تولید کننده کابل و تجهیزات پسیو فیبر نوری

تقویت کننده نوری همانگونه از اسمش پیداست جهت تقویت مستقیم سیگنال ها کاربرد دارد. تقویت کننده های نوری در یک سیستم ارتباطی نوری جهت تقویت سیگنالها بدون آنکه تغییری در شکل الکتریکی داشته باشد استفاده می شوند. تقویت کننده های نوری در جهت حفظ یکپارچه سازی کل سیستم بکار می روند. بری اینکه هنگام استفاده از سیگنال ها دچار ازدست رفتن سیگنال نشوید باید از تقویت کننده های سیگنال استفاده کنید.

یک سیستم ارتباطات نوری سیستمی ست که در آن داده ها به شکل نور از طریق فیبر منتقل می شوند، نیاز به یک واحد تقویت کننده داریم. زیرا هنگامی که انتقال سیگنال داریم یعنی از یک سو به سوی دیگر سیگنال انتقال می دهیم عوامل مختلفی می تواند در کاهش سیگنال دخالت کند و باعث اختلال یا کاهش کیفیت سیگنال شود به همین جهت بازیابی اطلاعات از سیگنال خاص غیر ممکن می باشد.

یرای استفاده از تقویت کنندهای الکترونیکی نیاز به واحدهای اضافی برای تبدیل سیگنال نوری به شکل الکتریکی و بالعکس داریم. استفاده از این فرآیند تا حدی وقت گیر است و سرعت انتقال داده را کند می کند، تقویت کننده های نوری با ورود به این عرصه مشکل را حل کرده اند. با بکارگیری تقویت کننده های نوری در یک سیستم ارتباطی نوری امکان انتقال سیگنال به فاصله طولانی تر و نرخ سریع تر بدون میرایی را خواهیم داشت.

نحو کار با تقویت کننده اصلی نوری

سیستم ارتباطی نوری شامل فرستنده، گیرنده و کابل فیبر است که اطلاعات را از انتها به یکدیگر انتقال می دهند. بین بخش فرستنده و گیرنده در تقویت کننده نوری یک واحد اضافی قرار دارد تا سطح سیگنال را افزایش دهد.زمانیکه سیگنال از طریق کابل فیبر منتقل می شود در مقایسه با هر محیط دیگری مانند کابل کواکسیال حداقل میرایی را تجربه می کند. با این حال، زمانیکه انتقال از طریق کابل فیبرصورت گیرد تقویت سیگنال نیز لازم دارد تا انتقال از راه دور داشته باشد.

عملکرد تقویت کننده نوری به اختصار

الکترون های حاضر در محیط فعال، انرژی را از منبع پمپ دریافت می کنند و به سطح انرژی بالاتر جذب می شوند. الکترون های حاضر از طریق سیگنال های نوری راه اندازی می وند تا آن ها به سطح انرژی پایین تر برگردند.

با نشر این برانگیختگی تعدادی از فوتون ها که انرژی یکسانی دارند توسط الکترون های برانگیخته شده در هنگام ساطع شدن یه حالت صفر زمین برمی گردند. از این رو، سیگنال نوری تقویت شده به دست می آید.

تقویت کننده های نوری توسط برانگیختگی جهت نشر استفاده می کنند که برای وقوع آن باید وارونگی جمعیتی ایجاد شود. این مکانیسم همان مکانیزم مورد استفاده در دیود های لیزر است.

تقویت کننده نوری و دیودهای لیزر ساختار مشابهی دارند اما به علت عدم وجود مکانیسم بازخورد نوری، فقط سیگنال ورودی اعمال شده را می توان تقویت کرد. بنابراین ، تقویت کننده های نوری به تنهایی توانایی تولید خروجی منسجم را ندارند.

کاربرد اصلی تقویت کننده نوری چیست ؟

می توان از 3 راه مختلف تقویت کننده های نوری را بین فرستنده و گیرنده جهت رسیدن به تقویت سیگنال مطلوب استفاده کرد.

• تقویت کننده نیرو بلافاصله بعد از واحد انتقال قرار می گیرد. سطح سیگنال را قبل از اینکه سیگنال به لینک نوری برای انتقال ارائه شود، افزایش می دهد. این کار به منظور انجام انتقال از راه دور انجام می شود.
• power amplifier configuration for optical amplifier
  در برخی فواصل تقویت ‌کننده داخلی داخل حلقه فیبر قرار دارد، تا سیگنال پیام اصلی را از خطوط کج شده بازیابی کند. برای این کار لازم است تقویت ‌کننده‌های چند خط در مورد انتقال از راه دور ایجاد شوند.
• inline optical amplifier configuration
  پیش تقویت کننده معمولاً در انتهای گیرنده سیستم قرار می گیرد. سیگنال ارسالی باید شرایطی را داشته باشد که توانایی تشخیص را به گیرنده منتقل سازد. سیگنالی که مسافت بسیار زیادی را منتقل کرده است، علی رغم چندین تقویت در طول انتقال، بسیار ضعیف می شود. این باعث می شود گیرنده در تشخیص سیگنال مربوطه با مشکل روبرو شود.
• preamplifier configuration for optical amplifier
  بنابراین، یک پیش تقویت کننده که دارای بازدهی بالایی است، قبل از ورود به واحد گیرنده توسط یک تقویت کننده تقویت می شود.

لازم به ذکر است که افزایش آمپلی فایر به شدت و طول‌ موج سیگنال نور انتقالی بستگی دارد.

طبقه بندی تقویت کننده های نوری

تقویت کننده های نوری اساساً در 3 دسته تقسیم می شوند:

• تقویت کننده نوری نیمه هادی
• تقویت کننده فیبر دوپ شده
• تقویت کننده رامان

تقویت کننده نوری نیمه هادی: به اختصار SOA است و محیط فعال آن از آلیاژهای نیمه هادی از گروه III و V تشکیل شده است. که توانایی عالی برای کار در هر دو باند O همراه با باند C را دارند. آن ها یک پاسخ سریع افزایش در حدود 1 تا 100 ps دارند. سود آن با تغییر در نرخ بیت سیگنال متفاوت است.

تقویت کننده الیاف دوپ شده: به اختصار DFA گفته می شود و محیط فعال آن توسط هسته سیلیس با دوپینگ کم با عناصر خاکی کمیاب تشکیل می شود. همچنین به عنوان تقویت کننده الیاف دوپ شده زمین (اربیوم) (EDFA) شناخته می شود. عملکرد DFA به میزان ارسال و قالب سیگنال متکی نیست.

تقویت کننده نوری Raman: براساس پراکندگی Raman برانگیخته شده است. برای تقویت سیگنال، به یک کابل فیبر انتقال استاندارد نیاز دارد. نکته قابل توجه در مورد تقویت کننده Raman این است که آنها برای تقویت نیاز به مکانیسم وارون سازی جمعیت ندارند.

می توان نتیجه گرفت که یک تقویت کننده نوری کاربرد خود را برای انتقال سیگنال نوری تا چندین کیلومتر به طور گسترده ای پیدا می کند.