(Microsoft PowerPoint - MBTLO13_Opti\350ni oja\350evalniki [Compatibility Mode])

Podobni dokumenti
(Microsoft PowerPoint - MBTLO4_Slabljenje opti\350nega vlakna [Compatibility Mode])

(Microsoft PowerPoint - MBTLO17_Razvr\232\350anje WDM [Compatibility Mode])

(Microsoft PowerPoint - MBTLO7_Mikrostrukturna opti\350na vlakna [Read-Only] [Compatibility Mode])

15. Seminar Optične Komunikacije Laboratorij za Sevanje in Optiko Fakulteta za Elektrotehniko Ljubljana, 30.jan - 1.feb 2008 Osnovne omejitve svetlobn

Diapozitiv 1

10. Meritev šumnega števila ojačevalnika Vsako radijsko zvezo načrtujemo za zahtevano razmerje signal/šum. Šum ima vsaj dva izvora: naravni šum T A, k

Uradni list RS - 12(71)/2005, Mednarodne pogodbe

VHF1-VHF2

Univerza v Ljubljani FAKULTETA ZA RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Tržaška c. 25, 1000 Ljubljana Realizacija n-bitnega polnega seštevalnika z uporabo kvan

PowerPoint Presentation

1. Električne lastnosti varikap diode Vsaka polprevodniška dioda ima zaporno plast, debelina katere narašča z zaporno napetostjo. Dioda se v zaporni s

Diapozitiv 1

DES11_realno

23. Seminar Optične Komunikacije Laboratorij za Sevanje in Optiko Fakulteta za Elektrotehniko Ljubljana, februar 2017 Optične ali radijske kom

Microsoft PowerPoint - OVT_4_IzolacijskiMat_v1.pptx

Naloge 1. Dva električna grelnika z ohmskima upornostma 60 Ω in 30 Ω vežemo vzporedno in priključimo na idealni enosmerni tokovni vir s tokom 10 A. Tr

Uvodno predavanje

Uvodno predavanje

M-Tel

Microsoft Word - Astronomija-Projekt19fin

Fizikalne osnove svetlobe

Optotek – inovacije v medicini in znanosti

Atomska spektroskopija PROSTI ATOMI VZBUJENI ATOMI Marjan Veber Metode atomske/elementne masne/ spektrometrije Elektronska konfiguracija Mg

LINEARNA ELEKTRONIKA

UNIVERZA V LJUBLJANI EKONOMSKA FAKULTETA MAGISTRSKO DELO EVALVACIJA NOVEJŠIH TEHNOLOGIJ ZA RAZŠIRITEV ZMOGLJIVEJŠIH OPTIČNIH OMREŽIJ Ljubljana, oktobe

DES

Priprava prispevka za Elektrotehniški vestnik

FIZIKA IN ARHITEKTURA SKOZI NAŠA UŠESA

Microsoft Word - ELEKTROTEHNIKA2_ junij 2013_pola1 in 2

Microsoft Word - Avditorne.docx

17. Karakteristična impedanca LC sita Eden osnovnih gradnikov visokofrekvenčnih vezij so frekvenčna sita: nizko-prepustna, visoko-prepustna, pasovno-p

Microsoft PowerPoint - CIGER - SK 3-15 Izkusnje nadzora distribucijskih transformatorjev s pomo... [Read-Only]

1 Naloge iz Matematične fizike II /14 1. Enakomerno segreto kocko vržemo v hladnejšo vodo stalne temperature. Kako se spreminja s časom temperat

(Microsoft Word - 3. Pogre\232ki in negotovost-c.doc)

Poročilo o izpolnjevanju obveznosti za 900 MHz pas in nad 1 GHz ter pokritost s storitvami mobilnih tehnologij v začetku leta 2019 Ljubljana, julij 20

Microsoft PowerPoint - cigre_c2_15.ppt [Compatibility Mode]

DES

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

VIN Lab 1

CelotniPraktikum_2011_verZaTisk.pdf

EVROPSKA KOMISIJA Bruselj, XXX [ ](2013) XXX draft DIREKTIVA KOMISIJE.../ /EU z dne XXX o spremembi prilog I, II in III k Direktivi 2000/25/ES Evropsk

