1. ການຈັດປະເພດຂອງFໄອເບີAເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ
ມີສາມປະເພດຫຼັກຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ optical:
(1) ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງແບບເຄິ່ງຕົວນຳ (SOA, ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງແບບເຄິ່ງຕົວນຳ);
(2) ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານໄຟເບີ້ອອບຕິກທີ່ເສີມດ້ວຍທາດໂລຫະທີ່ຫາຍາກ (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, ແລະອື່ນໆ), ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານໄຟເບີທີ່ເສີມດ້ວຍ erbium (EDFA), ເຊັ່ນດຽວກັນກັບເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍທີ່ມີທາດ thulium (TDFA) ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍທີ່ມີທາດ praseodymium (PDFA), ແລະອື່ນໆ.
(3) ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍ Raman (FRA, ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍ Raman). ການປຽບທຽບປະສິດທິພາບຫຼັກຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ
EDFA (ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍທີ່ມີສານເສີມ Erbium)
ລະບົບເລເຊີຫຼາຍລະດັບສາມາດສ້າງຂຶ້ນໄດ້ໂດຍການເສີມເສັ້ນໄຍ quartz ດ້ວຍອົງປະກອບທີ່ຫາຍາກ (ເຊັ່ນ Nd, Er, Pr, Tm, ແລະອື່ນໆ), ແລະແສງສັນຍານປ້ອນຂໍ້ມູນຈະຖືກຂະຫຍາຍໂດຍກົງພາຍໃຕ້ການກະທຳຂອງແສງປັ໊ມ. ຫຼັງຈາກໃຫ້ຄຳຕິຊົມທີ່ເໝາະສົມ, ເລເຊີເສັ້ນໄຍຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນ. ຄວາມຍາວຄື້ນໃນການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເສັ້ນໄຍ Nd ທີ່ເສີມແມ່ນ 1060nm ແລະ 1330nm, ແລະການພັດທະນາ ແລະ ການນຳໃຊ້ຂອງມັນມີຂໍ້ຈຳກັດເນື່ອງຈາກຄວາມຜິດປົກກະຕິຈາກພອດລະບາຍທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ ແລະ ເຫດຜົນອື່ນໆ. ຄວາມຍາວຄື້ນໃນການເຮັດວຽກຂອງ EDFA ແລະ PDFA ແມ່ນຢູ່ໃນປ່ອງຢ້ຽມຂອງການສູນເສຍຕໍ່າສຸດ (1550nm) ແລະ ຄວາມຍາວຄື້ນກະຈາຍສູນ (1300nm) ຂອງການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງຕາມລຳດັບ, ແລະ TDFA ເຮັດວຽກໃນແຖບ S, ເຊິ່ງເໝາະສົມຫຼາຍສຳລັບການນຳໃຊ້ລະບົບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ. ໂດຍສະເພາະ EDFA, ການພັດທະນາທີ່ໄວທີ່ສຸດ, ໄດ້ເປັນປະໂຫຍດ.
ເທPຫຼັກການຂອງ EDFA
ໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງ EDFA ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1(a), ເຊິ່ງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍຕົວກາງທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ (ເສັ້ນໄຍຊິລິກາທີ່ມີຢາ erbium ຍາວປະມານຫຼາຍສິບແມັດ, ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງແກນ 3-5 ໄມຄຣອນ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຢາ doping (25-1000)x10-6), ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງຂອງປັ໊ມ (990 ຫຼື 1480nm LD), ຕົວເຊື່ອມຕໍ່ແສງ ແລະ ຕົວແຍກແສງ. ໄຟສັນຍານ ແລະ ໄຟປັ໊ມສາມາດແຜ່ລາມໄປໃນທິດທາງດຽວກັນ (ການສູບຮ່ວມທິດທາງ), ທິດທາງກົງກັນຂ້າມ (ການສູບກັບກັນ) ຫຼື ທັງສອງທິດທາງ (ການສູບສອງທິດທາງ) ໃນເສັ້ນໄຍ erbium. ເມື່ອໄຟສັນຍານ ແລະ ໄຟປັ໊ມຖືກສີດເຂົ້າໄປໃນເສັ້ນໄຍ erbium ໃນເວລາດຽວກັນ, ໄອອອນ erbium ຈະຖືກກະຕຸ້ນໃຫ້ຢູ່ໃນລະດັບພະລັງງານສູງພາຍໃຕ້ການກະທຳຂອງໄຟປັ໊ມ (ຮູບທີ 1(b), ລະບົບສາມລະດັບ), ແລະ ເສື່ອມສະພາບຢ່າງໄວວາໄປສູ່ລະດັບພະລັງງານທີ່ໝັ້ນຄົງ, ເມື່ອມັນກັບຄືນສູ່ສະພາບພື້ນດິນພາຍໃຕ້ການກະທຳຂອງໄຟສັນຍານເຫດການ, ມັນຈະປ່ອຍໂຟຕອນທີ່ສອດຄ້ອງກັບໄຟສັນຍານ, ດັ່ງນັ້ນສັນຍານຈຶ່ງຖືກຂະຫຍາຍອອກ. ຮູບທີ 1 (c) ແມ່ນສະເປກຕຣຳການປ່ອຍແສງແບບອັດຕະໂນມັດທີ່ຂະຫຍາຍອອກ (ASE) ທີ່ມີແບນວິດຂະໜາດໃຫຍ່ (ສູງເຖິງ 20-40 nm) ແລະສອງຈຸດສູງສຸດທີ່ສອດຄ້ອງກັບ 1530 nm ແລະ 1550 nm ຕາມລຳດັບ.
ຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼັກຂອງ EDFA ແມ່ນອັດຕາກຳໄລສູງ, ແບນວິດຂະໜາດໃຫຍ່, ພະລັງງານຜົນຜະລິດສູງ, ປະສິດທິພາບຂອງປ້ຳສູງ, ການສູນເສຍການແຊກຕ່ຳ, ແລະ ຄວາມບໍ່ອ່ອນໄຫວຕໍ່ສະຖານະການໂພລາໄຣເຊຊັນ.
2. ບັນຫາກ່ຽວກັບເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານໄຟເບີອໍບຕິກ
ເຖິງແມ່ນວ່າເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງແບບ optical (ໂດຍສະເພາະ EDFA) ມີຂໍ້ດີທີ່ໂດດເດັ່ນຫຼາຍຢ່າງ, ແຕ່ມັນບໍ່ແມ່ນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງທີ່ເໝາະສົມ. ນອກເໜືອໄປຈາກສຽງລົບກວນເພີ່ມເຕີມທີ່ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນ SNR ຂອງສັນຍານ, ຍັງມີຂໍ້ບົກຜ່ອງອື່ນໆເຊັ່ນ:
- ຄວາມບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີຂອງລະດັບຄວາມຖີ່ຂອງສັນຍານຂະຫຍາຍພາຍໃນແບນວິດຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງການຂະຫຍາຍສຽງຫຼາຍຊ່ອງ;
- ເມື່ອເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັນເປັນສາຍ, ຜົນກະທົບຂອງສຽງລົບກວນ ASE, ການກະຈາຍຂອງເສັ້ນໄຍ ແລະ ຜົນກະທົບທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ຈະສະສົມ.
ບັນຫາເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາໃນການອອກແບບແອັບພລິເຄຊັນ ແລະ ລະບົບ.
3. ການນຳໃຊ້ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງທາງແສງໃນລະບົບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແສງ
ໃນລະບົບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ,ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານໄຟເບີ Opticalສາມາດໃຊ້ບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເພີ່ມພະລັງງານຂອງເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານເພື່ອເພີ່ມພະລັງງານສົ່ງສັນຍານເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານກ່ອນຂອງເຄື່ອງຮັບສັນຍານເພື່ອປັບປຸງຄວາມອ່ອນໄຫວໃນການຮັບສັນຍານ, ແລະຍັງສາມາດທົດແທນເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານແບບ optical-electrical-optical ແບບດັ້ງເດີມ, ເພື່ອຂະຫຍາຍໄລຍະການສົ່ງສັນຍານ ແລະ ຮັບຮູ້ການສື່ສານແບບ all-optical.
ໃນລະບົບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ, ປັດໄຈຫຼັກທີ່ຈຳກັດໄລຍະການສົ່ງສັນຍານແມ່ນການສູນເສຍ ແລະ ການກະຈາຍຂອງເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ. ການໃຊ້ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ມີສະເປກຕຣຳແຄບ, ຫຼື ເຮັດວຽກໃກ້ກັບຄວາມຍາວຄື້ນກະຈາຍສູນ, ອິດທິພົນຂອງການກະຈາຍຂອງເສັ້ນໄຍແມ່ນມີໜ້ອຍ. ລະບົບນີ້ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງປະຕິບັດການກຳນົດເວລາສັນຍານທີ່ສົມບູນ (ຣີເລ 3R) ຢູ່ແຕ່ລະສະຖານີຣີເລ. ມັນພຽງພໍທີ່ຈະຂະຫຍາຍສັນຍານແສງໂດຍກົງດ້ວຍເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງ (ຣີເລ 1R). ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງສາມາດໃຊ້ໄດ້ບໍ່ພຽງແຕ່ໃນລະບົບລຳຕົ້ນທາງໄກເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງໃຊ້ໃນເຄືອຂ່າຍການແຈກຢາຍເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ, ໂດຍສະເພາະໃນລະບົບ WDM, ເພື່ອຂະຫຍາຍຫຼາຍຊ່ອງທາງພ້ອມໆກັນ.
