Introdução de amplificador óptico
Com o rápido desenvolvimento das redes de comunicação óptica, são necessários comprimentos de transmissão mais longos. Amplificador óptico pode satisfazer os requisitos de redes de comunicação óptica. Um amplificador óptico é um dispositivo que amplifica diretamente um sinal óptico, sem a necessidade de convertê-lo primeiro em sinal elétrico. Um amplificador óptico pode ser considerado como um laser sem uma cavidade óptica, ou um no qual a realimentação da cavidade é suprimida. Este post vai ajudar você a entender melhor o amplificador óptico.
Um link de comunicação ótica básico contém um transmissor e um receptor, com um cabo de fibra ótica conectando-os. Embora os sinais transmitidos em fibra óptica sofram atenuação muito menor do que em outros meios, como o cobre, ainda há uma limitação de cerca de 100 km na distância que os sinais podem percorrer antes de se tornarem muito barulhentos para serem detectados.
Amplificadores ópticos são amplamente utilizados em links de dados de fibra óptica. A Figura 1 mostra três maneiras pelas quais os amplificadores ópticos podem ser usados para fortalecer o desempenho dos links de dados óticos. Um amplificador de reforço é usado para aumentar a saída óptica de um transmissor óptico antes de o sinal entrar em uma fibra óptica. O sinal óptico é atenuado enquanto viaja na fibra óptica. Um amplificador embutido é utilizado para restaurar (regenerar) o sinal óptico ao seu nível de potência original. Um pré-amplificador óptico é operado no final do link de fibra óptica, a fim de aumentar a sensibilidade de um receptor óptico.
Figura 1. Amplificadores ópticos em links de comunicação por fibra ótica
Relação de potência de saída para potência de entrada
Ganho como um fuction do poder do inpout
Faixa de comprimentos de onda sobre os quais o amplificador é eficaz
Potência de saída máxima, além da qual nenhuma amplificação é alcançada
sinal indesejado devido ao processamento físico no amplificador
Existem três tipos mais usados de amplificadores ópticos, como mostrado da esquerda para a direita: amplificador de fibra dopada com érbio, o amplificador óptico de semicondutor e o amplificador Raman de fibra.
O meio amplificador é uma fibra óptica de vidro dopada com íons de érbio. O érbio é bombeado para um estado de inversão de população com uma entrada óptica separada. O meio de ganho óptico de vidro dopado com érbio amplifica a luz em comprimentos de onda que estão na vizinhança de 1550nm - os comprimentos de onda ópticos que sofrem atenuação mínima em fibras ópticas. O amplificador de fibra dopada com érbio (EDFA) é o amplificador de fibra mais implantado. Os amplificadores de fibra óptica dopada com érbio (EDFAs) têm baixo ruído e podem amplificar muitos comprimentos de onda simultaneamente, tornando o EDFA o amplificador de escolha para a maioria das aplicações em comunicações ópticas.
Figura 2. Princípio de funcionamento do amplificador de fibra dopada com érbio
O meio de ganho é o InGaAsP não expandido. Este material pode ser adaptado para fornecer amplificação óptica em comprimentos de onda próximos de 1,3 µm ou próximos de 1,5 µm - importantes comprimentos de onda para comunicações ópticas. Outros semicondutores podem ser usados para amplificar sinais ópticos em outros comprimentos de onda. As faces de entrada e saída do amplificador são revestidas com anti-reflexo, a fim de impedir a realimentação óptica para o meio de ganho e o laser. Amplificador óptico semicondutor com suas características de pacote pequeno, aplicações de baixo custo e uso potencial para comutação óptica, pode ser uma ótima opção para atender a maioria dos clientes.
Figura 3. Princípio de funcionamento do amplificador óptico de semicondutores
Em um amplificador Raman, o sinal é intensificado pela amplificação Raman. Ao contrário do EDFA e do SOA, o efeito de amplificação é obtido por uma interação não linear entre o sinal e um laser da bomba dentro de uma fibra óptica. Existem dois tipos de amplificador Raman: distribuídos e agrupados. Um amplificador Raman distribuído é aquele em que a fibra de transmissão é utilizada como meio de ganho pela multiplexação de um comprimento de onda da bomba com o comprimento de onda do sinal, enquanto um amplificador Raman incorporado utiliza um comprimento dedicado de fibra menor para fornecer amplificação.
Figura 4. Princípio de funcionamento do amplificador Raman
O amplificador óptico desempenha um papel muito importante nas redes ópticas modernas, permitindo a transmissão de muitos terabits de dados em longas distâncias de até milhares de quilômetros. Os amplificadores ópticos fornecidos pelo FOCC são projetados para todos os segmentos e aplicativos de rede. Para mais informações, visite www.focc-fiber.com .