VPRAŠANJA ZA USTNI IZPIT PRI PREDMETU OSNOVE ELEKTROTEHNIKE II PREDAVATELJ PROF. DR. DEJAN KRIŽAJ Vprašanja so v osnovi sestavljena iz naslovov poglav

DOLŽNIK: MARJAN KOLAR - osebni steč aj Opr. št. St 3673/ 2014 OSNOVNI SEZNAM PREIZKUŠENIH TERJATEV prij ava terjatve zap. št. št. prij. matič na števi

TrLin Praktikum II Lastnosti transmisijske linije Uvod Visokofrekvenčne signale in energijo večkrat vodimo po kablih imenovanih transmisijske linije.

glava.dvi

Prevodnik_v_polju_14_

Direktiva Komisije 2014/44/EU z dne 18. marca 2014 o spremembi prilog I, II in III k Direktivi Evropskega parlamenta in Sveta 2003/37/ES o homologacij

SLO - NAVODILO ZA UPORABO IN MONTAŽO Št

UNIVERZA V LJUBLJANI

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

Microsoft PowerPoint - ORS-1.ppt

Univerza v Ljubljani

Člen 11(1): Frekvenčna območja Frekvenčna območja Časovna perioda obratovanja 47,0 Hz-47,5 Hz Najmanj 60 sekund 47,5 Hz-48,5 Hz Neomejeno 48,5 Hz-49,0

8_ICPx

Pisni izpit iz RADIOKOMUNIKACIJ (UNI) Domet radijske zveze med dvema ročnima radijskima postajama (toki-voki-jema) znaša 10km. Slablje

SLO NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: NAVODILA ZA UPORABO Behringer frekvenčna kretnica SUPER X PRO CX2310 Kataloška št.

Besedilo naloge:

KRMILNA OMARICA KO-0

Statistika, Prakticna matematika, , izrocki

Microsoft Word - M docx

dr. Andreja Šarlah Teorijska fizika II (FMF, Pedagoška fizika, 2010/11) kolokviji in izpiti Vsebina Kvantna mehanika 2 1. kolokvij 2 2. kolokvij 4 1.

Microsoft Word - Phd_Simon_Pevec_last version

7. VF ojačevalnik z MOS tranzistorjem Polprevodniki, predvsem različne vrste tranzistorjev, so sredi dvajsetega stoletja uspešno nadomestili vakuumske

Diapozitiv 1

Osnove statistike v fizični geografiji 2

Slikovne transformacije_2017_18_DKT

Microsoft Word - ELEKTROTEHNIKA2_11. junij 2104

REALIZACIJA ELEKTRONSKIH SKLOPOV

Darko Pevec 1.a Informatika

Betonarna Sava, d.o.o. BREZPLAČNI TELEFON Blejska Dobrava 123 B obrat Hrušica, 4276 Hrušica CENIK BETONOV ozn. vrste

Base NET.cdr

Microsoft Word - M

PRILOGA II Obrazec II-A Vloga za pridobitev statusa kvalificiranega proizvajalca elektri ne energije iz obnovljivih virov energije 1.0 Splošni podatki

IONIZACIJA SNOVI S SVETLOBO IN PRIMERI UPORABE V BIOMEDICINI ANA REBEKA KAMŠEK Fakulteta za matematiko in fiziko Univerza v Ljubljani V članku je pred

Microsoft Word doc

Microsoft PowerPoint - TS_Konferenca_2_12 [Compatibility Mode]

Gospodarjenje z energijo

PoveĊanje izkoristka pri proizvodnji piezouporovnih senzorjev tlaka za avtomobilske aplikacije

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - EV,N_Poglavje o modulacijah.doc

5 Programirljiva vezja 5.1 Kompleksna programirljiva vezja - CPLD Sodobna programirljiva vezja delimo v dve veliki skupini: CPLD in FPGA. Vezja CPLD (

Matematika Diferencialne enačbe prvega reda (1) Reši diferencialne enačbe z ločljivimi spremenljivkami: (a) y = 2xy, (b) y tg x = y, (c) y = 2x(1 + y

