Волоконно-оптические усилители

Одним из основных узлов современных волоконно-оптических систем связи со спектральным уплотнением каналов (WDM - и DWDM-систем) является оптический усилитель. Создание широкополосных оптических усилителей (наряду с другими элементами) позволило в конце 90-х годов создать экспериментальные волоконно-оптические системы связи со спектральным мультиплексированием более ста каналов и достичь скорости передачи информации более 1 Тбит/с.

Принцип работы такой системы показан на рисунке внизу.

Рисунок 10.1-Принцип работы волоконно-оптических систем связи со спектральным мультиплексированием

Терабитные скорости передачи в системе достигаются за счет применения временного (ТDМ) и спектрального (WDM) уплотнения (мультиплексирования) сигналов. Полная скорость передачи информации В в мультиплексной системе равна произведению числа спектральных каналов N на скорость передачи информации в одном канале b: В = N·b.

Величина b определяется возможностью технологий временного уплотнения сигналов. В настоящее время практически реализованы системы со скоростями передачи в одном канале до 40 Гбит/с, имеются сообщения о многоканальной экспериментальной системе со скоростями передачи в одном канале до 160 Гбит/с. Число спектральных каналов N в системе, как уже говорилось выше, может достигать 100, с разделением по длине волны Dl между соседними каналами, равными (0,4ё0,8) нм. Таким образом, для реализации протяженых терабитных систем требуются широкополосные оптические усилители, спектральная полоса которых должна, по крайней мере, превышать 30 нм.

В настоящее время для волоконно-оптических систем связи разработаны три типа оптических усилителей: полупроводниковые оптические усилители, эрбиевые волоконные усилители (EDFA) и рамановские (ВКР) волоконные усилители. Полупроводниковые оптические усилители не нашли применения в системах со спектральным уплотнением каналов, поскольку физические особенности их функционирования приводят к неприемлемой величине перекрестных помех между каналами.

Наиболее широкое применение в настоящее время находят волоконные усилители. Современный уровень развития технологий позволяет вводить в световедущую жилу кварцевого волокна различные примеси, в частности, редкоземельные элементы, имеющие спектр люминесценции в окнах прозрачности волокна (l = 1,54 мкм, l = 1,32 мкм и др.) и пики поглощения в области генерации полупроводниковых лазеров (l = 808 нм; l = 980 нм; l = 1480 нм), через которые может осуществляться накачка активированного таким образом оптического волокна излучением этих лазеров.

Самыми распространенными в настоящее время являются эрбиевые волоконные усилители. Главным образом это определяется спектром люминесценции ионов эрбия, лежащим в области длин волн l = 1,54 мкм - области минимальных потерь современных кварцевых световодов. Эрбиевый волоконный усилитель характеризуется следующими основными параметрами:

коэффициентом линейного усиления (усиления при малом входном сигнале);

мощностью насыщения;

спектральной полосой усиления;

рабочей длиной волны;

эффективностью оптического преобразования и мощностью накачки.

Эти характеристики определяются параметрами активированного световода (световода, в который введены примеси эрбия) и оптической схемой-топологией усилителя.

В большинстве схем волоконных усилителей накачка осуществляется непосредственно в торец световедущей жилы активированного волокна.

В последнее время в результате разработки активированных эрбием световодов со сложным профилем показателя преломления и распределения ионов эрбия по диаметру световедущей жилы волокна начали применяться более эффективные схемы усилителей с накачкой через промежуточную оболочку световода.

Перейти на страницу: 1 2 3

Прочтите также:

Фильтр верхних частот Баттерворта
До недавнего времени результаты сопоставления цифровых и аналоговых устройств в радиоаппаратуре и технических средствах электросвязи не могли не вызывать чувства неудовлетворённости. Циф ...

Тиристорные преобразователи частоты назначение, типы, структурная схема
Современный частотно регулируемый электропривод состоит из асинхронного или синхронного электрического двигателя и преобразователя частоты (см. рис.1.). Электрический ...

Цифровой дозиметр
Радиоактивность - это способность некоторых природных элементов (радия, урана, тория и др.), а также искусственных радиоактивных изотопов самопроизвольно распадаться, испуская при этом ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2020 www.techmatch.ru