Mataupu faavae ma le faʻaaogaina o le EDFA erbium-doped fiber amplifier

Mataupu Faavae ma le fa'aaogaina oFa'amalosi alava ua fa'apipi'i i le erbium EDFA

O le fausaga faavae oEDFAO le fa'amalosi o le alava e fa'apipi'i i le erbium, lea e tele lava ina aofia ai se mea fa'agaoioi (tele mita le umi o le alava kuata e fa'apipi'i i le erbium, o le lautele o le autu e 3-5 microns, o le fa'aputuga o le fa'apipi'iina (25-1000)x10-6), puna malamalama pamu (990 po'o le 1480nm LD), fa'apipi'i opitika ma le isolator opitika. E mafai e le moli fa'ailo ma le moli pamu ona fa'asalalau i le itu e tasi (co-pumping), itu fa'afeagai (reverse pumping), po'o itu uma e lua (bidirectional pumping) i totonu o le alava Erbium. A fa'apipi'i le moli fa'ailo ma le moli pamu i totonu o le alava erbium i le taimi e tasi, e fa'aosofia le ion erbium i le tulaga maualuga o le malosi (three-level system) i lalo o le gaioiga a le moli pamu, ma vave ona pala i le tulaga metastable. A toe fo'i i le tulaga eleele i lalo o le gaioiga a le moli fa'ailo fa'alavelave, e fa'asalalauina le photon e fetaui ma le moli fa'ailo, ina ia fa'ateleina le fa'ailo. O lona amplified spontaneous emission (ASE) spectrum e tele lona bandwidth (e oo atu i le 20-40nm) ma e lua ona tumutumuga e tutusa ma le 1530nm ma le 1550nm.

O fa'amanuiaga autū oFa'amalosi EDFAo le maualuga o le gain, tele le bandwidth, maualuga le output power, maualuga le lelei o le pamuina, maualalo le insertion loss, ma le le lagona o le polarization states.

O le mataupu faavae o le faʻagaioiga o le erbium-doped fiber amplifier

O le fa'amalosi alava ua fa'apipi'i i le Erbium（Fa'amalosi Opitika EDFA） e tele lava ina faia i le alava e fa'apipi'i i le erbium (pe tusa ma le 10-30m le umi) ma se puna moli pamu. O le mataupu faavae o le galue, o le alava e fa'apipi'i i le erbium e fa'atupuina ai le fa'asalalauina o le radiation i lalo o le gaioiga a le puna malamalama pamu (umi o galu 980nm po'o le 1480nm), ma e suia le malamalama e fa'asalalauina i le suiga o le fa'ailo moli ulufale, lea e tutusa ma le fa'amalosia o le fa'ailo moli ulufale. O taunu'uga e fa'aalia ai o le fa'aopoopoga o le amplifier alava e fa'apipi'i i le Erbium e masani lava 15-40db, ma e mafai ona fa'ateleina le mamao o le relay i le silia ma le 100km. O lea la, e le mafai e tagata ona taofia le fesili: aisea na mafaufau ai saienitisi e fa'aaoga le erbium e fa'apipi'i i le amplifier alava e fa'ateleina ai le malosi o galu malamalama? Ua tatou iloa o le erbium o se elemene e seasea maua, ma o elemene e seasea maua e iai o latou uiga fa'apitoa. O le fa'apipi'iina o elemene e seasea maua i masini opitika ua leva ona fa'aaogaina e fa'aleleia atili ai le fa'atinoga o masini opitika, o lea e le o se mea fa'afuase'i lea. E le gata i lea, aiseā ua filifilia ai le galu o le puna moli o le pamu i le 980nm poʻo le 1480nm? O le mea moni, e mafai ona iai le galu o le puna moli o le pamu i le 520nm, 650nm, 980nm, ma le 1480nm, ae ua faʻamaonia e le faʻatinoga o le galu o le lelei o le laser o le puna moli o le pamu 1480nm e sili ona maualuga, sosoo ai ma le galu o le puna moli o le pamu 980nm.

Fausaga faaletino

O le fausaga autū o le fa'amalosi o le alava erbium-doped (EDFA Optical Amplifier). E iai se mea e vavae'ese ai i le pito i totonu ma le pito i fafo, o le fa'amoemoega o le faia lea o le fa'asalalauga o le fa'ailo opitika i le itu e tasi. O le pamu fa'aosofia e iai le galu e 980nm po'o le 1480nm ma e fa'aaogaina e tu'uina atu ai le malosi. O le galuega a le coupler o le fa'apipi'iina lea o le fa'ailo opitika ulufale ma le malamalama pamu i totonu o le alava erbium-doped, ma fa'aliliuina atu le malosi o le malamalama pamu i le fa'ailo opitika ulufale e ala i le gaioiga a le alava erbium-doped, ina ia iloa ai le fa'ateleina o le malosi o le fa'ailo opitika ulufale. Ina ia maua le malosi opitika maualuga atu ma le fa'asino maualalo o le pisa, o le fa'amalosi opitika erbium-doped e fa'aaogaina i le fa'atinoina e fa'aaogaina le fausaga o puna pamu e lua pe sili atu ma mea e vavae'ese ai i le ogatotonu e vavae'ese ai le tasi ma le isi. Ina ia maua se pi'o lautele ma lamolemole, e fa'aopoopoina se faamama fa'apa'u o le maua.