Brownova kovariancna razdalja

Poskusi s kondenzatorji

Samostojni projekt pri predmetu Antene in razširjanje valov Izdelava antene poročilo 16. januar 2019 Peter Kmecl

SOLARNI SISTEMI ZA OGREVANJE IN PRIPRAVO TOPLE VODE PRI NEH IN PH Pri nizkoenergijskih hišah (NEH) in pasivnih hišah (PH) so sistemi za ogrevanje in p

Poštnin«plačana» HalenisKi list rotovhh GLASILO OSVOBODILNE FRONTE DOLENJSKIH OKRAJEV NOVO L e t o III. Štev. 51. MESTO, POSAMEZNA ŠTEVILKA 8 M N TEDN

Požarna odpornost konstrukcij

innbox_f60_navodila.indd

Microsoft Word - CENIK_OZ _2_.doc

Microsoft Word - Dokument1

PowerPointova predstavitev

Microsoft Word - 2. Merski sistemi-b.doc

Funkcionalni hlevi: vzreja in pitanje

Generatorji toplote

Microsoft Word doc

Microsoft Word doc

Toplotne črpalke

Osnove matematicne analize 2018/19

Transkripcija:

Optični ojačevalniki Diskretni in porazdeljeni ojačevalniki G Mobitel d.d., izobraževanje 8. 5. 010, predavanje 11 (nm) Prof. dr. Jožko Budin 1

Vsebina 1. Mehanizmi ojačevanja. Diskretni in porazdeljeni ojačevalniki 3. EDFA 4. TDFA in PDFA 5. Kombinirani ojačevalniki 6. Faktor ojačenja 7. Ojačena spontana emisija 8. Šumno število 9. Regeneracija 10. Področja uporabe

Razvrstitev načinov optičnega ojačevanja A. Ojačevanje na osnovi stimulirane emisije: 1. Polprevodniški optični ojačevalnik (SOA). Vlakenski optični ojačevalniki (FOA) s primesjo redkih zemelj: EDFA (erbij), C in L pas TDFA (tulij), S pas PDFA (praseodimij), O pas B. Ojačevanje na osnovi nelinearnih pojavov: 1. Optični Ramanov ojačevalnik: Diskretni Ramanov ojačevalnik Porazdeljeni Ramanov ojačevalnik (DRA) C. Hibridni (diskretni in porazdeljeni) ojačevalniki. 3

Polprevodniški ojačevalnik (SOA) vhod vlakno p-inp aktivna plast n-inp izhod vlakno nizka cena za množično uporabo v vezjih in napravah zaradi svojih karakteristik je manj primeren za prenos. 4

Ojačevanje OJAČEVANJE signala SIGNALA IN in ŠUMA šuma gostota energije ρ (Jm -3 ) gostota moči S=cρ/n (Wm - ) z = 0 Val v ojačevalni (aktivni, vzbujeni) snovi: princip polprevodniškega ojačevalnika (SOA): Gaussov snop v aktivnem polprevodniku (spoju p-n z inverzijo naseljenosti). Električno vzbujanje princip ojačevalnika z obogatenim vlaknom (DFA): jedro enorodovnega vlakna, obogateno z ioni aktivnih primesi. Optično vzbujanje L ojačevalna snov z = L P(L), P šum (L) N W N µ = spektralna W W1 N N s( ν ) = ν 1 h stimulirana emisija absorpcija odvisnost snovi N 1 W 1 spontana emisija ds dz 1 = dz dn dt hν = BS Izhodni signal: Izhodni šum: (spontana emisija): n c n 1 dω s( ν ) N hν BS s( ν ) N1hν + As( ν ) N hν c 4π gl nh P( L) = GP( 0), G = e, g = B( N N1) ( ν ) λ s P šum L = µ G 1 hν polariziran ( ) ( ) ν ( L) = µ ( G ) hν ν P šum 1 nepolariziran B 1 = B 1 = B 5

