מהם מגברי סיבים אופטיים וכיצד הם עובדים?

/
/
/
60 Views

למה אנחנו צריכים מגברי סיבים אופטיים?

בעצם מה שמגברי הסיבים האופטיים פותרים היא בעיית המרחק המסורתית כמו בכל מערכת טלקומוניקציה למרחקים ארוכים כגון קישור טרנס-אטלנטי. כאשר אותות אופטיים עוברים דרך הסיב, האותות הופכים חלשים יותר בעוצמתם. ככל שאתה הולך רחוק יותר, האות נחלש עד שהוא נחלש מכדי לגלות אותו בצורה מהימנה.

מערכות תקשורת סיבים אופטיים פותרות בעיה זו על ידי שימוש במגברי סיבים לאורך הדרך. רפיטר או מגבר מוכנסים למערכת בנקודה שבה האות נחלש, כדי להגביר את עוצמת האות כך שניתן יהיה להעבירו דרך אורך אחר של כבל סיבים. ניתן למקם מגברים רבים או מחזרים ברצף כדי לשמור על האות חזק לאורך כל קישור הסיבים.

מה ההבדלים בין רפיטר למגבר סיבים אופטיים?

באופן מסורתי נעשה שימוש בהחזרים אלקטרוניים להגברת אותות אופטי. רפיטר הוא מכשיר אופטו-אלקטרו-אופטו. הוא ממיר אות אופטי חלש לאות אלקטרוני, מנקה את האות האלקטרוני, ולאחר מכן ממיר את האות האלקטרוני בחזרה לאות אופטי באמצעות משדר גלי אור. משדר גלי האור פולט כוח הרבה יותר חזק מהאות האופטי הנכנס ובכך מגביר אותו.

עם זאת, מדובר בתהליך לא נוח ויקר וזו הסיבה שהוא הוחלף בטכנולוגיית מגברי הסיבים האופטיים החדשה.

מגבר סיבים אופטיים הוא מכשיר אופטי בלבד. זה לא ממיר את האות האופטי הנכנס לאות אלקטרוני בכלל. בעיקרון, אתה יכול לקרוא לזה לייזר מקוון. ומגבר סיבים אופטיים יכול להגביר בו-זמנית עשרות ערוצים אופטיים מכיוון שהם לא ממירים כל ערוץ לאותות אלקטרוניים בנפרד.

מהם מגברי סיבים אופטיים וכיצד הם עובדים?

מגבר סיבים אופטיים הוא קטע של סיב אופטי המסומם באלמנט אדמה נדיר כמו ארביום או פרסאודימיום.

ניתן לשאוב את האטומים של ארביום או פרסאודימיום על ידי אור בעוצמה גבוהה (משאבת לייזר) למצב נרגש. אבל הם לא יציבים במצב הנרגש. כאשר האותות האופטיים שאמורים להיות מוגברים עוברים דרך הסיב, הם מגרים את אטומי הארביום הנרגשים. אטומי הארביום יקפצו מהמצב הנרגש של רמת ההספק הגבוהה למצב יציב ברמת ההספק הנמוכה, וישחררו את האנרגיה שלהם בצורה של פוטוני אור הנפלטים בו זמנית. לפוטונים הנפלטים אותם פאזה ואורך גל כמו לאות האופטי המבוא, ובכך מגבירים את האות האופטי.

זוהי צורת מגבר נוחה מאוד למערכת תקשורת סיבים אופטיים מאחר ומדובר במגבר בליין, ובכך מסיר את הצורך לבצע את תהליך ההמרה האופטי-חשמלי וחשמלי-אופטי.

אורכי גל הלייזר של המשאבה ואורכי הגל האופטיים המתאימים הם פרמטרים מרכזיים לפעולת מגברי סיבים. אורכי גל אלו תלויים בסוג יסוד כדור הארץ הנדיר המסומם בסיב וגם בהרכב הזכוכית בסיב.

מונח חשוב נוסף בהבנת מגברי סיבים הוא ה"רווח" שלו. הרווח מודד את ההגברה ליחידת אורך של סיבים. הרווח תלוי הן בחומרים והן בתנאי הפעולה, והוא משתנה עם אורך הגל עבור כל החומרים.

עבור הספקי כניסה נמוכים, הספק הפלט פרופורציונלי לרווחים כפול אורך הסיב. לפיכך, P(פלט) = P(קלט) x Gain x Length

עבור כוחות קלט גבוהים, אפקט רווית הרווח נכנס לפעולה. אז תוספת של הספק קלט מייצרת פחות ופחות הספק פלט, מה שבעצם אומר שלמגבר נגמר הכוח שהוא צריך כדי לייצר יותר פלט.



Source by Colin Yao

Leave a Comment

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

This div height required for enabling the sticky sidebar
Copyright at 2022. www.ecannet.com All Rights Reserved