1. வகைப்பாடுFஇபர்Aபெருக்கிகள்
ஒளியியல் பெருக்கிகளில் மூன்று முக்கிய வகைகள் உள்ளன:
(1) குறைக்கடத்தி ஒளியியல் பெருக்கி (SOA, குறைக்கடத்தி ஒளியியல் பெருக்கி);
(2) அரிய பூமித் தனிமங்கள் (எர்பியம் Er, துலியம் Tm, பிரசியோடைமியம் Pr, ரூபிடியம் Nd, முதலியன) கலக்கப்பட்ட ஒளியிழைப் பெருக்கிகள், முக்கியமாக எர்பியம் கலக்கப்பட்ட ஒளியிழைப் பெருக்கிகள் (EDFA), அத்துடன் துலியம் கலந்த ஃபைபர் பெருக்கிகள் (TDFA) மற்றும் பிரசியோடியம் கலந்த ஃபைபர் பெருக்கிகள் (PDFA) போன்றவை.
(3) நேரியல் அல்லாத ஃபைபர் பெருக்கிகள், முக்கியமாக ஃபைபர் ராமன் பெருக்கிகள் (FRA, ஃபைபர் ராமன் பெருக்கி). இந்த ஒளியியல் பெருக்கிகளின் முக்கிய செயல்திறன் ஒப்பீடு அட்டவணையில் காட்டப்பட்டுள்ளது.
EDFA (எர்பியம் கலந்த இழை பெருக்கி)
குவார்ட்ஸ் இழையை நியோடைமியம் (Nd), எர்பியம் (Er), பிராசியம் (Pr), தாமியம் (Tm) போன்ற அரிய புவித் தனிமங்களைக் கொண்டு கலப்படம் செய்வதன் மூலம் ஒரு பல-நிலை லேசர் அமைப்பை உருவாக்க முடியும். இதில், உள்ளீட்டு சமிக்ஞை ஒளியானது பம்ப் ஒளியின் செயல்பாட்டின் கீழ் நேரடியாகப் பெருக்கப்படுகிறது. பொருத்தமான பின்னூட்டம் வழங்கப்பட்ட பிறகு, ஒரு இழை லேசர் உருவாகிறது. நியோடைமியம் கலப்படம் செய்யப்பட்ட இழைப் பெருக்கியின் செயல்படும் அலைநீளங்கள் 1060 நானோமீட்டர் மற்றும் 1330 நானோமீட்டர் ஆகும். ஒளியிழைத் தொடர்பின் சிறந்த சிங்க் போர்ட்டிலிருந்து ஏற்படும் விலகல் மற்றும் பிற காரணங்களால் இதன் வளர்ச்சியும் பயன்பாடும் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளன. EDFA மற்றும் PDFA ஆகியவற்றின் செயல்படும் அலைநீளங்கள் முறையே ஒளியிழைத் தொடர்பின் மிகக் குறைந்த இழப்பு (1550 நானோமீட்டர்) மற்றும் பூஜ்ஜிய சிதறல் அலைநீளம் (1300 நானோமீட்டர்) ஆகியவற்றின் வரம்பில் உள்ளன. மேலும், TDFA ஆனது S-பட்டையில் செயல்படுகிறது, இவை ஒளியிழைத் தொடர்பு அமைப்புப் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை. குறிப்பாக, மிக வேகமாக வளர்ந்து வரும் EDFA, நடைமுறைக்கு வந்துள்ளது.