Optični ojačevalniki - razvrstitev in pregled 1. Polprevodniški ojačevalnik (planarna tehnika, množična uporaba) polprevodniški optični ojačevalnik (Semiconductor Optical Amplifier) - SOA. Vlakenski ojačevalniki (vlakenski optični ojačevalnik) - FOA aktivne primesi v vlaknu: vlakenski ojačevalnik s primesjo Erbija (Erbium Doped Fiber Amplifier) - EDFA vlakenski ojačevalnik s primesjo Tulija (Thulium Doped Fiber Amplifier - TDFA nelinearno sipanje v vlaknu: porazdeljeni Ramanov jačevalnik (Distributed Raman Amplifier) - DRA diskretni Ramanov ojačevalnik (Lumped Raman Amplifier) - LRA ojačenje (relativno) valovna dolžina (nm) 6

Optični ojačevalniki - primesi in vrste Ojačevalniki na podlagi stimulirane emisije v vlaknih s primesmi redkih zemelj Er 3+, Tm 3+ in Pr 3+. Dolžina vlakna okoli 10 m (diskretni ojačevalniki). Sosmerno (prevladujoče), protismerno in kombinirano črpanje. Visok izkoristek črpalne moči. Dolga življenjska doba naselitve, dolg odzivni čas aktivno vlakno dolžine 10 m izolator izolator sosmerna ali/in protismerna črpalka EDFA: 980 nm ali/in 1480 nm Ojačevalniki na podlagi stimuliranega Ramanovega sipanja v običajnem prenosnem vlaknu s primesjo GeO. Potrebna dolžina vlakna je 1 km (diskretni) oz. najmanj 0-30 km (porazdeljeni). Protismerno (prevladujoče), sosmerno in kombinirano črpanje. Nizek izkoristek črpalne moči, kratek odzivni čas, širok ojačevalni pas SiO -Ge vlakno dolžine 0 km izolator izolator sosmerna ali/in protismerna črpalka ojačevalni pas je določen z valovno dolžino črpalk(e) 7

EDFA 8

Vhodni signal EDFA sestavni deli in lastnosti izolator Odsek vlakna s primesjo Er 3+ sklopnik sklopnik izolator Izhodni signal črpalka črpalka (protismerna) Optični vlakenski ojačevalnik (FOA, npr. EDFA): vlakenska naprava, ki jo varimo na prenosno vlakno polarizacijska neodvisnost! visoko ojačenje (0-40 db), razpoložljivost črpalnih laserjev velika moč do 00 mw, primeren za poojačevanje, linijsko ojačevanje in predojačevanje ugodna vrednost šumnega števila NF < 5 db, (teor. NF > 3 db) širok valovni pas > 40-70 nm. 9

EDFA WDM sklopnik Črpalni laser Vlakno s primesjo Er 3+ Vlakenski vhod in izhod 10

Delovanje EDFA Moč vhod podatkovni signal Raman: izmenjava moči med črpalko in signalom Moč izhod podatkovni signal vhod Er 3+ vlakno izhod izolator izolator varjeni spoji črpalni laser 11

EDFA Energijski pasovi Energijski nivoji Er 3+ ionov v SiO vlaknu Črpalka Ojačevanje svetlobe s stimulirano emisijo med E in E 1 Črpalni signal Vhodna svetloba Sevalni prehod Izhodna svetloba 1

Vzbujeno stanje Črpalni foton ab bsorpcija Stimulirana emisija Neradiacijski spust Metastabilno stanje Signalni foton seva anje 13

Ojačen signal in ojačen šum (ASE) Vhodni signal dvig Nesevalni prehod Metastabilno stanje Ojačena spontana emisija ASE (šum) Črpalni signal Vhodni signal Črpalni signal Vzbujeno stanje dvig Spontan sevalni prehod Nesevalni prehod Signalni foton Stimuliran sevalni prehod Metastabilno stanje Ojačen izhodni signal 14

