Penguat laser distribusi

Definisi: Penguat serat dalam data link serat optik, proses amplifikasi yang terjadi melalui serat transmisi yang sangat panjang.

Untuk sambungan serat panjang yang digunakan dalam transmisi data jarak jauh, satu atau lebih penguat serat diperlukan untuk memastikan daya sinyal yang cukup pada penerima dan untuk mempertahankan rasio sinyal terhadap kebisingan yang memadai sambil memastikan tingkat kesalahan bit. Dalam banyak kasus, amplifier ini bersifat diskrit, diimplementasikan dengan serat yang didoping tanah jarang beberapa meter, dipompa oleh laser dioda yang digabungkan dengan serat, terkadang sebagai bagian dari pemancar atau tepat di depan penerima, atau di tengah transmisi. serat yang digunakan di suatu tempat. Penguat terdistribusi dalam serat transmisi itu sendiri juga dapat digunakan. Lampu pompa biasanya disuntikkan pada port penerima atau pemancar, atau kedua port disuntikkan secara bersamaan. Penguat terdistribusi ini dapat mencapai penguatan keseluruhan yang serupa, namun penguatan per satuan panjang jauh lebih rendah. Artinya, hal ini dapat mempertahankan tingkat daya sinyal yang wajar ketika ada kehilangan transmisi, daripada meningkatkan daya beberapa desibel.

Pro dan kontra:

Salah satu keuntungan menggunakan amplifier terdistribusi adalah kebisingan amplifier yang lebih rendah pada link. Hal ini terutama karena kekuatan sinyal dipertahankan sepanjang waktu, bukan pada tingkat yang sangat rendah, seperti halnya dengan amplifier diskrit. Kekuatan sinyal puncak kemudian dapat dikurangi tanpa menambahkan noise amplifier. Hal ini sebenarnya mengurangi efek nonlinier serat yang berpotensi merugikan.

Kerugian yang sangat besar dari amplifier terdistribusi adalah kebutuhan akan daya pompa yang lebih tinggi. Hal ini berlaku untuk amplifier Raman dan amplifier yang didoping tanah jarang, yang dibahas di bawah.

Keuntungan dari berbagai jenis amplifier bergantung pada sistem transmisi dan karakteristiknya. Misalnya, untuk sistem yang hanya didasarkan pada soliton, faktor penting yang perlu dipertimbangkan adalah rentang panjang gelombang dan bandwidth sinyal.

Penguat laser terdistribusi

Penguat distribusi dapat diimplementasikan dalam dua bentuk berbeda. Metode pertama adalah dengan menggunakan serat transmisi yang mengandung beberapa ion yang didoping tanah jarang, seperti ion erbium, tetapi konsentrasi dopingnya harus jauh lebih rendah dibandingkan dengan serat penguat biasa. Meskipun serat silika umumnya digunakan untuk komunikasi, kelarutannya dalam ion tanah jarang sangat rendah, dan doping yang rendah dapat menghindari efek pendinginan. Namun, karena transmisi serat optik juga memiliki beberapa keterbatasan lain, sulit untuk mengoptimalkan serat optik agar memiliki bandwidth gain yang besar. Secara khusus, doping apa pun akan meningkatkan kerugian transmisi, yang bukan merupakan masalah serius pada amplifier diskrit pendek.

Karena lampu pompa dari penguat terdistribusi juga perlu ditransmisikan melalui jarak jauh, maka akan mengalami kehilangan transmisi. Jika panjang gelombang pompa jauh lebih kecil dari panjang gelombang sinyal, kerugiannya bahkan lebih besar daripada cahaya sinyal. Oleh karena itu, amplifier doped erbium distribusi panjang perlu menggunakan lampu pompa 1,45 mikron daripada lampu 980nm yang umum digunakan. Hal ini pada gilirannya akan memberikan lebih banyak batasan pada bentuk spektral penguatan penguat. Bahkan dengan panjang gelombang pompa yang panjang, kebutuhan daya pompa lebih tinggi karena rugi-rugi pompa dibandingkan dengan amplifier serat diskrit.

Penguat Raman Terdistribusi

Jenis penguat terdistribusi lainnya adalah penguat Raman, yang tidak memerlukan doping tanah jarang. Sebaliknya, ia menggunakan hamburan Raman terstimulasi untuk mencapai proses amplifikasi. Demikian pula serat transmisi sulit dioptimalkan untuk proses amplifikasi Raman karena rugi-rugi transmisi harus rendah dan lampu pompa juga mengalami rugi-rugi transmisi. Oleh karena itu diperlukan daya pompa yang sangat tinggi.

Spektrum penguatan sumber pompa bergantung pada komposisi kimia inti serat. Spektrum penguatan yang lebih luas dapat dicapai dengan menggabungkan panjang gelombang pompa yang berbeda.