திPEDFA கொள்கை
EDFA-வின் அடிப்படைக் கட்டமைப்பு படம் 1(a)-வில் காட்டப்பட்டுள்ளது. இது முக்கியமாக ஒரு செயலுறு ஊடகம் (சுமார் பத்து மீட்டர் நீளமும், 3-5 மைக்ரான் மைய விட்டமும், (25-1000)x10⁻⁶ என்ற கலப்புச் செறிவும் கொண்ட எர்பியம் கலப்பு செய்யப்பட்ட சிலிக்கா இழை), பம்ப் ஒளி மூலம் (990 அல்லது 1480nm LD), ஒளியியல் இணைப்பி மற்றும் ஒளியியல் தனிப்பான் ஆகியவற்றால் ஆனது. சமிக்ஞை ஒளியும் பம்ப் ஒளியும் எர்பியம் இழையில் ஒரே திசையில் (ஒருதிசை பம்ப்பிங்), எதிர் திசைகளில் (தலைகீழ் பம்ப்பிங்) அல்லது இரண்டு திசைகளிலும் (இருதிசை பம்ப்பிங்) பயணிக்க முடியும். சமிக்ஞை ஒளியும் பம்ப் ஒளியும் ஒரே நேரத்தில் எர்பியம் இழையில் செலுத்தப்படும்போது, பம்ப் ஒளியின் செயல்பாட்டின் கீழ் எர்பியம் அயனிகள் உயர் ஆற்றல் நிலைக்குத் தூண்டப்படுகின்றன (படம் 1 (b), ஒரு மூன்று-நிலை அமைப்பு), மேலும் விரைவாக நிலைமாறா ஆற்றல் நிலைக்குச் சிதைவடைகின்றன. படுகின்ற சமிக்ஞை ஒளியின் செயல்பாட்டின் கீழ் அது அடிநிலைக்குத் திரும்பும்போது, சமிக்ஞை ஒளிக்கு ஒத்த ஃபோட்டான்களை வெளியிடுகிறது, அதனால் சமிக்ஞை பெருக்கப்படுகிறது. படம் 1 (c) என்பது அதன் பெருக்கப்பட்ட தன்னிச்சை உமிழ்வு (ASE) நிறமாலையாகும், இது ஒரு பெரிய அலைவரிசையையும் (20-40nm வரை) மற்றும் முறையே 1530nm மற்றும் 1550nm-க்கு ஒத்த இரண்டு உச்சங்களையும் கொண்டுள்ளது.
EDFA-வின் முக்கிய நன்மைகள் உயர் ஆதாயம், பெரிய அலைவரிசை அகலம், உயர் வெளியீட்டுத் திறன், உயர் பம்ப் செயல்திறன், குறைந்த செருகல் இழப்பு மற்றும் முனைவாக்க நிலைக்கு உணர்வின்மை ஆகியவை ஆகும்.
2. ஃபைபர் ஆப்டிகல் ஆம்ப்ளிஃபையர்களில் உள்ள சிக்கல்கள்
ஒளியியல் பெருக்கிக்கு (குறிப்பாக EDFA) பல சிறந்த நன்மைகள் இருந்தாலும், அது ஒரு உகந்த பெருக்கி அல்ல. சிக்னலின் சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் விகிதத்தைக் (SNR) குறைக்கும் கூடுதல் இரைச்சலைத் தவிர, வேறு சில குறைபாடுகளும் உள்ளன, அவை:
பெருக்கியின் அலைவரிசை அகலத்திற்குள் ஆதாய நிறமாலையின் சீரற்ற தன்மை, பல-சேனல் பெருக்கச் செயல்திறனைப் பாதிக்கிறது;
ஒளிப் பெருக்கிகள் தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்படும்போது, ASE இரைச்சல், இழைச் சிதறல் மற்றும் நேரியல் அல்லாத விளைவுகள் ஆகியவை ஒன்றுகூடும்.
பயன்பாடு மற்றும் அமைப்பு வடிவமைப்பில் இந்தச் சிக்கல்கள் கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும்.
