1. ምደባFኢበርAማምፕሊፋየሮች
ሶስት ዋና ዋና የኦፕቲካል ማጉያዎች ዓይነቶች አሉ፡
(1) ሴሚኮንዳክተር ኦፕቲካል አምፕሊፋየር (SOA፣ ሴሚኮንዳክተር ኦፕቲካል አምፕሊፋየር)፤
(2) ኦፕቲካል ፋይበር አምፕሊፋየሮች በብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች (erbium Er፣ thulium Tm፣ praseodymium Pr፣ rubidium Nd፣ ወዘተ) የተሸፈኑ ሲሆን በዋናነት በerbium-doped fiber amplifiers (ኢዴፋ)፣ እንዲሁም ቱሊየም-ዶፔድ ፋይበር አምፕሊፋየሮች (TDFA) እና ፕራሶዲሚየም-ዶፔድ ፋይበር አምፕሊፋየሮች (PDFA)፣ ወዘተ.
(3) መስመራዊ ያልሆኑ የፋይበር አምፕሊፋየሮች፣ በዋናነት የፋይበር ራማን አምፕሊፋየሮች (FRA፣ Fiber Raman Amplifier)። የእነዚህ የኦፕቲካል አምፕሊፋየሮች ዋና የአፈጻጸም ንጽጽር በሰንጠረዡ ውስጥ ይታያል።
ኤዲኤፍኤ (ኤርቢየም ዶፔድ ፋይበር አምፕሊፋየር)
ባለብዙ ደረጃ የሌዘር ስርዓት ኳርትዝ ፋይበርን ከብርቅዬ የምድር ክፍሎች (እንደ Nd፣ Er፣ Pr፣ Tm፣ ወዘተ) ጋር በመርጨት ሊፈጠር ይችላል፣ እና የግቤት ምልክት መብራቱ በፓምፕ መብራት ተግባር ስር በቀጥታ ይጎላል። ተገቢውን ግብረመልስ ከሰጠ በኋላ የፋይበር ሌዘር ይፈጠራል። የNd-doped ፋይበር ማጉያው የስራ ሞገድ ርዝመት 1060nm እና 1330nm ነው፣ እና እድገቱ እና አተገባበሩ የተገደበው ከምርጥ የፋይበር ኦፕቲክ ግንኙነት ወደብ እና ከሌሎች ምክንያቶች በመራቅ ነው። የEDFA እና PDFA የአሠራር ሞገድ ርዝመት በቅደም ተከተል ዝቅተኛ ኪሳራ (1550nm) እና ዜሮ ስርጭት የሞገድ ርዝመት (1300nm) በኦፕቲካል ፋይበር ግንኙነት መስኮት ውስጥ ነው፣ እና TDFA በኦፕቲካል ፋይበር ኮሙኒኬሽን ስርዓት አፕሊኬሽኖች በጣም ተስማሚ በሆኑት በS-ባንድ ውስጥ ይሰራል። በተለይም በጣም ፈጣን ልማት የሆነው EDFA ተግባራዊ ሆኗል።
የPየEDFA ቅንጣት
የEDFA መሰረታዊ መዋቅር በምስል 1(a) ውስጥ ይታያል፣ ይህም በዋናነት ንቁ መካከለኛ (ኤርቢየም-ዶፔድ ሲሊካ ፋይበር በአስር ሜትሮች ርዝመት፣ ከ3-5 ማይክሮን የሆነ ዋና ዲያሜትር እና (25-1000) x10-6)፣ የፓምፕ ብርሃን ምንጭ (990 ወይም 1480nm LD)፣ የኦፕቲካል ማጣበቂያ እና የኦፕቲካል ማግለያዎችን ያቀፈ ነው። የምልክት መብራት እና የፓምፕ መብራት በተመሳሳይ አቅጣጫ (ኮአቅጣጫ ፓምፕ)፣ በተቃራኒ አቅጣጫዎች (ተገላቢጦሽ ፓምፕ) ወይም በሁለቱም አቅጣጫዎች (ባለሁለት አቅጣጫ ፓምፕ) በኤርቢየም ፋይበር ውስጥ ሊሰራጭ ይችላል። የምልክት መብራት እና የፓምፕ መብራት በተመሳሳይ ጊዜ ወደ ኤርቢየም ፋይበር ሲገቡ፣ የኤርቢየም አየኖች በፓምፕ መብራት ተግባር ስር ወደ ከፍተኛ የኃይል ደረጃ ይንቀሳቀሳሉ (ምስል 1 (ለ)፣ ባለ ሶስት ደረጃ ስርዓት)፣ እና በፍጥነት ወደ ሜታስቴብል የኃይል ደረጃ ይወድቃሉ፣ በክስተት ምልክት ብርሃን ተግባር ስር ወደ መሬት ሁኔታ ሲመለስ፣ ከምልክት ብርሃን ጋር የሚዛመዱ ፎቶኖችን ያመነጫል፣ ስለዚህም ምልክቱ ይጎላል። ምስል 1 (ሐ) ከፍተኛ የመተላለፊያ ይዘት (እስከ 20-40nm) እና በቅደም ተከተል ከ1530nm እና 1550nm ጋር የሚዛመዱ ሁለት ጫፎች ያሉት የተጨመረበት ድንገተኛ የልቀት (ASE) ስፔክትረም ነው።