Vlakenski ojačevalnik s primesmi redkih zemelj Vlakenski ojačevalnik obogaten z Erbijem Er 3+ aktivno vlakno s primesjo Er 3+ Energijski nivoji in načini črpanja 980 nm spoj vlakno sklopnik sosmerna črpalka spontana emisija stimulirana emisija izolator spoj 1480 nm 1550 nm Odvisnost šumnega števila od načina in valovne dolžine črpanja Karakteristike erbijevega vlakenskega ojačevalnika ojačenje G (10-40 db) šumno število F (4-7 db) ojačevalni valovni pas λ (30-40 nm) visok izkoristek črpalne moči Črpalka λ č = 980 nm λ č = 1480 nm šumno število (db) F črpanje naprej (sosmerno s signalom) B črpanje nazaj (protismerno s signalom) 15 odstotek moči črpalke 980 nm

Linijski ojačevalnik Vrste ojačevalnikov Oddajnik Sprejemnik EDFA Poojačevalnik Oddajnik EDFA Sprejemnik Predojačevalnik Oddajnik EDFA Sprejemnik 16

17

Vhodni signal Signal in šum Optični ojačevalnik Izhodni signal Črpalni signal: 980 nm nizek šum Črpalni signal 1480 nm nižja inverzija nižja učinkovitost Dvosmerni ojačevalnik G G 18

Optično razmerje signal/šum P S OSNR = P P S ASE P s moč optičnega signala P ASE P ASE moč šuma ojačene spontane emisije v frekvenčnem pasu (0,1 19 nm, pas filtra, pas kanala)

Namestitev ojačevalnika in ključni parametri Ključni parameter Poojačevalnik (ni polarizacijsko neodvisen) oddajnik Linijski ojačevalnik (polarizacijsko neodvisen) Predojačevalnik (polarizacijsko neodvisen) sprejemnik 0

Optični in električni šumi P(t) OOK, ASK I 1 σ 1 T b T m t I 0 i s sp i T b i k i T i RIN i RF sp sp d i T i isp sp i RF σ 0 t šumi v optičnem delu zveze 1. Šumi v času trajanja impulza (bitna perioda 1) kvantni šum P k šum ojačene spontane emisije P ASE intenzitetni šum P RIN šumi v električnem delu zveze zrnati (kvantni in plazovni) šum mešalni šum signala in ASE mešalni šum spontane emisije toplotni šum relativni intenzitetni šum ojačevalni šum RF ojač.. Šumi v odsotnosti impulza (bitna perioda 0) pri idealnem ugasnem razmerju šumi v optičnem delu zveze kvantni šum (vakuumsko polje) P k šum ojačene spontane emisije P ASE šumi v električnem delu zveze šum temnega toka mešalni šum spontane emisije toplotni šum ojačevalni šum RF ojač. 1 i k i ASE sp sp i T i RIN i RF i d i sp sp i T i RF i

Šumni faktor optičnega ojačevalnika Šumni faktor (optični) na osnovi optičnega signala in šuma signal P kvantni šum 1/hν ν optični ojačevalnik G, µ, ν ojačen signal GP kvantni šum 1/hν ν ojačena spontana emisija µ(g-1)hν ν ( S / N ) G 1 N vh parameter F = = µ = & µ, kjer je µ = inverzne ( S / N ) G N izh N1 naseljenosti Šumni faktor (električni) na osnovi električnega signala in šuma po detekciji signal P kvantni šum intenzitetni šum optični ojačevalnik G ojačen signal GP kvantni šum ojačena spontana emisija ojačen intenzitetni šum fotodetektor PIN detektirani signal ρgp zrnati (kvantni ) šum mešalni šum s-sp mešalni šum sp-sp mešalni šum k-sp intenzitetni šum termični šum bremena optične frekvence radio frekvence radio ojačevalnik 1 3 4 5 6 7 8 (S/N) vh razmerje na vhodu (S/N) izh razmerje na izhodu (S/N) 1 izhodno razmerje brez optičnega ojačevalnika (S/N) izhodno razmerje z optičnem ojačevalnikom ( S / N ) 1 G 1 N F = = µ = & µ, kjer je µ = ( S / N ) G N N1 Optični in električni šumni faktor imata enaki vrednosti. Najmanjša vrednost šumnega faktorja pri µ = 1 (popolna inverzija naseljenosti) znaša (3 db) G RF parameter inverzne naseljenosti