3. ஒளியிழைத் தொடர்பு அமைப்பில் ஒளிப் பெருக்கியின் பயன்பாடு
ஒளியிழைத் தொடர்பு அமைப்பில்,ஃபைபர் ஆப்டிகல் ஆம்ப்ளிஃபையர்இதனை, டிரான்ஸ்மிட்டரின் ஒலிபரப்பு சக்தியை அதிகரிக்க ஒரு பவர் பூஸ்ட் ஆம்ப்ளிஃபையராகப் பயன்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், ரிசீவரின் பெறும் உணர்திறனை மேம்படுத்த ஒரு ப்ரீஆம்ப்ளிஃபையராகவும் பயன்படுத்தலாம். மேலும், இது பாரம்பரிய ஆப்டிகல்-எலக்ட்ரிக்கல்-ஆப்டிகல் ரிப்பீட்டருக்கு மாற்றாகவும் செயல்பட்டு, ஒலிபரப்புத் தூரத்தை நீட்டித்து, முழுமையான ஆப்டிகல் தகவல்தொடர்பை சாத்தியமாக்குகிறது.
ஒளியிழைத் தொடர்பு அமைப்புகளில், பரிமாற்றத் தூரத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் முக்கியக் காரணிகள் ஒளியிழையின் இழப்பு மற்றும் சிதறல் ஆகும். குறுகிய நிறமாலை ஒளி மூலத்தைப் பயன்படுத்தும்போது, அல்லது பூஜ்ஜிய-சிதறல் அலைநீளத்திற்கு அருகில் செயல்படும்போது, இழைச் சிதறலின் தாக்கம் குறைவாக இருக்கும். இந்த அமைப்பில் ஒவ்வொரு ரிலே நிலையத்திலும் முழுமையான சிக்னல் நேர மீளுருவாக்கத்தை (3R ரிலே) செய்ய வேண்டியதில்லை. ஒரு ஒளி பெருக்கியைக் கொண்டு ஒளி சிக்னலை நேரடியாகப் பெருக்குவது (1R ரிலே) போதுமானது. ஒளி பெருக்கிகளை நீண்ட தூர டிரங்க் அமைப்புகளில் மட்டுமல்லாமல், ஒளியிழை விநியோக வலையமைப்புகளிலும், குறிப்பாக WDM அமைப்புகளிலும், ஒரே நேரத்தில் பல சேனல்களைப் பெருக்குவதற்குப் பயன்படுத்தலாம்.
1) தண்டு ஒளியிழைத் தொடர்பு அமைப்புகளில் ஒளிப் பெருக்கிகளின் பயன்பாடு
படம் 2 என்பது டிரங்க் ஆப்டிகல் ஃபைபர் தகவல் தொடர்பு அமைப்பில் ஆப்டிகல் ஆம்ப்ளிஃபையரின் பயன்பாட்டைக் காட்டும் ஒரு திட்ட வரைபடம் ஆகும். (அ) படத்தில், ஆப்டிகல் ஆம்ப்ளிஃபையர் ஆனது டிரான்ஸ்மிட்டரின் பவர் பூஸ்ட் ஆம்ப்ளிஃபையராகவும், ரிசீவரின் ப்ரீஆம்ப்ளிஃபையராகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதன் மூலம் ரிலே அல்லாத தூரம் இரட்டிப்பாக்கப்படுகிறது. உதாரணமாக, EDFA-ஐப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், அமைப்பின் பரிமாற்றம் 1.8Gb/s வேகத்தில், தொலைவு 120 கி.மீ-லிருந்து 250 கி.மீ ஆக அதிகரிக்கிறது அல்லது 400 கி.மீ வரை கூட அடைகிறது. படம் 2 (b)-(d) என்பது பல-ரிலே அமைப்புகளில் ஒளியியல் பெருக்கிகளின் பயன்பாட்டைக் காட்டுகிறது; படம் (b) என்பது பாரம்பரிய 3R ரிலே பயன்முறை; படம் (c) என்பது 3R ரிப்பீட்டர்கள் மற்றும் ஒளியியல் பெருக்கிகளின் கலப்பு ரிலே பயன்முறை; படம் 2 (d) என்பது ஒரு முழு-ஒளியியல் ரிலே பயன்முறை; ஒரு முழு-ஒளியியல் தகவல் தொடர்பு அமைப்பில், நேரக்கட்டுப்பாடு மற்றும் மீளுருவாக்கச் சுற்றுகள் சேர்க்கப்படவில்லை, எனவே இது பிட்-வெளிப்படையானது, மேலும் "எலக்ட்ரானிக் பாட்டில் விஸ்கர்" கட்டுப்பாடு இல்லை. இரு முனைகளிலும் அனுப்பும் மற்றும் பெறும் கருவிகளை மாற்றினால் போதும், குறைந்த வேகத்திலிருந்து அதிக வேகத்திற்கு மேம்படுத்துவது எளிது, மேலும் ஒளியியல் பெருக்கியை மாற்ற வேண்டிய அவசியமில்லை.
