مقالات فنی
1399/03/06 16:13

هر آنچه که باید در مورد تقویت کننده نوری EDFA بدانیم

 

 

 

 

 

 

 

 

اتفاق بنیادی در حوزه نوری، ابداع تقویت کننده های کاملا نوری بود. قبل  از اختراع این تکنولوژی مهندسین برای  ارسال سیگنال به فواصل دورتر با دشواری های جدی رو به رو بودند. از این مشکلات می توان به تبدیل سیگنال نوری به حوزه ی الکتریکال و تبدیل دوباره آن به سیگنال نوری و ارسال مجدد آن اشاره کرد. این کار باید برای هر طول موج نوری به صورت جداگانه و در فواصل معین انجام می شد. از این رو ما به دستگاه های اکتیو زیادی در سراسر مسیر نیاز داشتیم  و تاخیر ما  با توجه به تعداد دستگاه های اکتیو رابطه مستقیم داشت. با پیشرفت تکنولوژی و اختراع تقویت کننده های نوری در سال1987 میلادی و با بهره گیری از خاصیت عنصر اربیوم این تقویت کننده،  بدون تبدیل سیگنال نوری به حوزه ی الکتریکال، سیگنال نوری تضعیف شده را به صورت مطلوب تقویت نموده و آماده ارسال مجدد برای ادامه مسیر می کند.

EDFA  چیست؟

EDFA  مخفف کلمات Erbium-Doped Fiber Amplifier  به معنی تقویت کننده نوری با بهره گیری از خاصیت عنصر اربیوم است. این تقویت کننده نوری با استفاده از خاصیت ناخالصی اربیوم اضافه شده به فیبر به صورت کاملاً نوری، طول موج های که در لانداهای مختلف قرار دارند را به صورت همزمان تقویت و ارسال می نماید.

شرح عملکرد دستگاه:

باتوجه به بلوک دیاگرام زیر، سیگنال تضعیف شده از نقطه A   وارد مدار می شود.

 در ابتدا وارد بلوک Isolator  شده که وظیفه این بلوک ایجاد یک مسیر یک طرفه برای  جلوگیری از انتقال و برگشت نور به سمت منبع و در نتیجه آسیب آن می باشد.

 برای تقویت سیگنال ورودی، ما نیاز به یک سیگنال نوری پر توان، اما درطول موجی متفاوت با سیگنال ورودی داریم. که این وظیفه بر عهده ی منبع نوری لیزری به نام  Pump LD است.  این منبع در بازه ی فرکانسی 980  و 1480  نانومتر (برطبق نیاز) به تولید فرکانسهای نوری مورد نیاز پرداخته و بعد از آن باید این دو سیگنال را با یکدیگر مخلوط کنیم و به یک خروجی واحد برسیم.

 وظیفه ی مخلوط کردن این دو سیگنال بر عهدی بلوک WDM است. سیگنال ورودی با سیگنال Local  جمع کرده و به بلوک EDF ارسال می کند.

وظیفه ی بلوک EDF انتقال توان از فوتون های پر انرژی Local تولیدی به فوتون های کم توان ورودی، با بهره گیری از خاصیت غیر خطی ناخالصی اربیوم است. به عبارتی دیگر این بلوک یک فیبر با ناخالصی اربیوم است. فیبرهایی که داری ناخالصی اربیوم هستند رفتاری کاملاً غیر خطی از خود نشان می دهند و کاربرد فراوانی در آمپلی فایر ها و صنایع مخابراتی دارند. این فیبر در واقع انرژی فوتون های پر توان را دریافت و آن را به فوتون هایی با انرژی کمتر منتقل می کند. در نتیجه سیگنال نوری که در ورودی مدار دارای توانی بسیار پایین و تضیف شده بود، بعد از عبور از بلوک EDF تقویت شده و توان سیگنال Local  به آن منتقل شده و آماده ی ارسال مجدد بر روی فیبر می گردد.

در انتها برای جلوگیری از انتقال سیگنال Local تولیدی همراه با سیگنال ورودی بر روی فیبر، از یک Isolator می توان استفاده نمود. Isolator به عنوان یک فیلتر عمل کرده و از عبور سیگنال نوری Local با پهنای باند 980 نانومتر جلوگیری می کند. در نتیجه به وسیله این فناوری سیگنال های نوری را بدون تبدیل به حوزی الکتریکال، میتوان به فواصل خیلی دور ارسال نمود.

 

 از مهمترین ویژگی های این محصول میتوان به پهنای باند وسیع (کاربرد در سیستم های WDM) و تقویت Gain بالا ، پیچیدگی کم به نسبت سایر روشها، مصرف توان کم،  تقویت چندین  لاندا به صورت همزمان، کاهش تعداد دستگاهای مورد استفاده، کاهش شدید هزینه ها به صورت چشمگیر اشاره کرد.

نظرات

نظر شما
نام :
پست الکترونیکی :
وب سایت :
متن :

تصویر :