Công nghệ khuếch đại sợi quang
Trong giao tiếp sợi quang, các chùm ánh sáng nhìn thấy hoặc hồng ngoại (IR) được mang bởi một sợi bị suy giảm khi chúng đi qua vật liệu. Sau đó, đến bộ khuếch đại sợi quang được sử dụng để bù cho việc đánh thức thông tin trong quá trình truyền.
Bộ khuếch đại được chèn tại các vị trí cụ thể để tăng tín hiệu quang trong hệ thống nơi tín hiệu yếu. Sự tăng này cho phép các tín hiệu được truyền thành công qua chiều dài cáp còn lại. Trong các mạng lớn, một loạt các bộ khuếch đại sợi quang dài được đặt theo một chuỗi dọc theo toàn bộ liên kết mạng.
Các bộ khuếch đại sợi quang phổ biến bao gồm Bộ khuếch đại sợi pha tạp Erbium (hoặc Bộ khuếch đại quang EDFA), bộ khuếch đại sợi Raman và bộ khuếch đại quang silicon (SOA). Bộ khuếch đại sợi pha tạp Erbium là loại bộ khuếch đại sợi chính được sử dụng để tăng tín hiệu trong hệ thống cáp quang WDM, vì chúng ta biết rằng WDM làm tăng công suất của hệ thống truyền thông sợi và nó là bộ khuếch đại sợi pha tạp erbium tạo ra Có thể truyền WDM. Bộ khuếch đại sợi được phát triển để hỗ trợ Ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc (DWDM) được gọi là bộ khuếch đại DWDM EDFA và để mở rộng sang các dải bước sóng khác được hỗ trợ bởi sợi quang.
Có một số cơ chế vật lý khác nhau có thể được sử dụng để khuếch đại tín hiệu ánh sáng, tương ứng với các loại bộ khuếch đại quang chính. Trong các bộ khuếch đại sợi pha tạp và laser số lượng lớn, phát xạ kích thích trong môi trường khuếch đại của bộ khuếch đại gây ra sự khuếch đại ánh sáng tới. Trong các bộ khuếch đại quang bán dẫn (SOA), sự tái hợp lỗ electron xảy ra. Trong các bộ khuếch đại Raman, Raman tán xạ ánh sáng tới với các phonon trong mạng của môi trường khuếch đại tạo ra các photon kết hợp với các photon tới. Bộ khuếch đại tham số sử dụng khuếch đại tham số.
Khi ánh sáng được truyền qua vật chất, một phần ánh sáng bị tán xạ theo các hướng ngẫu nhiên. Một phần nhỏ của ánh sáng tán xạ có tần số được loại bỏ khỏi tần số của chùm tia tới bằng các đại lượng bằng tần số rung của hệ thống tán xạ vật liệu. Bộ khuếch đại sợi quang Raman hoạt động trong phạm vi tán xạ nhỏ này. Nếu chùm sáng ban đầu đủ cường độ và đơn sắc, có thể đạt đến ngưỡng vượt ra ngoài ánh sáng ở tần số Raman được khuếch đại, tích tụ mạnh và nói chung thể hiện các đặc tính của phát xạ kích thích. Đây được gọi là hiệu ứng Raman kích thích hoặc kết hợp.
Chức năng khuếch đại sợi quang của EFDA bằng cách thêm erbium, các ion đất hiếm, vào vật liệu lõi sợi làm chất khử tạp; thông thường ở mức vài trăm phần triệu. Sợi có độ trong suốt cao ở bước sóng phát erbium từ hai đến chín micron. Khi được bơm bởi một diode laser, độ khuếch đại quang học được tạo ra và sự khuếch đại xảy ra.
Các bộ khuếch đại quang silicon hoặc bán dẫn có chức năng tương tự như laser cơ bản. Cấu trúc rất giống nhau, với hai tấm vật liệu bán dẫn được thiết kế đặc biệt chồng lên nhau, với một vật liệu khác ở giữa chúng tạo thành lớp hoạt động của nhà tù. Một dòng điện được đặt chạy qua thiết bị để kích thích các electron sau đó có thể rơi trở lại trạng thái mặt đất không bị kích thích và phát ra các photon. Tín hiệu quang đến sẽ kích thích sự phát xạ ánh sáng ở bước sóng của chính nó.
Bộ lặp sợi quang cũng có thể khuếch đại lại tín hiệu bị suy giảm nhưng nó chỉ có thể hoạt động trên một bước sóng cụ thể và không phù hợp với các hệ thống WDM. Đó là lý do tại sao bộ khuếch đại sợi quang đóng vai trò quan trọng hơn nhiều trong các hệ thống truyền thông.
