Penguat laser pengedaran

Definisi: Penguat gentian dalam pautan data gentian optik, proses penguatan yang berlaku pada gentian penghantaran yang sangat panjang.

Untuk pautan gentian panjang yang digunakan dalam penghantaran data jarak jauh, satu atau lebih penguat gentian diperlukan untuk memastikan kuasa isyarat mencukupi pada penerima dan untuk mengekalkan nisbah isyarat kepada hingar yang mencukupi sambil memastikan kadar ralat sedikit. Dalam kebanyakan kes, penguat ini adalah diskret, dilaksanakan dengan beberapa meter gentian terdop nadir bumi, dipam oleh laser diod gandingan gentian, kadangkala sebagai sebahagian daripada pemancar atau hanya di hadapan penerima, atau di tengah-tengah penghantaran serat digunakan di suatu tempat. Penguat teragih dalam gentian penghantaran itu sendiri juga boleh digunakan. Lampu pam biasanya disuntik pada penerima atau port pemancar, atau kedua-dua port disuntik pada masa yang sama. Penguat teragih ini mungkin mencapai keuntungan keseluruhan yang sama, tetapi keuntungan per unit panjang adalah jauh lebih rendah. Ini bermakna ini boleh mengekalkan tahap kuasa isyarat yang munasabah dengan kehadiran kehilangan penghantaran, dan bukannya meningkatkan kuasa dengan beberapa desibel.

Kebaikan dan keburukan:

Satu kelebihan menggunakan penguat teragih ialah pembentukan hingar penguat rendah pada pautan. Ini terutamanya kerana kuasa isyarat dikekalkan sepanjang masa dan bukannya pada tahap yang sangat rendah, seperti halnya dengan penguat diskret. Kuasa isyarat puncak kemudiannya boleh dikurangkan tanpa menambah bunyi penguat. Ini sebenarnya mengurangkan kesan tak linear gentian yang berpotensi memudaratkan.

Kelemahan besar penguat teragih adalah keperluan untuk kuasa pam yang lebih tinggi. Ini terpakai kepada penguat Raman dan penguat terdop nadir bumi, dibincangkan di bawah.

Kelebihan pelbagai jenis penguat bergantung pada sistem penghantaran dan ciri-cirinya. Sebagai contoh, untuk sistem berdasarkan soliton semata-mata, faktor penting yang perlu dipertimbangkan ialah julat panjang gelombang dan lebar jalur isyarat.

Penguat laser teragih

Penguat pengedaran boleh dilaksanakan dalam dua bentuk berbeza. Kaedah pertama ialah menggunakan gentian penghantaran yang mengandungi beberapa ion terdop nadir bumi, seperti ion erbium, tetapi kepekatan doping perlu jauh lebih rendah daripada gentian penguat biasa. Walaupun gentian silika biasanya digunakan untuk komunikasi, keterlarutannya dalam ion nadir bumi adalah sangat rendah, dan doping yang rendah boleh mengelakkan kesan pelindapkejutan. Walau bagaimanapun, kerana gentian optik penghantaran juga mempunyai beberapa batasan lain, adalah sukar untuk mengoptimumkan gentian optik untuk mempunyai lebar jalur keuntungan yang besar. Khususnya, sebarang doping akan meningkatkan kehilangan penghantaran, yang bukan masalah serius dalam penguat diskret pendek.

Memandangkan lampu pam penguat teragih juga perlu dihantar pada jarak yang jauh, ia akan mengalami kehilangan penghantaran. Jika panjang gelombang pam jauh lebih kecil daripada panjang gelombang isyarat, kehilangan lebih besar daripada cahaya isyarat. Oleh itu, penguat dop erbium pengedaran panjang perlu menggunakan lampu pam 1.45 mikron dan bukannya cahaya 980nm yang biasa digunakan. Ini seterusnya akan meletakkan lebih banyak sekatan pada bentuk spektrum keuntungan penguat. Walaupun dengan panjang gelombang pam yang panjang, keperluan kuasa pam lebih tinggi disebabkan oleh kehilangan pam berbanding penguat gentian diskret.

Amplifier Raman Teragih

Satu lagi jenis penguat teragih ialah penguat Raman, yang tidak memerlukan doping nadir bumi. Sebaliknya, ia menggunakan taburan Raman yang dirangsang untuk mencapai proses penguatan. Begitu juga, gentian penghantaran sukar dioptimumkan untuk proses amplifikasi Raman kerana kehilangan penghantaran perlu rendah dan cahaya pam juga mengalami kehilangan penghantaran. Oleh itu, kuasa pam yang sangat tinggi diperlukan.

Spektrum keuntungan sumber pam bergantung kepada komposisi kimia teras gentian. Spektrum perolehan yang lebih luas yang ditala boleh dicapai dengan menggabungkan panjang gelombang pam yang berbeza.