Pasif Optik Yükselteçler: EDFA, SOA ve RFA
Optik sinyaller bir optik fiberden geçerken, bunlar zayıflatılır. Uzun mesafeli uygulamalarda, sinyal yeniden amplifikasyonun gerekli olduğu noktaya kadar zayıflatılır. Geleneksel olarak, genellikle tekrarlayıcı olarak adlandırılan bir cihaz bu yeniden amplifikasyonun gerçekleştirilmesini sağlamıştır.
Bir tekrarlayıcı temel olarak bir pakette birleştirilmiş bir alıcı ve vericidir. Alıcı, gelen optik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Alıcının elektrik çıkışı, vericinin elektrik girişini çalıştırır. Vericinin optik çıkışı, optik giriş sinyalinin artı gürültüsünün yükseltilmiş bir versiyonunu temsil eder.
Günümüzde mevcut olan teknoloji tekrarlayıcılara olan ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır. Şimdi tekrarlayıcılar yerine pasif optik yükselteçler kullanılıyor. Pasif bir optik amplifikatör, optik-elektrik ve elektrik-optik dönüşüm gerekmeden sinyali doğrudan yükseltir. Optik sinyali pasif olarak yükseltmek için birkaç farklı optik yükselteç vardır: Erbium Katkılı Fiber Yükseltici (EDFA), Yarı İletken Optik Yükseltici (SOA) ve tümü lazer pompalama olarak adlandırılan bir teknik kullanan Raman Fiber Yükseltici (RFA).
EDFA
EDFA amplifikatörü genellikle denizaltı kablolaması gibi çok uzun lifli bağlantılar için kullanılır. EDFA'lar erbiyum ile işlemden geçirilmiş veya "katkılı" bir elyaf kullanır ve bu amplifikasyon ortamı olarak kullanılır. Pompa lazerleri, yükseltilecek olan dalga boylarının altındaki dalga boylarında çalışır. Katkılı fibere lazer pompasıyla enerji verilir. Optik sinyal bu katkılı fiberden geçerken, erbiyum atomları enerjilerini sinyale aktarır, böylece sinyal geçtikçe enerjiyi veya gücü arttırır. Bu teknikle, EDFA'dan çıkan sinyalin 50 kat veya 17dB'ye kadar çıkması, girildiği zaman olduğundan daha yaygındır.
İşte bir EDFA örneği. EDFA'lar, sinyalin kazancını daha da arttırmak için seri olarak da kullanılabilir. Seri olarak kullanılan iki EDFA, giriş sinyalini 34dB'ye kadar artırabilir.
SOA
SOA amplifikatörü, EDFA'nınkine benzer bir teknik kullanır ancak optik lifi dopinglemeden kullanır. Bir lazer pompayla çalışan EDFA'nın aksine, SOA'ya elektrik akımı ile enerji verilir. SOA'lar, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi sinyale ışık enerjisi enjekte etmek için temelde bir Fabry-Pérot lazeri olan bir optik dalga kılavuzu ve doğrudan bir bant aralığı yarı iletkenini kullanır. Bununla birlikte, bu teknik, EDFA'ların yaptığı yüksek büyütmeyi sunmamaktadır. SOA'lar genellikle Metropolitan Area Networks (MANs) gibi daha kısa fiber bağlantılarında kullanılır.
SOA'larla ilgili bir sorun, kazancın kontrol edilmesi çok zor olmasıdır. Yarı iletken tekniği ve bir dalga kılavuzu kullanılarak, sinyal başka bir dalga boyunda bir sinyal kazancını tüketebilir. Bu, bir dalga boyunda sinyalin diğerini modüle etmesine izin vererek kanallar arasında çapraz karışma sağlayabilir.
RFA
RFA amplifikatörü, amplifikasyon sinyaline enerji bağışlamak için pompa lazerlerini kullanan bir yöntem olan Raman amplifikasyon adı verilen bir tekniği kullanır. Bununla birlikte, EDFA'lardan farklı olarak, bu teknik aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi katkılı fiber, sadece yüksek güçlü bir pompalama lazeri kullanmaz. Lazer, sinyalin istenen dalga boyunun altında 60 nm ila 100 nm dalga boylarında çalıştırılır. Lazer sinyal enerjisi ve iletilen sinyalin fotonları birleştirilir, böylece sinyal gücü artar. RFA'lar EDFA'lar kadar çoğalmazlar, ancak çok daha az gürültü üretme avantajları vardır. Burada ürün detaylarını görüntüleyin: Raman Amplifikatör
Bu optik amplifikatörler, amplifikasyon özelliklerinden yararlanmak için birleştirilebilir. Bazı durumlarda, RFA'lar ve EDFA'lar, yüksek amplifikasyon ve azaltılmış gürültü seviyelerini sağlamak için uzun mesafeli fiber bağlantılarında birleştirilir.
Özetle, her amplifikasyon tekniğinin avantajları ve dezavantajları vardır. Amplifikatörün kullanıldığı amplifikasyonu akılda tutmayı unutmayın. Örneğin, bir sinyal amplifikasyona ihtiyaç duyuyor ancak gürültü bir sorunsa, bir RFA amplifikatörü büyük olasılıkla en iyi seçenek olacaktır. Sinyalin sadece küçük bir miktarda yükseltilmesi gerekiyorsa, SOA amplifikatörü en iyi olabilir.
Bu amplifikasyon yöntemlerinin tümü büyük bir avantaja sahiptir: optik amplifikatörler, bir fiberdeki tüm sinyalleri aynı anda yükseltir. Böylece, birden fazla dalga boyunu aynı anda yükseltmek mümkündür (örneğin, DWDM EDFA, DWDM sistemlerinde birden fazla dalga boyunu yükseltmek için kullanılan bir WDM amplifikatörü türüdür). Ancak, amplifikatörlerin doygun hale gelebileceği ve dolayısıyla yanlış çalışmaya neden olabileceği için güç seviyelerinin dikkatle izlenmesi gerektiği akılda tutulmalıdır.
