1. வகைப்பாடுFஐபர்Aபெருக்கிகள்
ஆப்டிகல் பெருக்கிகளில் மூன்று முக்கிய வகைகள் உள்ளன:
(1) குறைக்கடத்தி ஒளியியல் பெருக்கி (SOA, குறைக்கடத்தி ஒளியியல் பெருக்கி);
(2) அரிதான பூமி தனிமங்களுடன் மாசுபடுத்தப்பட்ட ஆப்டிகல் ஃபைபர் பெருக்கிகள் (எர்பியம் எர், துலியம் டிஎம், பிரசியோடைமியம் பிஆர், ரூபிடியம் என்டி, முதலியன), முக்கியமாக எர்பியம்-ஊக்கமூட்டப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கிகள் (EDFA (EDFA)), அத்துடன் துலியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கிகள் (TDFA) மற்றும் பிரசியோடைமியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கிகள் (PDFA), முதலியன.
(3) நேரியல் அல்லாத இழை பெருக்கிகள், முக்கியமாக இழை ராமன் பெருக்கிகள் (FRA, ஃபைபர் ராமன் பெருக்கி). இந்த ஒளியியல் பெருக்கிகளின் முக்கிய செயல்திறன் ஒப்பீடு அட்டவணையில் காட்டப்பட்டுள்ளது.
EDFA (எர்பியம் டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கி)
குவார்ட்ஸ் ஃபைபரை அரிதான பூமி கூறுகளுடன் (Nd, Er, Pr, Tm, முதலியன) டோப்பிங் செய்வதன் மூலம் பல-நிலை லேசர் அமைப்பை உருவாக்க முடியும், மேலும் உள்ளீட்டு சிக்னல் ஒளி பம்ப் லைட்டின் செயல்பாட்டின் கீழ் நேரடியாக பெருக்கப்படுகிறது. பொருத்தமான கருத்துக்களை வழங்கிய பிறகு, ஒரு ஃபைபர் லேசர் உருவாகிறது. Nd-டோப்பிங் ஃபைபர் பெருக்கியின் செயல்பாட்டு அலைநீளம் 1060nm மற்றும் 1330nm ஆகும், மேலும் அதன் வளர்ச்சி மற்றும் பயன்பாடு ஃபைபர் ஆப்டிக் தகவல்தொடர்புகளின் சிறந்த சிங்க் போர்ட்டிலிருந்து விலகல் மற்றும் பிற காரணங்களால் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது. EDFA மற்றும் PDFA இன் இயக்க அலைநீளங்கள் முறையே ஆப்டிகல் ஃபைபர் தகவல்தொடர்புகளின் மிகக் குறைந்த இழப்பு (1550nm) மற்றும் பூஜ்ஜிய சிதறல் அலைநீளம் (1300nm) சாளரத்தில் உள்ளன, மேலும் TDFA S-band இல் செயல்படுகிறது, அவை ஆப்டிகல் ஃபைபர் தொடர்பு அமைப்பு பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை. குறிப்பாக EDFA, மிக விரைவான வளர்ச்சி, நடைமுறைக்கு வந்துள்ளது.
திPEDFA இன் கொள்கை
EDFA இன் அடிப்படை அமைப்பு படம் 1(a) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது முக்கியமாக ஒரு செயலில் உள்ள ஊடகம் (எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட சிலிக்கா ஃபைபர் சுமார் பத்து மீட்டர் நீளம், மைய விட்டம் 3-5 மைக்ரான்கள் மற்றும் டோப்பிங் செறிவு (25-1000)x10-6), பம்ப் ஒளி மூலம் (990 அல்லது 1480nm LD), ஆப்டிகல் கப்ளர் மற்றும் ஆப்டிகல் ஐசோலேட்டர் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. சிக்னல் ஒளி மற்றும் பம்ப் ஒளி எர்பியம் ஃபைபரில் ஒரே திசையில் (கோடைரக்ஷனல் பம்பிங்), எதிர் திசைகளில் (ரிவர்ஸ் பம்பிங்) அல்லது இரண்டு திசைகளிலும் (இருதிசை பம்பிங்) பரவலாம். சிக்னல் லைட்டும் பம்ப் லைட்டும் ஒரே நேரத்தில் எர்பியம் ஃபைபருக்குள் செலுத்தப்படும்போது, எர்பியம் அயனிகள் பம்ப் லைட்டின் செயல்பாட்டின் கீழ் அதிக ஆற்றல் நிலைக்குத் தூண்டப்படுகின்றன (படம் 1 (b), மூன்று-நிலை அமைப்பு), மேலும் அது சம்பவ சிக்னல் ஒளியின் செயல்பாட்டின் கீழ் தரை நிலைக்குத் திரும்பும்போது, அது சிக்னல் ஒளியுடன் தொடர்புடைய ஃபோட்டான்களை வெளியிடுகிறது, இதனால் சிக்னல் பெருக்கப்படுகிறது. படம் 1 (c) என்பது அதன் பெருக்கப்பட்ட தன்னிச்சையான உமிழ்வு (ASE) நிறமாலை ஆகும், இது முறையே ஒரு பெரிய அலைவரிசை (20-40nm வரை) மற்றும் 1530nm மற்றும் 1550nm உடன் தொடர்புடைய இரண்டு சிகரங்களைக் கொண்டுள்ளது.
