광 증폭기가 장거리 광섬유 통신을 혁신했습니다
주요 문제가 손실 인 상황에서, 광 증폭기는 실제로 전기 영역으로 변환하지 않고 신호를 증폭시키는 데 사용될 수있다. 이러한 광 증폭기 는 장거리 광섬유 통신에 혁명을 일으켰습니다.
광 증폭기의 목적은 전파를 전기적으로 변환하지 않고 전파 중 손실로 인해 감소 된 신호 전력 레벨을 복원하는 것입니다. 대부분의 광 증폭기는 레이저에서 사용되는 것과 동일한 메커니즘이지만 피드백 메커니즘없이 자극 방출을 통해 입사광을 증폭합니다. 주요 성분은 증폭기 펌핑 (전기 또는 광학)을 통해 실현되는 광학 이득으로, 인구 역전을 달성합니다. 일반적으로 말하면, 광학 이득은 주파수의 함수일뿐만 아니라 국부 빔 강도의 함수이기도하다. 아래 그림은 광 증폭기의 원리를 보여줍니다.
전자 재생기와 비교하여, 광 증폭기는 고속 전자 회로를 필요로하지 않으며, 비트 레이트 및 포맷에 대해 투명하며, 가장 중요한 것은, 상이한 파장에서 다수의 광 신호를 동시에 증폭시킬 수 있다는 점이다. 따라서 독립적 인 신호를 전달하는 다중 파장이 동일한 단일 모드 광섬유를 통해 전파되어 링크의 용량이 배가되는 WDM (Wavelength Division Multiplexing)을 사용하여 통신 용량이 엄청나게 증가했습니다. 전자 재생기와 달리 WDM 증폭기는 링크에 축적 된 분산을 보상하지 않으며 광학 신호에 노이즈를 추가합니다.
광 증폭기는 광섬유 전송 시스템에 큰 영향을 미칩니다. 광섬유 전송 라인의 손실을 보상하여 전기 중계기의 수를 줄일 수 있습니다. 경제적 인 주요 이점은 여러 WDM 신호를 동시에 증폭 할 수 있다는 것입니다. 장거리 전송 라인 (아래 그림 참조)에서 단색 삼각형으로 표시된 광 증폭기는 송신기의 부스터 증폭기, 인라인 증폭기 및 수신기의 사전 증폭기로 사용됩니다. 인라인 증폭기를 1R 리피터라고합니다. 일반적으로 1R 리피터는 장거리 전송 시스템에서 80-100km마다 삽입됩니다. EDFA는 스펙트럼 영역 1530-1565 nm의 기존 대역 (C- 대역)에서 증폭기에 가장 일반적으로 사용됩니다. 이는 준 안정 상태에서 EDFA의 그라운드 상태로의 전환이 C- 밴드에 속하기 때문이다. C- 밴드 EDFA 의 제품 정보를 보려면 클릭하십시오. 신호가 광 증폭기를 통과 할 때마다 증폭기 노이즈가 누적되어 신호 노이즈 비율 (SNR)이 저하됩니다. 따라서, 1R 리피터의 몇 번의 통과 후에, 광학 신호는 재 형성, 리 타이밍 및 재생의 3 가지 기능을 갖는 전기 3R 리피터에 의해 재생된다.
지금까지 SOA (반도체 광 증폭기), RFA (Raman Fiber Amplifier), 희토류 도핑 섬유 증폭기 (1500nm에서 작동하는 에르븀 도핑 된 EDFA 및 1300nm에서 작동하는 프라세오디뮴 도핑 된 FDFA)와 같은 여러 유형의 광 증폭기가 소개되었습니다. ) 및 광학 파라 메트릭 증폭기 (OPA). EDFA의 1 차 증폭 대역은 C 대역 (1535-1565 nm) 및 L 대역 (1570-1610 nm)이고; 그러나, EDFA의 동작 범위를 S- 대역 (1460-1530 nm)으로 확장시키는보고가 있었다. 한편, RFA는 모든 대역에서 작동하도록 만들 수 있습니다. 서로 다른 대역에서 작동 할 수있는 SOA를 사용할 수 있습니다. OPA는 비선형 성을 사용하여 신호를 증폭시키고 모든 대역에서 작동하도록 할 수 있습니다.
오늘날 대부분의 광섬유 통신 시스템은 대역폭, 고출력 및 잡음 특성 측면에서 EDFA를 사용합니다. RFA 및 SOA도 많은 응용 프로그램에서 중요 해지고 있습니다. OPA에 대한 연구는 잡음이 매우 적은 광대역 증폭을 달성 할 수 있음을 보여주었습니다.