम्पलीफायर पुनर्स्थित करण्याची आवश्यकता नाही.
२) ऑप्टिकल फायबर वितरण नेटवर्कमध्ये ऑप्टिकल एम्पलीफायरचा अनुप्रयोग
ब्रॉडबँड वितरण नेटवर्कमध्ये (जसेCATVनेटवर्क). पारंपारिक सीएटीव्ही नेटवर्क कोएक्सियल केबलचा अवलंब करते, ज्यास दर कित्येक शंभर मीटर वाढविणे आवश्यक आहे आणि नेटवर्कची सेवा त्रिज्या सुमारे 7 किमी आहे. ऑप्टिकल एम्पलीफायर्स वापरुन ऑप्टिकल फायबर कॅटव्ही नेटवर्क केवळ वितरित वापरकर्त्यांची संख्या वाढवू शकत नाही तर नेटवर्क पथ देखील मोठ्या प्रमाणात वाढवू शकते. अलीकडील घडामोडींनी हे सिद्ध केले आहे की ऑप्टिकल फायबर/हायब्रीड (एचएफसी) चे वितरण दोन्हीची शक्ती आकर्षित करते आणि मजबूत स्पर्धात्मकता आहे.
आकृती 4 टीव्हीच्या 35 चॅनेलच्या एएम-व्हीएसबी मॉड्यूलेशनसाठी ऑप्टिकल फायबर वितरण नेटवर्कचे एक उदाहरण आहे. ट्रान्समीटरचा प्रकाश स्रोत डीएफबी-एलडी आहे ज्यात 1550 एनएमच्या तरंगलांबी आणि 3.3 डीबीएम आउटपुट पॉवर आहे. 4 -स्तरीय ईडीएफएला पॉवर डिस्ट्रीब्यूशन एम्पलीफायर म्हणून वापरणे, त्याची इनपुट पॉवर सुमारे -6 डीबीएम आहे आणि त्याची आउटपुट पॉवर सुमारे 13 डीबीएम आहे. ऑप्टिकल रिसीव्हर संवेदनशीलता -9.2 डी बीएम. वितरणाच्या 4 स्तरांनंतर, एकूण वापरकर्त्यांची संख्या 2.२ दशलक्ष गाठली आहे आणि नेटवर्क मार्ग दहापट किलोमीटरपेक्षा जास्त आहे. चाचणीचे भारित सिग्नल-टू-आवाज प्रमाण 45 डीबीपेक्षा जास्त होते आणि ईडीएफएमुळे सीएसओमध्ये घट झाली नाही.
पोस्ट वेळ: एप्रिल -23-2023