EDFA இன் முக்கிய நன்மைகள் அதிக ஈட்டம், அதிக அலைவரிசை, அதிக வெளியீட்டு சக்தி, அதிக பம்ப் செயல்திறன், குறைந்த செருகல் இழப்பு மற்றும் துருவமுனைப்பு நிலைக்கு உணர்திறன் இல்லாமை.
2. ஃபைபர் ஆப்டிகல் பெருக்கிகளில் உள்ள சிக்கல்கள்
ஆப்டிகல் பெருக்கி (குறிப்பாக EDFA) பல சிறந்த நன்மைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், அது ஒரு சிறந்த பெருக்கி அல்ல. சிக்னலின் SNR ஐக் குறைக்கும் கூடுதல் சத்தத்துடன் கூடுதலாக, வேறு சில குறைபாடுகளும் உள்ளன, அவை:
- பெருக்கி அலைவரிசைக்குள் ஆதாய நிறமாலையின் சீரற்ற தன்மை பல சேனல் பெருக்க செயல்திறனைப் பாதிக்கிறது;
- ஆப்டிகல் பெருக்கிகள் அடுக்கடுக்காக அடுக்கப்படும்போது, ASE இரைச்சல், ஃபைபர் சிதறல் மற்றும் நேரியல் அல்லாத விளைவுகளின் விளைவுகள் குவியும்.
இந்தச் சிக்கல்கள் பயன்பாடு மற்றும் அமைப்பு வடிவமைப்பில் கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும்.
3. ஆப்டிகல் ஃபைபர் தொடர்பு அமைப்பில் ஆப்டிகல் பெருக்கியின் பயன்பாடு
ஆப்டிகல் ஃபைபர் தொடர்பு அமைப்பில்,ஃபைபர் ஆப்டிகல் பெருக்கிடிரான்ஸ்மிட்டரின் பவர் பூஸ்ட் பெருக்கியாக மட்டுமல்லாமல், டிரான்ஸ்மிட்டரின் உணர்திறனை மேம்படுத்த ரிசீவரின் முன்பெருக்கியாகவும் பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் பாரம்பரிய ஆப்டிகல்-எலக்ட்ரிக்கல்-ஆப்டிகல் ரிப்பீட்டரை மாற்றவும், டிரான்ஸ்மிஷன் தூரத்தை நீட்டிக்கவும், அனைத்து-ஆப்டிகல் தொடர்பையும் உணரவும் முடியும்.
ஆப்டிகல் ஃபைபர் தொடர்பு அமைப்புகளில், பரிமாற்ற தூரத்தை கட்டுப்படுத்தும் முக்கிய காரணிகள் ஆப்டிகல் ஃபைபரின் இழப்பு மற்றும் சிதறல் ஆகும். ஒரு குறுகிய-ஸ்பெக்ட்ரம் ஒளி மூலத்தைப் பயன்படுத்துதல் அல்லது பூஜ்ஜிய-சிதறல் அலைநீளத்திற்கு அருகில் வேலை செய்தல், ஃபைபர் சிதறலின் செல்வாக்கு சிறியது. இந்த அமைப்பு ஒவ்வொரு ரிலே நிலையத்திலும் முழுமையான சிக்னல் நேர மீளுருவாக்கம் (3R ரிலே) செய்ய வேண்டியதில்லை. ஆப்டிகல் பெருக்கி (1R ரிலே) மூலம் ஆப்டிகல் சிக்னலை நேரடியாகப் பெருக்க இது போதுமானது. ஆப்டிகல் பெருக்கிகள் நீண்ட தூர டிரங்க் அமைப்புகளில் மட்டுமல்ல, ஆப்டிகல் ஃபைபர் விநியோக நெட்வொர்க்குகளிலும், குறிப்பாக WDM அமைப்புகளில், ஒரே நேரத்தில் பல சேனல்களைப் பெருக்கப் பயன்படுத்தலாம்.