1) ການນຳໃຊ້ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງໃນລະບົບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແສງລຳຕົ້ນ
ຮູບທີ 2 ແມ່ນແຜນວາດສະແດງການນຳໃຊ້ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງໃນລະບົບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແສງລຳຕົ້ນ. (ກ) ຮູບພາບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງຖືກໃຊ້ເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານເພີ່ມພະລັງງານຂອງເຄື່ອງສົ່ງ ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານກ່ອນຂອງເຄື່ອງຮັບ ເພື່ອໃຫ້ໄລຍະຫ່າງທີ່ບໍ່ແມ່ນຕົວສົ່ງຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ. ຕົວຢ່າງ, ການນຳໃຊ້ EDFA, ລະບົບສົ່ງສັນຍານ ໄລຍະທາງ 1.8Gb/s ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 120 ກິໂລແມັດເປັນ 250 ກິໂລແມັດ ຫຼື ແມ່ນແຕ່ຮອດ 400 ກິໂລແມັດ. ຮູບທີ 2 (b)-(d) ແມ່ນການນຳໃຊ້ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງໃນລະບົບຫຼາຍສັນຍານ; ຮູບ (b) ແມ່ນໂໝດການສົ່ງສັນຍານ 3R ແບບດັ້ງເດີມ; ຮູບ (c) ແມ່ນໂໝດການສົ່ງສັນຍານປະສົມຂອງຕົວເຮັດຊ້ຳ 3R ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງ; ຮູບທີ 2 (d) ມັນເປັນໂໝດການສົ່ງສັນຍານແສງທັງໝົດ; ໃນລະບົບການສື່ສານແສງທັງໝົດ, ມັນບໍ່ລວມເອົາວົງຈອນກຳນົດເວລາ ແລະ ການຟື້ນຟູ, ສະນັ້ນມັນຈຶ່ງໂປ່ງໃສແບບບິດ, ແລະ ບໍ່ມີຂໍ້ຈຳກັດ "ເຄື່ອງບີບຂວດເອເລັກໂຕຣນິກ". ຕາບໃດທີ່ອຸປະກອນສົ່ງ ແລະ ຮັບຢູ່ທັງສອງສົ້ນຖືກປ່ຽນແທນ, ມັນງ່າຍທີ່ຈະຍົກລະດັບຈາກອັດຕາຕ່ຳໄປສູ່ອັດຕາສູງ, ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງປ່ຽນແທນ.
2) ການນຳໃຊ້ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງໃນເຄືອຂ່າຍການແຈກຢາຍເສັ້ນໄຍແສງ
ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງຜົນຜະລິດພະລັງງານສູງຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງແບບ optical (ໂດຍສະເພາະ EDFA) ແມ່ນມີປະໂຫຍດຫຼາຍໃນເຄືອຂ່າຍການແຈກຢາຍຄວາມໄວສູງ (ເຊັ່ນ:ໂທລະພາບ CATVເຄືອຂ່າຍ). ເຄືອຂ່າຍ CATV ແບບດັ້ງເດີມໃຊ້ສາຍ coaxial, ເຊິ່ງຕ້ອງໄດ້ຮັບການຂະຫຍາຍທຸກໆຫຼາຍຮ້ອຍແມັດ, ແລະລັດສະໝີການບໍລິການຂອງເຄືອຂ່າຍແມ່ນປະມານ 7 ກິໂລແມັດ. ເຄືອຂ່າຍ CATV ເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແສງບໍ່ພຽງແຕ່ສາມາດເພີ່ມຈຳນວນຜູ້ໃຊ້ແບບກະຈາຍໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຂະຫຍາຍເສັ້ນທາງເຄືອຂ່າຍໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການພັດທະນາທີ່ຜ່ານມາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການແຈກຢາຍຂອງເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງ/ໄຮບຣິດ (HFC) ດຶງດູດຈຸດແຂງຂອງທັງສອງຢ່າງ ແລະ ມີຄວາມສາມາດໃນການແຂ່ງຂັນທີ່ເຂັ້ມແຂງ.
ຮູບທີ 4 ແມ່ນຕົວຢ່າງຂອງເຄືອຂ່າຍການແຈກຢາຍເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງສຳລັບການປັບ AM-VSB ຂອງໂທລະພາບ 35 ຊ່ອງ. ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງຂອງເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານແມ່ນ DFB-LD ທີ່ມີຄວາມຍາວຄື່ນ 1550nm ແລະພະລັງງານຜົນຜະລິດ 3.3dBm. ການໃຊ້ EDFA 4 ລະດັບເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍການແຈກຢາຍພະລັງງານ, ພະລັງງານປ້ອນຂໍ້ມູນຂອງມັນແມ່ນປະມານ -6dBm, ແລະພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງມັນແມ່ນປະມານ 13dBm. ຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງຕົວຮັບແສງ -9.2d Bm. ຫຼັງຈາກການແຈກຢາຍ 4 ລະດັບ, ຈຳນວນຜູ້ໃຊ້ທັງໝົດໄດ້ບັນລຸ 4.2 ລ້ານຄົນ, ແລະເສັ້ນທາງເຄືອຂ່າຍແມ່ນຫຼາຍກວ່າສິບກິໂລແມັດ. ອັດຕາສ່ວນສັນຍານຕໍ່ສຽງລົບກວນທີ່ມີນ້ຳໜັກຂອງການທົດສອບແມ່ນຫຼາຍກວ່າ 45dB, ແລະ EDFA ບໍ່ໄດ້ເຮັດໃຫ້ CSO ຫຼຸດລົງ.
ເວລາໂພສ: ເມສາ-23-2023