DWDM zesilovače

Optické a mobilní sítě

otázka č. 4 DWDM zesilovače

Zesilovače:

V DWDM sítích se používají různé druhy zesilovačů, a to zesilovače typu EFDA nebo RAMAN. Optický zesilovač je zařízení, které přímo zesiluje optický signál a nedochází přitom k obnově tvarů pulsů ani k obnově jejich časových poloh. Každý optický zesilovač je schopný zesílit určité pásmo vlnových délek, ale žádný není dokonalý. Při zesílení signálu vzniká šum, což je nežádoucí optický signál. Ideální by bylo rovnoměrné zesílení pro všechny vlnové délky s co nejnižším šumem.

EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifiers):

EDFA je optický zesilovač založený na principu dopovaného optického vlákna vzácným erbiem. Princip EDFY byl objeven již v roce 1960, ale nasazován začal být až později. Velká výhoda EDFY je současné zesilování signálu na více vlnových délkách, což je i předpoklad pro zvyšování kapacity přenosu systému. Tyto zesilovače jsou schopny zesílit signál až řádově o 50 dB. Zesilovače mají z každé strany optické izolátory, které brání v zpětnému odrazu části zesíleného signálu. Dále jsou tvořeny již samotným vláknem a laserovou pumpou. Toto vlákno může být dlouhé několik desítek metrů. Na tomto vláknu dochází k excitaci atomů dopovaného prvku na vyšší energetické hladiny. EDFA čerpá první pumpou na frekvenci 980nm, která zajišťuje nízký šum a dostatečný zisk a druhá na frekvenci 1480nm, která zajišťuje již výše zmiňovaný vysoký výstupní výkon. Toto je pro EDFA zesilovač ideální kombinace. V případě výpadku jedné pumpy zajistí druhá dočasně základní funkčnost zesilovače celého systému. Použití EDFA přineslo dramatické snížení ceny na dálkových trasách a zvýšilo jejich kapacitu. Místo jednoho drahého optoelektrického opakovače pro jednu vlnovou délku je použit jeden optický zesilovač pro celý rozsah vlnových délek na jednom vlákně.

• Výhody/Nevýhody:

  • EDFA zesilovače nejsou závislé na polarizaci signálu (aktivní ionty jsou náhodně orientovány ve skleněné matrici)

  • EDFA zesilovače mají nízké šumové číslo (blíží se limitu 3dB) a jsou odolné vůči přeslechům mezi jednotlivými kanály

  • Nevýhodou EDFA zesilovačů je naopak jejich obtížná miniaturizace a využitelnost pouze pro C a L pásmu.

RAMAN:

Zesilovače typu RAMAN jsou poměrně jednodušší. Jedná se o laserový zdroj záření připojený k optické trase a signál, který na tuto trasu vysíláme je zesilovaný interakcí použitého laseru (pumpy) s rozvibrovanými atomy vlákna. Díky tomu je vlnová délka pumpy zvýšena na vlnovou délku signálu, a tím je zesilován. Občas bývá tento jev nazýván jako RAMANŮV jev. U tohoto typu zesilovače se nedosahuje tak dobrých hodnot jako u zesilovačů EDFA. Zvýšení úrovně signálu se pohybuje kolem 15 – 20 dB, ale výhodou je použitelnost na prakticky všech vlnových délkách, jen musí být správně zvolena vlnová délka laserového zdroje.