1) டிரங்க் ஆப்டிகல் ஃபைபர் தொடர்பு அமைப்புகளில் ஆப்டிகல் பெருக்கிகளின் பயன்பாடு
படம் 2 என்பது டிரங்க் ஆப்டிகல் ஃபைபர் தொடர்பு அமைப்பில் ஆப்டிகல் பெருக்கியின் பயன்பாட்டின் திட்ட வரைபடம் ஆகும். (அ) படம் ஆப்டிகல் பெருக்கி டிரான்ஸ்மிட்டரின் பவர் பூஸ்ட் பெருக்கியாகவும், ரிசீவரின் முன்பெருக்கியாகவும் பயன்படுத்தப்படுவதைக் காட்டுகிறது, இதனால் ரிலே அல்லாத தூரம் இரட்டிப்பாகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, EDFA ஐ ஏற்றுக்கொள்வது, அமைப்பு பரிமாற்றம் 1.8Gb/s தூரம் 120 கிமீ முதல் 250 கிமீ வரை அதிகரிக்கிறது அல்லது 400 கிமீ வரை கூட அடையும். படம் 2 (b)-(d) என்பது மல்டி-ரிலே அமைப்புகளில் ஆப்டிகல் பெருக்கிகளின் பயன்பாடு ஆகும்; படம் (b) என்பது பாரம்பரிய 3R ரிலே பயன்முறையாகும்; படம் (c) என்பது 3R ரிப்பீட்டர்கள் மற்றும் ஆப்டிகல் பெருக்கிகளின் கலப்பு ரிலே பயன்முறையாகும்; படம் 2 (d) இது ஒரு ஆல்-ஆப்டிகல் ரிலே பயன்முறையாகும்; ஆல்-ஆப்டிகல் தொடர்பு அமைப்பில், இது டைமிங் மற்றும் மீளுருவாக்கம் சுற்றுகளை உள்ளடக்காது, எனவே இது பிட்-வெளிப்படையானது, மேலும் "எலக்ட்ரானிக் பாட்டில் விஸ்கர்" கட்டுப்பாடு இல்லை. இரு முனைகளிலும் அனுப்பும் மற்றும் பெறும் உபகரணங்கள் மாற்றப்படும் வரை, குறைந்த விகிதத்திலிருந்து அதிக விகிதத்திற்கு மேம்படுத்துவது எளிது, மேலும் ஆப்டிகல் பெருக்கியை மாற்ற வேண்டிய அவசியமில்லை.
2) ஆப்டிகல் ஃபைபர் விநியோக வலையமைப்பில் ஆப்டிகல் பெருக்கியின் பயன்பாடு
ஆப்டிகல் பெருக்கிகளின் (குறிப்பாக EDFA) அதிக சக்தி வெளியீட்டு நன்மைகள் பிராட்பேண்ட் விநியோக நெட்வொர்க்குகளில் (எ.கா.CATV-க்கானநெட்வொர்க்குகள்). பாரம்பரிய CATV நெட்வொர்க் கோஆக்சியல் கேபிளை ஏற்றுக்கொள்கிறது, இது ஒவ்வொரு பல நூறு மீட்டருக்கும் பெருக்கப்பட வேண்டும், மேலும் நெட்வொர்க்கின் சேவை ஆரம் சுமார் 7 கிமீ ஆகும். ஆப்டிகல் பெருக்கிகளைப் பயன்படுத்தும் ஆப்டிகல் ஃபைபர் CATV நெட்வொர்க், விநியோகிக்கப்பட்ட பயனர்களின் எண்ணிக்கையை பெரிதும் அதிகரிப்பது மட்டுமல்லாமல், நெட்வொர்க் பாதையையும் பெரிதும் விரிவுபடுத்தும். ஆப்டிகல் ஃபைபர்/ஹைப்ரிட் (HFC) விநியோகம் இரண்டின் பலங்களையும் ஈர்க்கிறது மற்றும் வலுவான போட்டித்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது என்பதை சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் காட்டுகின்றன.
படம் 4, 35 தொலைக்காட்சி சேனல்களின் AM-VSB பண்பேற்றத்திற்கான ஆப்டிகல் ஃபைபர் விநியோக வலையமைப்பின் ஒரு எடுத்துக்காட்டு. டிரான்ஸ்மிட்டரின் ஒளி மூலமானது 1550nm அலைநீளம் மற்றும் 3.3dBm வெளியீட்டு சக்தியுடன் கூடிய DFB-LD ஆகும். 4-நிலை EDFA ஐ மின் விநியோக பெருக்கியாகப் பயன்படுத்துவதால், அதன் உள்ளீட்டு சக்தி சுமார் -6dBm ஆகும், மேலும் அதன் வெளியீட்டு சக்தி சுமார் 13dBm ஆகும். ஆப்டிகல் ரிசீவர் உணர்திறன் -9.2d Bm. 4 நிலை விநியோகத்திற்குப் பிறகு, மொத்த பயனர்களின் எண்ணிக்கை 4.2 மில்லியனை எட்டியுள்ளது, மேலும் நெட்வொர்க் பாதை பத்து கிலோமீட்டருக்கும் அதிகமாக உள்ளது. சோதனையின் எடையுள்ள சிக்னல்-இரைச்சல் விகிதம் 45dB ஐ விட அதிகமாக இருந்தது, மேலும் EDFA CSO இல் குறைப்பை ஏற்படுத்தவில்லை.
இடுகை நேரம்: ஏப்ரல்-23-2023