1. تۈرگە ئايرىشFئىبېرAكۈچەيتكۈچلەر
ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچلەرنىڭ ئۈچ خىل ئاساسلىق تۈرى بار:
(1) يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچ (SOA، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچ)؛
(2) نادر يەر ئېلېمېنتلىرى (ئېربىي Er، تۇلىيۇم Tm، پراسېئودىم Pr، رۇبىدىيۇم Nd قاتارلىقلار) قوشۇلغان ئوپتىكىلىق تالا كۈچەيتكۈچلىرى، ئاساسلىقى ئېربىي قوشۇلغان تالا كۈچەيتكۈچلىرى (EDFA)، شۇنداقلا تۇلىي قوشۇلغان تالا كۈچەيتكۈچلىرى (TDFA) ۋە پرازېئودىم قوشۇلغان تالا كۈچەيتكۈچلىرى (PDFA) قاتارلىقلار.
(3) سىزىقسىز تالا كۈچەيتكۈچلىرى، ئاساسلىقى تالا رامان كۈچەيتكۈچلىرى (FRA، تالا رامان كۈچەيتكۈچ). بۇ ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچلەرنىڭ ئاساسلىق ئىقتىدار سېلىشتۇرمىسى جەدۋەلدە كۆرسىتىلدى.
EDFA (ئېربىي قوشۇلغان تالا كۈچەيتكۈچ)
كۆپ دەرىجىلىك لازېر سىستېمىسىنى كۋارتس تالاسىغا نادر يەر ئېلېمېنتلىرى (مەسىلەن، Nd، Er، Pr، Tm قاتارلىقلار) قوشۇش ئارقىلىق ھاسىل قىلغىلى بولىدۇ، كىرگۈزۈش سىگنالى چىرىغى پومپا چىرىغىنىڭ تەسىرىدە بىۋاسىتە كۈچەيتىلىدۇ. مۇۋاپىق ئىنكاس بەرگەندىن كېيىن، تالا لازېرى ھاسىل قىلىنىدۇ. Nd قوشۇلغان تالا كۈچەيتكۈچنىڭ خىزمەت دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 1060nm ۋە 1330nm بولۇپ، ئۇنىڭ تەرەققىياتى ۋە قوللىنىلىشى تالا ئوپتىكىلىق ئالاقىنىڭ ئەڭ ياخشى چۆكۈش ئېغىزىدىن چەتنىشى ۋە باشقا سەۋەبلەر تۈپەيلىدىن چەكلىك. EDFA ۋە PDFA نىڭ خىزمەت دولقۇن ئۇزۇنلۇقى ئايرىم-ئايرىم ھالدا تالا ئالاقىسىنىڭ ئەڭ تۆۋەن يوقىتىش (1550nm) ۋە نۆل تارقىلىش دولقۇن ئۇزۇنلۇقى (1300nm) دە بولىدۇ، TDFA بولسا S بەلبېغىدا ئىشلەيدۇ، بۇلار تالا ئالاقە سىستېمىسى قوللىنىشچانلىقىغا ناھايىتى ماس كېلىدۇ. بولۇپمۇ ئەڭ تېز تەرەققىي قىلغان EDFA ئەمەلىي بولۇپ كەلدى.
بۇPEDFA پرىنسىپى
EDFA نىڭ ئاساسىي قۇرۇلمىسى 1(a)-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن بولۇپ، ئۇ ئاساسلىقى ئاكتىپ مۇھىت (تەخمىنەن ئون نەچچە مېتىر ئۇزۇنلۇقتىكى ئېربىي قوشۇلغان كرېمنىي تالاسى، يادروسىنىڭ دىئامېتىرى 3-5 مىكرون ۋە قوشۇلغان قويۇقلۇقى (25-1000)x10-6)، پومپا نۇر مەنبەسى (990 ياكى 1480nm LD)، ئوپتىكىلىق ئۇلىغۇچ ۋە ئوپتىكىلىق ئايرىغۇچتىن تەركىب تاپقان. سىگنال چىرىغى ۋە پومپا نۇرى ئېربىي تالاسىدا ئوخشاش يۆنىلىشتە (بىر يۆنىلىشلىك پومپا)، قارشى يۆنىلىشتە (تەتۈر پومپا) ياكى ئىككى يۆنىلىشتە (قوش يۆنىلىشلىك پومپا) تارقىلىدۇ. سىگنال چىرىغى ۋە پومپا نۇرى ئېربىي تالاسىغا بىرلا ۋاقىتتا كىرگۈزۈلگەندە، پومپا نۇرىنىڭ تەسىرىدە ئېربىي ئىئونلىرى يۇقىرى ئېنېرگىيە سەۋىيەسىگە كۆتۈرۈلىدۇ (1(b)-رەسىم، ئۈچ دەرىجىلىك سىستېما) ۋە تېزلا مېتاتۇرالىق ئېنېرگىيە سەۋىيەسىگە پارچىلىنىدۇ، چۈشكەن سىگنال چىرىغىنىڭ تەسىرىدە ئاساسىي ھالەتكە قايتىپ كەلگەندە، سىگنال چىرىغىغا ماس كېلىدىغان فوتونلارنى تارقىتىدۇ، شۇڭا سىگنال كۈچەيتىلىدۇ. 1-رەسىم (c) ئۇنىڭ كۈچەيتىلگەن ئۆزلۈكىدىن چىقىرىلىش (ASE) سپېكتىرى بولۇپ، چوڭ بەلباغ كەڭلىكى (20-40nm غىچە) ۋە ئىككى چوققىسى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 1530nm ۋە 1550nm غا ماس كېلىدۇ.