የEDFA ዋና ዋና ጥቅሞች ከፍተኛ ትርፍ፣ ትልቅ የመተላለፊያ ይዘት፣ ከፍተኛ የውጤት ኃይል፣ ከፍተኛ የፓምፕ ቅልጥፍና፣ ዝቅተኛ የማስገባት ኪሳራ እና ለፖላራይዜሽን ሁኔታ አለመተማመን ናቸው።
2. ከፋይበር ኦፕቲካል አምፕሊፋየሮች ጋር ያሉ ችግሮች
የኦፕቲካል ማጉያ (በተለይም EDFA) ብዙ አስደናቂ ጥቅሞች ቢኖሩትም፣ ተስማሚ ማጉያ አይደለም። የሲግናል SNRን የሚቀንስ ተጨማሪ ድምጽ በተጨማሪ፣ ሌሎች ድክመቶችም አሉ፣ ለምሳሌ፡
- በማጉያ መተላለፊያ ይዘት ውስጥ ያለው የግሬን ስፔክትረም አለመመጣጠን ባለብዙ ቻናል ማጉያ አፈፃፀምን ይነካል።
- የኦፕቲካል ማጉያዎች ሲደመሩ፣ የASE ጫጫታ፣ የፋይበር ስርጭት እና መስመራዊ ያልሆኑ ተፅዕኖዎች ውጤቶች ይከማቻሉ።
እነዚህ ጉዳዮች በመተግበሪያ እና በስርዓት ዲዛይን ውስጥ ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው።
3. የኦፕቲካል አምፕሊፋየር በኦፕቲካል ፋይበር ኮሙኒኬሽን ሲስተም ውስጥ አተገባበር
በኦፕቲካል ፋይበር ኮሙኒኬሽን ሲስተም ውስጥ፣የፋይበር ኦፕቲካል ማጉያየማስተላለፊያውን ኃይል ለመጨመር እንደ ማስተላለፊያው የኃይል ማበልጸጊያ ማጉያ ብቻ ሳይሆን የመቀበያ ስሜታዊነትን ለማሻሻል እንደ ተቀባዩ ቅድመ ማጉያ እንዲሁም ባህላዊውን የኦፕቲካል-ኤሌክትሪክ-ኦፕቲካል ተደጋጋሚ መተካት፣ የማስተላለፊያ ርቀትን ለማስፋት እና ሁሉንም-ኦፕቲካል ግንኙነት ለማሳካት ሊያገለግል ይችላል።
በኦፕቲካል ፋይበር ኮሙኒኬሽን ሲስተሞች ውስጥ የማስተላለፊያ ርቀትን የሚገድቡት ዋና ዋና ምክንያቶች የኦፕቲካል ፋይበር መጥፋት እና መበታተን ናቸው። ጠባብ ስፔክትረም የብርሃን ምንጭን በመጠቀም ወይም ከዜሮ-መበታተን የሞገድ ርዝመት አጠገብ በመስራት የፋይበር መበታተን ተጽእኖ አነስተኛ ነው። ይህ ስርዓት በእያንዳንዱ የማስተላለፊያ ጣቢያ ላይ የተሟላ የምልክት ጊዜ ዳግም ማደስ (3R ቅብብል) ማከናወን አያስፈልገውም። የኦፕቲካል ምልክቱን በኦፕቲካል ማጉያ (1R ቅብብል) በቀጥታ ማጉላት በቂ ነው። የኦፕቲካል ማጉያዎች በረጅም ርቀት ግንድ ስርዓቶች ላይ ብቻ ሳይሆን በኦፕቲካል ፋይበር ስርጭት ኔትወርኮች ውስጥም ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ፣ በተለይም በWDM ሲስተሞች ውስጥ፣ በርካታ ቻናሎችን በአንድ ጊዜ ለማጉላት።
1) በትራንክ ኦፕቲካል ፋይበር ኮሙኒኬሽን ሲስተም ውስጥ የኦፕቲካል አምፕሊፋየሮችን አጠቃቀም