Ramanski ojačevalnik 3

Ramanski porazdeljen ojačevalnik črpalka sklopnik Vlakno SiO + Er 3+ signal izhodni signal Uporablja isto vlakno kot signal Povzroča nizek šum (5 8 db manj v primerjavi z EDFA in SOA) Porazdeljeno ojačenje zmanjšuje nelinearne pojave. Omogoča visoko moč signala Izravnava ojačenja v širokem frekvenčnem pasu z mnogočrpalnim vzbujanjem. 4

Ramanovo ojačevanje - lastnosti črpalnih načinov 1. Protismerno črpanje: preprečitev presluha med črpalko in signalom - neobčutljivost na šum črpalke ojačevanje oslabljenega signala na končnem delu vlakna - majhna nelinearnost ojačevanje oslabljenega signala na končnem delu vlakna - nižje razmerje signal/šum. Sosmerno črpanje: presluh med črpalko in signalom - prenos fluktuacije moči črpalke na signal ojačevanje neoslabljenega signala v začetnem delu vlakna - ugodno za razmerje signal/šum ojačevanje močnega signala v začetnem delu vlakna - neugodno za nelinearne pojave 3. Dvosmerno črpanje: doseganje kompromisnih karakteristik izravnava jakosti signala po celotni dolžini vlakenskega odseka 5

6

7

Ramanovo ojačevanje -črpalni načini Sosmerna in protismerna črpalka Potek ojačenega signala v vlaknu signal črpalka črpalka signal Načini črpanja vlakna 1. nečrpano vlakno. črpalka 00 mw na koncu vlakna 3. črpalka 00 mw na začetku vlakna 4. črpalki po 00 mw na vsakem koncu vlakna relativna moč signala v db razdalja v km Lastnosti črpanja vlakna 1. vlakno ničrpano; zaradi slabljenja upada signalna moč v db linearno na dolžini 100 km za približno 0 db.. vlakno ječrpano na koncu; moč signala na končnih nekaj 10 kilometrih narašča. Nelinearni pojavi so najmanjši. 3. vlakno je črpano na začetku; moč signala sprva na začetnih nekaj 10 kilometrih narašča, po izrabi črpalne moči pa začne upadati zaradi slabljenja vlakna. 4. vlakno ječrpano na začetku in koncu; moč signala na začetnih in končnih nekaj 10 kilometrih vlakna narašča. V prikazanih razmerah postane izhodna moč približno enaka vhodni. Ojačenje 8 v vlaknu pokriva izgube zaradi slabljenja. Moč signala se po vlaknu mnogo ne spreminja.

Stimulirano Ramanovo sipanje Neresonančni pojav zaradi velike razpršenosti stanj vibracijske energije molekul v amorfni snovi stekla. Frekvenca svetlobe se premakne navzdol (Stokes), generirajo se optični fononi. Sipanje se pojavlja pri visoki moči svetlobe v vlaknu reda 0,5 W. E 1 črpalka, vpadna svetloba hν črpalka hν signal Sklopni enačbi: dps gr ν č E hν fonon = Pč Ps αsps dz Aefč ν s ν s dpč gr νč = Pč Ps αč P dz A ν sipana svetloba Stokes sipana svetloba Stokes α koeficient slabljenja Značilnosti: sosmerno in protismerno sipanje, g R = 10-13 m/w Stokesov premik do 0 THz širina spektra sipanja 6 THz šibko sipanje Posledice: g R Ramanov koeficient možnost nizkošumnega sosmernega in protismernega ojačevanja sklop (presluh) med kanali WDM efs s č 9

Ramanov koeficient optičnih vlaken Ramanov koe eficient (1/W/km) 13 THz Frekvenčni pomik (THz) 30

Ramanov koeficient vlaken 31

Ramanovo stimulirano sipanje Približek diferencialnih enačb Črpalni signal Ojačevani signal 3

Sosmerno in protismerno črpanje Ojačevani signal in črpalni signal se širita sosmerno od oddajnika proti sprejemniku Črpalni signal se širi od sprejemnika proti oddaniku v nasprotni smeri širjenja ojačevanrga signala Moč signa ala (dbm) Moč signa ala (dbm) Razdalja (km) Razdalja (km) 33