O le EDFA e aofia ai vaega autū e lima: Erbium-doped fiber (EDF), Optical coupler (WDM), optical isolator (ISO), Optical Filter, ma le Pumping Supply. O puna pamu e masani ona faʻaaogaina e aofia ai le 980nm ma le 1480nm, ma o nei puna pamu e lua e sili atu le lelei o le pamuina ma e tele atu ona faʻaaogaina. O le coefficient o le pisa o le puna malamalama o le pamu 980nm e maualalo; O le puna malamalama o le pamu 1480nm e sili atu le lelei o le pamuina ma e mafai ona maua ai le malosiaga tele (pe tusa ma le 3dB maualuga atu nai lo le puna malamalama o le pamu 980nm).

fa'amanuiaga

1. O le galu fa'agaoioiga e ogatasi ma le fa'amalama fa'aitiitia maualalo o le fiber mode e tasi.

2. Maualuga le lelei o le fa'apipi'iina. Talu ai o se fa'amalosi fiber, e faigofie ona fa'apipi'i ma le fiber o le fesiitaiga.

3. Maualuga le lelei o le liua o le malosi. O le ogatotonu o le EDF e laʻititi nai lo le alava fesiitaiga, ma o le moli faailoilo ma le moli pamu e fesiitai faʻatasi i le EDF, o lea e matua faʻapitoa ai le gafatia opitika. O lenei mea e matua tumu ai le fegalegaleaiga i le va o le malamalama ma le Er ion gain medium, faʻatasi ai ma le umi talafeagai o le alava erbium-doped, o lea e maualuga ai le lelei o le liua o le malosi o le malamalama.

4. Maualuga le maua, maualalo le pisa fa'asino, tele le malosiaga o le gaosiga, maualalo le crosstalk i le va o auala.

5. Uiga mautu o le maua: E le maaleale le EDFA i le vevela, ma e itiiti se fesootaʻiga o le maua ma le polarization.

6. E tutoatasi le vaega o le gain mai le bit rate o le system ma le faatulagaga o faamatalaga.

vaivaiga

1. Aafiaga e le o se laina: E faʻateleina e le EDFA le malosiaga opitika e ala i le faʻateleina o le malosiaga opitika o loʻo tuiina i totonu o le alava, ae o le tele o le lelei. A faʻateleina le malosiaga opitika i se tulaga patino, o le a maua ai le aafiaga e le o se laina opitika o le alava. O le mea lea, pe a faʻaaogaina faʻamalosi alava opitika, e tatau ona gauai atu i le taua o le puleaina o le malosiaga opitika alava e tasi le auala e ulufale mai ai.

2. E mautu le vaega o le galu o le gain: o le vaega o le galu galue o le C-band EDFA e 1530nm ~ 1561nm; o le vaega o le galu galue o le L-band EDFA e 1565nm ~ 1625nm.

3. Le tutusa o le bandwidth o le gain: O le bandwidth o le gain o le EDFA erbium-doped fiber amplifier e matua lautele lava, ae o le gain spectrum o le EDF lava ia e le mafolafola. E tatau ona faʻaaogaina le gain flattening filter e faʻamafolafola ai le gain i le WDM system.

4. Fa'afitauli o le osooso o le malamalama: A masani le ala o le malamalama, o le erbium ions o lo'o fa'aosofia e le moli pamu e ave'esea e le moli fa'ailo, ma fa'amae'a ai le fa'ateleina o le moli fa'ailo. Afai e tipi ese le moli ulufale, ona o lo'o fa'aauau pea ona fa'aputuina le metastable erbium ions, a toe fa'afo'isia le moli fa'ailo e ulufale mai, o le a osooso le malosi, ma i'u ai i le osooso o le malamalama.

5. O le fofo i le optical surge o le faʻatinoina lea o le faʻaitiitia otometi o le malosiaga opitika (APR) poʻo le otometi o le tapeina o le malosiaga opitika (APSD) i le EDFA, o lona uiga, e faʻaitiitia otometi e le EDFA le malosiaga pe tape otometi le malosiaga pe a leai se moli e ulufale mai, ma taofia ai le tupu mai o le faʻalavelave o le surge.

Faiga o talosaga

1. O le Booster Amplifier e fa'aaogaina e fa'amalosia ai le malosi o fa'ailoilo o le tele o galu pe a uma le galu fa'amalosia, ona fa'asalalauina lea. Talu ai o le malosi o fa'ailoilo pe a uma le galu fa'amalosia e masani ona tele, o le pisa fa'asino ma le maua o se power amplifier e le maualuga tele. E tele lava le malosi e maua mai ai.

2. O le Line-amplifier, e fa'aopoopo i le Power Amplifier, e fa'aaogaina e fa'afetaui ai le gau o le Line transmission, e masani ona mana'omia ai se pisa la'ititi ma se malosiaga opitika tele.

3. Pre-Amplifier: A'o le'i fa'aogaina le splitter ma a mae'a le line amplifier, e fa'aaogaina e fa'amalosia ai le fa'ailo ma fa'aleleia atili ai le maaleale o le receiver (pe afai e ausia e le optical signal-to-noise ratio (OSNR) mana'oga, o le tele o le input power e mafai ona taofia ai le pisa o le receiver lava ia ma fa'aleleia atili ai le maaleale o le receiver), ma e matua la'ititi lava le pisa. E leai se mana'oga tele i le output power.