ምስል 2 የኦፕቲካል ማጉያውን በትራክ ኦፕቲካል ፋይበር ኮሙኒኬሽን ሲስተም ውስጥ ተግባራዊ ለማድረግ የሚያስችል ንድፍ ነው። (ሀ) ስዕሉ የኦፕቲካል ማጉያውን እንደ ማስተላለፊያው የኃይል ማበልጸጊያ ማጉያ እና የተቀባዩ ቅድመ ማጉያ ሆኖ ጥቅም ላይ እንደሚውል ያሳያል፣ ስለዚህም የማስተላለፊያ ያልሆነው ርቀት በእጥፍ ይጨምራል። ለምሳሌ፣ EDFAን መቀበል፣ የስርዓት ማስተላለፊያውን መቀበል የ1.8Gb/s ርቀት ከ120 ኪ.ሜ ወደ 250 ኪ.ሜ ይጨምራል ወይም እስከ 400 ኪ.ሜ ይደርሳል። ምስል 2 (ለ)-(መ) በብዙ-ሪሌይ ስርዓቶች ውስጥ የኦፕቲካል ማጉያዎችን አተገባበር ነው፤ ምስል (ለ) ባህላዊው የ3R ሪሌይ ሁነታ ነው፤ ምስል (ሐ) የ3R ሬፐተሮች እና የኦፕቲካል ማጉያዎች ድብልቅ ሪሌይ ሁነታ ነው፤ ምስል 2 (መ) ሁሉን-ኦፕቲካል ሪሌይ ሁነታ ነው፤ ሁሉን-ኦፕቲካል ሪሌይ ሁነታ ነው፤ ሁሉን-ኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን ሲስተም ውስጥ የጊዜ እና የመልሶ ማቋቋም ዑደቶችን አያካትትም፣ ስለዚህ ትንሽ ግልጽ ነው፣ እና ምንም "ኤሌክትሮኒክ የጠርሙስ ዊስክ" ገደብ የለም። በሁለቱም ጫፎች ላይ ያሉት የመላክ እና የመቀበያ መሳሪያዎች እስካልተተኩ ድረስ፣ ከዝቅተኛ ፍጥነት ወደ ከፍተኛ ፍጥነት ማሻሻል ቀላል ነው፣ እና የኦፕቲካል ማጉያው መተካት አያስፈልገውም።
2) የኦፕቲካል ማጉያ በኦፕቲካል ፋይበር ስርጭት ኔትወርክ ውስጥ አተገባበር
የኦፕቲካል ማጉያዎች (በተለይም EDFA) ከፍተኛ የኃይል ውፅዓት ጥቅሞች በብሮድባንድ ስርጭት ኔትወርኮች ውስጥ በጣም ጠቃሚ ናቸው (ለምሳሌCATVኔትወርኮች)። ባህላዊው የCATV ኔትወርክ ኮአክሲያል ኬብልን ይጠቀማል፣ ይህም በየብዙ መቶ ሜትሮች ማጉላት የሚያስፈልገው ሲሆን የኔትወርኩ የአገልግሎት ራዲየስ ደግሞ 7 ኪ.ሜ ያህል ነው። የኦፕቲካል ማጉያዎችን የሚጠቀመው የኦፕቲካል ፋይበር CATV ኔትወርክ የተከፋፈሉ ተጠቃሚዎችን ቁጥር በእጅጉ ከማሳደግ ባለፈ የኔትወርክ መንገዱን በእጅጉ ሊያሰፋ ይችላል። የቅርብ ጊዜ እድገቶች እንደሚያሳዩት የኦፕቲካል ፋይበር/ሃይብሪድ (HFC) ስርጭት የሁለቱንም ጥንካሬዎች የሚስብ እና ጠንካራ ተወዳዳሪነት ያለው ነው።
ምስል 4 ለ35 የቴሌቪዥን ቻናሎች AM-VSB ሞዱሌሽን የኦፕቲካል ፋይበር ስርጭት ኔትወርክ ምሳሌ ነው። የማስተላለፊያው የብርሃን ምንጭ 1550nm የሞገድ ርዝመት እና 3.3dBm የውጤት ኃይል ያለው DFB-LD ነው። ባለ 4-ደረጃ EDFA እንደ የኃይል ማከፋፈያ ማጉያ በመጠቀም የግብዓት ኃይሉ -6dBm አካባቢ ሲሆን የውጤት ኃይሉ ደግሞ 13dBm አካባቢ ነው። የኦፕቲካል ተቀባይ ስሜታዊነት -9.2d Bm። ከ4 የስርጭት ደረጃዎች በኋላ፣ አጠቃላይ የተጠቃሚዎች ብዛት 4.2 ሚሊዮን ደርሷል፣ እና የአውታረ መረቡ መንገድ ከአስር ኪሎሜትሮች በላይ ነው። የፈተናው ክብደት ያለው የምልክት-ወደ-ጫጫታ ጥምርታ ከ45dB በላይ ነበር፣ እና EDFA በCSO ላይ ቅናሽ አላደረገም።
የፖስታ ሰዓት፡- ኤፕሪል-23-2023