Hibridno ojačevanje - Raman in diskretni ojačevalniki ugodno S/N, neugodno za linearnost ugodno S/N, ugodno za linearnost neugodno S/N, ugodno za linearnost kombinacija 34

EDFA, EDFA + DRA, DRA 35

Ramanovo porazdeljeno ojačenje Slabljenje in ojačenje (db) Razdalja (m) Proti sprejemniku (sosmerno) Dvosmerno Proti oddajniku (protismerno) Slabljenje v neojačevanem vlaknu 36

Moč č signala (dbm) % odstotek sosmernosti 50% primer dvosmernosti Razdalja (km) 37

Ojačenje in šum Ojačenj je Valovna dolžina (nm) 38

Šumno število in optični S/N Valovna dolžina (nm) 39

Raman - šumno število in ojačenje Sosmerna in protismerna črpalka Šumno število (db) Ojačenje Protismerna črpalka Šumno število Ojačen nje (db) Sosmerna črpalka Vhodna moč (dbm) 40

Mogočrpalno ojačevanje Ramanovo ojačenje (db) Frekvenca Moč Valovna dolžina (nm) 41

Prednost porazdeljenega ojačevanja Razmerje signala in šuma pri ojačevanju na različnih mestih vlakenskega odseka: en ojačevalni odsek: Ps 0 10 > OSNR > ρ ν ρ ASE poojačevanje Raman predojačevanje Šum se zmanjša pri premiku mesta ojačevanja proti začetku vlakna V kombinaciji z Erbijevim vlakenskim ojačevalnikom razbremenjuje Ramanov porazdeljeni ojačevalnik potrebno ojačenje G erbijevega vlakenskega ojačevalnika in s tem zmanjšuje njegovo ojačeno spontano emisijo. Zmanjšajo se tudi nelinearnosti. Razmerje signala in šuma pri prehodu na porazdeljeno ojačevanje (več kratkih ojačevanih odsekov): S N G = e αl en odsek L Ps 0 = GhνF f < > Porazdeljeno ojačevanje (več kratkih ojačenih odsekov) ima prednost pred dolgim ojačevalnim odsekom L 10 db ASE Ps 0 ν odseka L/ N odsekov L/N P αl s0 GhνF ν < < N αl N e > > Ne = N P s0 N N G GhνF f 4

Rayleighovo dvokratno sipanje Vhodni signal Izhodni signal 43

Ojačevalni pas vlakenskih ojačevalnikov 44

Primerjalni podatki Dobitek Val. dolžina f (3dB) P nasičena P nasič.,max Polarizacija Šumno število Črpalka Časovna konst. Velikost Cena 45

Ojačevalniki in ponavljalniki 46

Ponavljalniki in vlakenski ojačevalniki 47

Optični ojačevalniki v WDM sistemih Oddajnik Optični ojačevalniki Sprejemnik Laserji Fotodiode ITU mreža f 0 =193,1THz λ 0 =155,5 nm 48

EDFA poojačevalnik in predojačevalnik Poojačevalnik Laser Vlakno Predojačevalnik Fotodioda Odsek vlakna s primesjo Er 3+ Ojačen Izolator 49 Črpalni laser ali

Optoelektronski ponavljalnik Po določenem številu ojačevalnih odsekov je potrebno sognal obnoviti in ga očistiti šuma in motenj ter učinkov disperzije in nelinearnosti in drugih vplivov: Odseki optičnega vlakna Oddajnik Regenerator Sprejemnik Optoelektronski regenerator Sinhronizacija Preoblikovanje Regeneracija Fotodioda Laser 50

Sklep 1.Optični vlakenski ojačevalniki so ena izmed dveh tehnologij (druga je WDM), ki sta z večanjem dosega in bitne hitrosti spodbudili izjemen razvoj optičnih komunikacij.. SOA in FOA ostaneta še naprej temeljni tehnologiji optičnega ojačevanja (SOA kot gradnik, FOA v prenosu). 51

Konec 5