پاورپوینت تقویت کننده های نوری

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

تقویت کننده های نوری
درس الکترونیک نوری

اسلاید 2 :

فهرست
مقدمه
تاریخچه تقویت کننده های نوری
انواع تقویت کننده های نوری
تقویت کنندههای EDFA
ویژگیهای تقویت کنندههای EDFA
برخی روشهای جدید
جمع بندی
مراجع

اسلاید 3 :

سیستم ها مخابرات نوری قدیمی
محدود شدن سرعت بوسیله قطعات الکترونیکی
مدارات الکترونیکی برای مدولاسیون
مدارات تقویت کننده برای جبران تلفات
مدارات تحریک کننده ی دیود لیزری

اسلاید 4 :

چرا تقویت کنندههای نوری
افزایش مسافت انتقال
یافتن راه های جدید برای افزایش سرعت و ظرفیت سیستم های مخابراتی
تلاش در جهت افزایش گستره ی شبکه ی ارتباط جهانی
افزایش فرکانس حامل ها در یک سیستم ارتباطی باعث بهبود ظرفیت و سرعت در آن سیستم خواهد شد .
رفع مشکل تلفات در فیبر نوری در مسیر انتقال
< 0.25 dB/km loss @ ~1.5m
< 0.5 dB/km loss @ 1.2 - 1.6 m

اسلاید 5 :

تاریخچه
در اوایل سال 1980 ، بیشتر به تقویت کننده های فیبری Raman (RFA Raman fiber amplifier) و تقویت کننده های لیزری نیمه هادی SLA (Semiconductor Laser Amplifier) توجه می شد .
در سال 1986 آزمایشگاه AT & T Bell و گروه های تحقیقاتی زیادی روی EDFA (Erbium doped fiber amplifier) کار می کردند .
در سال 1989 برای اولین بار NTT دیود های لیزری InGaAsP تازه ساخته شده را برای پمپ EDFA در یک سیستم عملی به کار گرفته شد .

اسلاید 6 :

طبقه بندی تقویت کنندههای نوری
Rare earth-Doped Fiber Amplifiers
Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFA):C, L-Band(1530-1565nm), (1565 - 1625nm)
Thulium-Doped Fiber Amplifiers (TDFA): S-Band (1440-1530nm)
Praseodymium-Doped Fiber Amplifiers (PDFA): O-Band
Fiber Raman Amplifiers
Discrete Raman Amplifiers
Distributed Raman Amplifiers (DRA)
Semiconductor Optical Amplifiers (SOA)
conventional SOA
GC-SOA (Gain-Clamped SOA)
LOA (Linear Optical Amplifier)

اسلاید 7 :

کاربردهای تقویت کنندههای نوری
تقویت کننده در مسیر
جایگزین مولدها هستند و یک سیگنال ضعیف شده را تقویت میکنند تا بتواند مسافت بیشتری را طی کند.

تقویت کننده توان
تقویت سیگنال برای جبران تلفات ناشی از فیبر.
معمولا بلافاصله بعد از منبع قرار میگیرد و یا با آن مجتمع می شود.

پیش تقویت کننده
سیگنال دریافتی را تقویت میکند.

تقویت کنندههای LAN
جبران تلفات توزیع در شبکههای محلی

اسلاید 8 :

کاربردهای تقویت کنندههای نوری
60 mW
45 mW
30 mW
توان خروجی [dBm]
in-line
amplifier
Booster
amplifier
preamplifier
بهره [dB]

اسلاید 9 :

کاربردهای تقویت کنندههای نوری

اسلاید 10 :

Erbium-Doped Fiber Amplifiers

اسلاید 11 :

Erbium-Doped Fiber Amplifiers
شامل دیودهای نوری برای اندازه گیری، لیزر برای تحریک و ایزولاتور برای فیلتر کردن طیف خروجی

اسلاید 12 :

Erbium-Doped Fiber Amplifiers
980 nm
Pump
پمپ نوری به انرژی بالاتر
Radiationless
Decay
"metastable" گذر سریع به حالات
~1550 nm
~1550 nm
Signal
Output
Stimulated Emission and Amplification

اسلاید 13 :

Erbium-Doped Fiber Amplifiers

اسلاید 14 :

Pump Source
WDM
Erbium Doped Fibre
Isolator
Isolator
= Fusion Splice
Input
Output
980 nm signal
1550 nm data signal
Power level
980 nm signal
1550 nm data signal
Power level
توان مابین سیگنال پمپ شده و سیگنال داده مبادله می شود
Erbium-Doped Fiber Amplifiers

اسلاید 15 :

لیزر پمپ
کوپلر WDM
فیبر دوپ شده با Erbium
ورودی و خروجی
Erbium-Doped Fiber Amplifiers

اسلاید 16 :

Erbium-Doped Fiber Amplifiers

اسلاید 17 :

Erbium-Doped Fiber Amplifiers

اسلاید 18 :

Erbium-Doped Fiber Amplifiers
دو تفاوت عمده در ادوات الکترونیکی و نوری رفتار آنها در حالت اشباع می باشد.
با افزایش توان ورودی EDFA توان کل به آهستگی تغییر میکند.
ادوات الکترونیکی در نزدیکی اشباع، توید اعوجاج و هارمونیک میکنند.
توان خروجی برابر است با :
Amplified signal + Noise (Amplified Spontaneous Emission ASE)
in (dBm)
Total P
out
-3 dB
Max
Gain

اسلاید 19 :

Erbium-Doped Fiber Amplifiers
دو تفاوت عمده در ادوات الکترونیکی و نوری رفتار آنها در حالت اشباع می باشد.
با افزایش توان ورودی EDFA توان کل به آهستگی تغییر میکند.
ادوات الکترونیکی در نزدیکی اشباع، توید اعوجاج و هارمونیک میکنند.
توان خروجی برابر است با :
Amplified signal + Noise (Amplified Spontaneous Emission ASE)

اسلاید 20 :

تقویت کنندههای نوری جدید
Increase in spectral bandwidth ~ 140 nm (hybrid solutions)