EDFA نىڭ ئاساسلىق ئەۋزەللىكلىرى يۇقىرى پايدا، چوڭ بەلۋاغ كەڭلىكى، يۇقىرى چىقىرىش قۇۋۋىتى، يۇقىرى پومپا ئۈنۈمى، تۆۋەن كىرگۈزۈش زىيىنى ۋە قۇتۇپلىشىش ھالىتىگە سەزگۈر ئەمەسلىكتىن ئىبارەت.
2. تالا ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچلەردىكى مەسىلىلەر
ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچ (بولۇپمۇ EDFA) نۇرغۇن كۆرۈنەرلىك ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە بولسىمۇ، ئۇ ئەڭ ياخشى كۈچەيتكۈچ ئەمەس. سىگنالنىڭ SNR نى تۆۋەنلىتىدىغان قوشۇمچە شاۋقۇندىن باشقا، يەنە بەزى كەمچىلىكلەر بار، مەسىلەن:
- كۈچەيتكۈچ بەلباغ كەڭلىكى ئىچىدىكى كۈچەيتىش سپېكتىرىنىڭ تەكشى بولماسلىقى كۆپ قاناللىق كۈچەيتىش ئىقتىدارىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ؛
- ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچلەر كاسكادلانغاندا، ASE شاۋقۇنى، تالا تارقىلىشى ۋە سىزىقسىز تەسىرلەرنىڭ تەسىرى توپلىنىدۇ.
بۇ مەسىلىلەر قوللىنىشچان پروگرامما ۋە سىستېما لايىھىلەشتە ئويلىشىشقا تېگىشلىك.
3. ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچنىڭ ئوپتىكىلىق تالا ئالاقە سىستېمىسىدا قوللىنىلىشى
ئوپتىك تالا ئالاقە سىستېمىسىدا،تالا ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچپەقەت تارقىتىش قۇۋۋىتىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن تارقاتقۇچنىڭ قۇۋۋىتىنى ئاشۇرۇش كۈچەيتكۈچ سۈپىتىدەلا ئەمەس، بەلكى قوبۇللىغۇچنىڭ قوبۇل قىلىش سەزگۈرلۈكىنى ياخشىلاش ئۈچۈن ئالدىن كۈچەيتكۈچ سۈپىتىدەمۇ ئىشلىتىلىدۇ، شۇنداقلا ئەنئەنىۋى ئوپتىكىلىق-ئېلېكترلىق-ئوپتىكىلىق تەكرارلىغۇچنىڭ ئورنىنى ئېلىپ، تارقىتىش ئارىلىقىنى ئۇزارتىش ۋە تولۇق ئوپتىكىلىق ئالاقىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇشقا بولىدۇ.
ئوپتىكىلىق تالا ئالاقە سىستېمىسىدا، يەتكۈزۈش ئارىلىقىنى چەكلەيدىغان ئاساسلىق ئامىللار ئوپتىكىلىق تالانىڭ يوقىلىشى ۋە تارقىلىشى. تار سپېكتىرلىق نۇر مەنبەسىنى ئىشلەتكەندە ياكى نۆل تارقىلىش دولقۇن ئۇزۇنلۇقىغا يېقىن جايدا ئىشلىگەندە، تالا تارقىلىشىنىڭ تەسىرى كىچىك بولىدۇ. بۇ سىستېمىنىڭ ھەر بىر رېلې پونكىتىدا تولۇق سىگنال ۋاقتىنى قايتا ھاسىل قىلىش (3R رېلې) نى ئىجرا قىلىشىنىڭ ھاجىتى يوق. ئوپتىكىلىق سىگنالنى ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچ (1R رېلې) بىلەن بىۋاسىتە كۈچەيتىش يېتەرلىك. ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچلەر پەقەت ئۇزۇن مۇساپىلىك غول سىستېمىلىرىدىلا ئەمەس، بەلكى ئوپتىكىلىق تالا تارقىتىش تورلىرىدىمۇ، بولۇپمۇ WDM سىستېمىلىرىدا بىرلا ۋاقىتتا كۆپ قانالنى كۈچەيتىش ئۈچۈنمۇ ئىشلىتىلىدۇ.
1) ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچلەرنىڭ ماگنىتلىق ئوپتىكىلىق تالا ئالاقە سىستېمىسىدا قوللىنىلىشى
2-رەسىمدە ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچنىڭ ماگنىتلىق ئوپتىكىلىق تالا ئالاقە سىستېمىسىدا قوللىنىلىشىنىڭ سىخېماتىك دىئاگراممىسى كۆرسىتىلگەن. (a) رەسىمدە ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچنىڭ يەتكۈزگۈچنىڭ قۇۋۋەت كۈچەيتكۈچ ۋە قوبۇللىغۇچنىڭ ئالدىن كۈچەيتكۈچ سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدىغانلىقى، بۇنىڭ بىلەن رېلېسىز ئارىلىقنىڭ ئىككى ھەسسە ئاشۇرۇلىدىغانلىقى كۆرسىتىلگەن. مەسىلەن، EDFA نى قوللىنىش ئارقىلىق سىستېما يەتكۈزۈش 1.8Gb/s ئارىلىق 120 كىلومېتىردىن 250 كىلومېتىرغىچە، ھەتتا 400 كىلومېتىرغا يېتىدۇ. 2-رەسىم (b)-(d) كۆپ رېلېلىق سىستېمىلاردا ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچلەرنىڭ قوللىنىلىشى؛ (b)-رەسىم ئەنئەنىۋى 3R رېلېلىق ھالىتى؛ (c)-رەسىم 3R تەكرارلىغۇچ ۋە ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچلەرنىڭ ئارىلاش رېلېلىق ھالىتى؛ 2-رەسىم (d) ئۇ پۈتۈنلەي ئوپتىكىلىق رېلېلىق ھالىتى؛ پۈتۈنلەي ئوپتىكىلىق ئالاقە سىستېمىسىدا، ۋاقىت ۋە قايتا ھاسىل قىلىش توك يولىنى ئۆز ئىچىگە ئالمايدۇ، شۇڭا ئۇ بىت-شەففەق بولۇپ، «ئېلېكترونلۇق بوتۇلكا مۈشۈكى» چەكلىمىسى يوق. ئىككى ئۇچىدىكى ئەۋەتىش ۋە قوبۇل قىلىش ئۈسكۈنىلىرى ئالماشتۇرۇلغان بولسا، تۆۋەن سۈرئەتتىن يۇقىرى سۈرئەتكە كۆتۈرۈش ئاسان، ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچنى ئالماشتۇرۇشنىڭ ھاجىتى يوق.
2) ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچنىڭ ئوپتىكىلىق تالا تارقىتىش تورىدا قوللىنىلىشى
ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچلەرنىڭ (بولۇپمۇ EDFA) يۇقىرى قۇۋۋەت چىقىرىش ئەۋزەللىكى كەڭ بەلباغلىق تارقىتىش تورىدا (مەسىلەن) ناھايىتى پايدىلىق.CATVتورلار). ئەنئەنىۋى CATV تورى ھەر بىر نەچچە يۈز مېتىردا كۈچەيتىلىشى كېرەك بولغان كوئاكسىيال كابېلنى ئىشلىتىدۇ، تورنىڭ مۇلازىمەت رادىئۇسى تەخمىنەن 7 كىلومېتىر. ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچنى ئىشلىتىدىغان ئوپتىكىلىق تالا CATV تورى پەقەت تارقىتىلغان ئابونتلارنىڭ سانىنى زور دەرىجىدە ئاشۇرۇپلا قالماي، يەنە تور يولىنى زور دەرىجىدە كېڭەيتەلەيدۇ. يېقىنقى تەرەققىياتلار ئوپتىكىلىق تالا/قوشما تور (HFC) نىڭ تارقىتىلىشىنىڭ ئىككىسىنىڭ ئەۋزەللىكىنى ۋە كۈچلۈك رىقابەت كۈچىگە ئىگە ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى.
4-رەسىمدە 35 قاناللىق تېلېۋىزورنىڭ AM-VSB مودۇلياتسىيەسى ئۈچۈن ئوپتىكىلىق تالا تارقىتىش تورىنىڭ مىسالى كۆرسىتىلدى. تارقاتقۇچنىڭ يورۇقلۇق مەنبەسى DFB-LD بولۇپ، دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 1550nm، چىقىرىش قۇۋۋىتى 3.3dBm. 4 دەرىجىلىك EDFA نى توك تارقىتىش كۈچەيتكۈچ قىلىپ ئىشلەتكەندە، ئۇنىڭ كىرگۈزۈش قۇۋۋىتى تەخمىنەن -6dBm، چىقىرىش قۇۋۋىتى تەخمىنەن 13dBm. ئوپتىكىلىق قوبۇللىغۇچنىڭ سەزگۈرلۈكى -9.2dBm. 4 دەرىجىلىك تارقىتىشتىن كېيىن، ئومۇمىي ئىشلەتكۈچى سانى 4 مىليون 200 مىڭغا يەتتى، تور يولى ئون نەچچە كىلومېتىردىن ئاشتى. سىناقنىڭ ئېغىرلىق سىگنال-شاۋقۇن نىسبىتى 45dB دىن يۇقىرى بولدى، EDFA CSO نىڭ تۆۋەنلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقارمىدى.
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2023-يىلى 4-ئاينىڭ 23-كۈنى