Optik Amplifikatörler, Uzun Mesafe Fiber Optik Haberleşmelerinde Devrim Yarattı
Birincil sorunun kaybolduğu durumlarda, optik amplifikatörler gerçekten de elektriksel alana dönüşmeden sinyalleri büyütmek için kullanılabilir. Bu tür Optik Amplifikatörler , uzun mesafeli fiber optik haberleşmede gerçekten devrim yarattı.
Bir optik amplifikatörün amacı, herhangi bir optik-elektriksel dönüşüm olmadan, yayılma sırasındaki kayıplar nedeniyle azalmış olan sinyal gücü seviyesini geri getirmektir. Çoğu optik amplifikatör, gelen ışığı, lazerlerde kullanılan aynı mekanizma olan ancak geri besleme makhanizmi olmadan uyarılan emisyon yoluyla yükseltir. Ana bileşen, popülasyon inversiyonunu elde etmek için amplifikatör pompalaması (elektriksel veya optik) yoluyla gerçekleştirilen optik kazançtır. Genel olarak konuşursak, optik kazanç sadece frekansın bir fonksiyonu değil, aynı zamanda lokal ışın yoğunluğunun bir fonksiyonudur. Aşağıdaki şekil optik yükselteç prensibini göstermektedir.
Elektronik rejeneratörlerle karşılaştırıldığında, optik amplifikatörlerin herhangi bir yüksek hızlı elektronik devreye ihtiyacı yoktur, bit hızına ve formatına saydamdır ve en önemlisi, aynı anda farklı dalga boylarında birden fazla optik sinyali yükseltebilir. Bu yüzden, onların gelişimi, bağımsız sinyalleri taşıyan çoklu dalga boylarının aynı tek modlu fiber boyunca çoğaltıldığı Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama (WDM) kullanılarak muazzam iletişim kapasitesinin büyümesini sağlamıştır, böylece bağlantının kapasitesi çarpılmaktadır. Elektronik rejeneratörlerin aksine, WDM amplifikatörü bağlantıda biriken dispersiyonu telafi etmez ve aynı zamanda optik singaleye gürültü ekler.
Optik amplifikatörlerin optik fiber iletim sistemleri üzerinde büyük etkisi vardır. Optik fiber iletim hatlarının kaybını telafi edebilir, böylece elektrik tekrarlayıcıların sayısını azaltabilirler. En büyük ekonomik avantaj, bir dizi WDM sinyalini aynı anda büyütme yeteneğidir. Uzun mesafeli bir iletim hattında (aşağıdaki şekilde gösterilmiştir), katı üçgenlerle gösterilen optik yükselticiler, vericide yükseltici yükselticiler, hat içi yükselticiler ve alıcıdaki yükselticiler olarak kullanılır. Hat içi amplifikatöre 1R tekrarlayıcı denir. Tipik olarak, uzun mesafeli şanzıman sistemlerine her 80-100 km'de bir 1R tekrarlayıcı yerleştirilir. Bir EDFA en yaygın olarak 1530-1565 nm spektral bölgesinin Konvansiyonel bandındaki (C-band) amplifikatör için kullanılır. Bunun nedeni, devredilebilir durumdan bir EDFA'nın temel durumuna geçişin C-bandına düşmesidir. C-band EDFA ürün detayları için tıklayınız. Sinyal optik amplifikatörden her geçtiğinde, amplifikatör gürültüsü toplanır ve bu, Sinyal Gürültü Oranı (SNR) degradasyonu ile sonuçlanır. Bu nedenle, 1R tekrarlayıcıların birkaç geçişinden sonra, optik sinyal, yeniden şekillendirme, yeniden işleme ve yeniden oluşturma işleminin üç işlevine sahip olan bir elektriksel 3R tekrarlayıcı tarafından yeniden üretilir.
Şimdiye kadar çeşitli tiplerde optik yükselticiler tanıtıldı: Yarıiletken Optik Yükseltici (SOA), Raman Fiber Yükseltici (RFA), nadir toprak katkılı fiber yükseltici (1500 nm'de çalışan Erbium Katkılı EDFA ve 1300 nm'de çalışan Praseodimyum Katkılı FDFA ) ve Optik Parametrik Amplifikatör (OPA). EDFA'ların birincil güçlendirici bantları C-bandı (1535-1565 nm) ve L-bandıdır (1570-1610 nm); Bununla birlikte, EDFA'ların çalışma aralığının S-bandına (1460-1530 nm) genişletildiği rapor edilmiştir. Diğer taraftan, herhangi bir bantta çalışmak üzere RFA'lar yapılabilir. Farklı bantlarda çalışabilen SOA'lar mevcuttur. OPA'lar bir sinyali yükseltmek için doğrusal olmayanları kullanır ve herhangi bir bantta çalışmak için yapılabilir.
Günümüzde çoğu optik fiber iletişim sistemi, bant genişliği, yüksek güç çıkışı ve gürültü özellikleri açısından avantajlarından dolayı EDFA'ları kullanır. RFA'lar ve SOA'lar birçok uygulamada da önem kazanmaktadır. OPA'lar üzerinde yapılan çalışmalar, çok düşük gürültülü rakamlarla geniş bant amplifikasyonu elde etmenin mümkün olduğunu göstermiştir.
