المضخمات الضوئية: مضخم الألياف الضوئية المطعمة بالإربيوم مقابل مضخم أشباه الموصلات الضوئية
June 19 , 2024في مجال الاتصالات عبر الألياف الضوئية، ب لأن بصري ستضعف الإشارة تدريجياً أثناء عملية الإرسال بسبب بصري التحلل، بصري يُستخدم مُضخِّم الإشارة لزيادة شدة الإشارة، حتى يتسنى إرسالها لمسافة بعيدة. يُعدّ كلٌّ من مُضخِّم الألياف الضوئية المُطعَّم بالإربيوم (EDFA) ومُضخِّم أشباه الموصلات البصرية (SOA) من المُضخِّمات الشائعة. بصري تتميز مكبرات الصوت بخصائص وسيناريوهات استخدام مختلفة.
مضخم الألياف المشوب بالإربيوم (EDFA) يُعدّ عنصرًا أساسيًا في نظام الاتصالات الضوئية، ويلعب دورًا هامًا في الإشارة. تضخيم في نطاق الطول الموجي 1550 نانومتر. يستخدم مضخم الألياف الضوئية المطعمة بالإربيوم (EDFA) أليافًا ضوئية مطعمة بأيونات الإربيوم لتعزيز شدة الإشارة الضوئية عند إثارة انتقال الإلكترون لإنتاج انعكاس التركيز. يمتلك أيون الإربيوم مستويين من الطاقة، أحدهما الحالة الأرضية والآخر الحالة المثارة. عندما يتطابق مستوى إثارة أيون الإربيوم مع طاقة الفوتون في إشارة الدخل، يمتص الفوتون ويقفز إلى الحالة المثارة، ثم تتحول طاقة الفوتون إلى طاقة داخلية. من أيون الإربيوم. بعد فترة من الزمن، سينتقل أيون الإربيوم تلقائيًا إلى الحالة الأرضية، مطلقا الطاقة وباعثا شعاعًا من الضوء بطول موجة قصير لضوء الإشارة المدخلة، مما يعزز شدة ضوء الإشارة المدخلة.
مضخم أشباه الموصلات البصري (SOA) هو جهاز شائع يستخدم تقنية أشباه الموصلات لتضخيم إشارة بصرية إشارة. تقنية FiberWDM ' s يُمكن لمضخم الإشارة الضوئية SOA ذو النطاق O بطول موجي 1310 نانومتر وسرعة 100 جيجابت في الثانية تضخيم الإشارة الضوئية ذات الطول الموجي 1270-1330 نانومتر. يعتمد مضخم SOA على آلية توليد الطاقة الخاصة بمواد أشباه الموصلات لإثارة الإلكترونات في المنطقة النشطة من مستوى طاقة منخفض إلى مستوى طاقة عالٍ، مما يُشكل حالة انعكاس عدد الجسيمات. عند مرور الإشارة الضوئية عبر هذه الإلكترونات المُثارة، تفقد الإلكترونات طاقتها على شكل فوتونات وتعود إلى حالتها الأرضية، وتكون للفوتونات الناتجة نفس الطول الموجي للإشارة الضوئية، وبالتالي يتم تضخيم الإشارة الضوئية. يُستخدم مضخم SOA، بفضل سرعة استجابته وقابليته للضبط، على نطاق واسع في تضخيم الإشارة وتجديدها ومعالجة الإشارات الضوئية في أنظمة الاتصالات الضوئية.
إذن، ما الذي... ما الفرق بين EDFA و SOA؟
1. يكمن الاختلاف الرئيسي بين مضخمات SOA ومضخمات EDFA في المنطقة النشطة التي يتم فيها توليد الكسب. ففي حالة EDFA، يتم توليد الكسب مباشرة في الألياف الضوئية، بينما في حالة SOA، يحدث ذلك مباشرة في بنية أشباه الموصلات. وهناك اختلاف مهم آخر يتمثل في مبدأ تزويد الطاقة المستخدم للحصول على المضخم (في حالة EDFA، يتم ذلك عن طريق ضخ الليزر).
2. يعمل EDFA عادةً بين 1530 نانومتر و 1565 نانومتر، بينما يعمل SOA في نطاق 1270 إلى 1330 نانومتر (FiberWDM).
3. تعمل مضخمات أشباه الموصلات البصرية (SOA) بشكل أساسي على تغيير كسب خرج الضوء من خلال التحكم في تيار الليزر، مما يمنحها مزايا المرونة العالية، وإمكانية التعديل، وانخفاض مستوى الضوضاء. بالمقارنة مع مضخمات الألياف الضوئية المطعمة بالإربيوم (EDFA)، تتميز الأخيرة عمومًا بمستويات ضوضاء أقل، وكسب أعلى، واعتماد أقل على الاستقطاب، وتأثيرات غير خطية أقل. علاوة على ذلك، تتميز مضخمات الألياف الضوئية المطعمة بالإربيوم (EDFA) عمومًا بأوقات استجابة أسرع.
4. يُعدّ مضخم الألياف الضوئية المُطعّم بالإربيوم (EDFA) أساسيًا للاتصالات الضوئية بعيدة المدى، مثل الكابلات البحرية وشبكات النقل الأرضية، حيث يضمن انتقال الإشارات لمسافات شاسعة دون فقدان كبير. كما أنه يعمل كمضخم حيوي في أنظمة تقسيم الطول الموجي (WDM) ومحطات الترحيل الضوئية، إذ يُضخّم الإشارات الضعيفة ويُوسّع نطاق الإرسال. تُعدّ مضخمات أشباه الموصلات البصرية (SOA) ضرورية لأنظمة الاتصالات الضوئية قصيرة المدى مثل شبكات MAN وLAN، حيث تعمل على تضخيم الإشارات عبر مسافات أقصر. ويجعلها زمن استجابتها السريع وقدراتها التكاملية مثاليةً لمختلف مهام معالجة الإشارات الضوئية، بما في ذلك المفاتيح الضوئية، وتحويل الطول الموجي، وتجديد الإشارة.
في الختام، تُعدّ مضخمات الإشارة الضوئية، مثل مضخم الألياف الضوئية المطعمة بالإربيوم (EDFA) ومضخم أشباه الموصلات البصرية (SOA)، أساسية لمستقبل شبكات الاتصالات الضوئية. ورغم اختلاف خصائص مضخمات SOA ونطاقات استخدامها، إلا أنها جميعًا تُسهم بدورٍ هام في تحقيق السرعة العالية والسعة الكبيرة والموثوقية لأنظمة الاتصالات الضوئية. وسيؤدي استغلال المزايا الفريدة لهذه المضخمات إلى تحسين قدرات الشبكة لضمان نقل البيانات بكفاءة واتصال موثوق في بيئة الاتصالات الضوئية المتطورة.
العلامات :