2) ஒளியிழை விநியோக வலையமைப்பில் ஒளிப் பெருக்கியின் பயன்பாடு
ஒளி பெருக்கிகளின் (குறிப்பாக EDFA) அதிக சக்தி வெளியீட்டு நன்மைகள், அகலப்பட்டை விநியோக வலையமைப்புகளில் (போன்றவற்றில்) மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கின்றன.CATVபாரம்பரிய CATV வலையமைப்பு, கோஆக்சியல் கேபிளைப் பயன்படுத்துகிறது, இதை ஒவ்வொரு சில நூறு மீட்டருக்கும் பெருக்க வேண்டியுள்ளது, மேலும் வலையமைப்பின் சேவை ஆரம் சுமார் 7 கி.மீ. ஆகும். ஒளி பெருக்கிகளைப் பயன்படுத்தும் ஒளியிழை CATV வலையமைப்பானது, பரவலாக்கப்பட்ட பயனர்களின் எண்ணிக்கையை பெருமளவில் அதிகரிப்பது மட்டுமல்லாமல், வலையமைப்புப் பாதையையும் பெரிதும் விரிவுபடுத்துகிறது. ஒளியிழை/கலப்பின (HFC) விநியோகமானது இவ்விரண்டின் பலங்களையும் ஒருங்கிணைத்து, வலுவான போட்டித்திறனைக் கொண்டுள்ளது என்பதை சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் காட்டியுள்ளன.
படம் 4 என்பது 35 தொலைக்காட்சி அலைவரிசைகளின் AM-VSB பண்பேற்றத்திற்கான ஒளியிழை விநியோக வலையமைப்பின் ஒரு எடுத்துக்காட்டாகும். டிரான்ஸ்மிட்டரின் ஒளி மூலம் 1550nm அலைநீளம் மற்றும் 3.3dBm வெளியீட்டுத் திறன் கொண்ட DFB-LD ஆகும். 4-நிலை EDFA-வை திறன் விநியோகப் பெருக்கியாகப் பயன்படுத்தும்போது, அதன் உள்ளீட்டுத் திறன் சுமார் -6dBm ஆகவும், அதன் வெளியீட்டுத் திறன் சுமார் 13dBm ஆகவும் உள்ளது. ஒளி ஏற்பியின் உணர்திறன் -9.2dBm ஆகும். 4 நிலை விநியோகத்திற்குப் பிறகு, மொத்தப் பயனர்களின் எண்ணிக்கை 4.2 மில்லியனை எட்டியுள்ளது, மேலும் வலையமைப்பின் பாதை பல பத்து கிலோமீட்டருக்கும் அதிகமாக உள்ளது. சோதனையின் எடையிடப்பட்ட சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் விகிதம் 45dB-க்கு அதிகமாக இருந்தது, மேலும் EDFA ஆனது CSO-வில் எந்தக் குறைவையும் ஏற்படுத்தவில்லை.
பதிவிட்ட நேரம்: ஏப்ரல்-23-2023