Fondamentalmente ciò che risolvono gli amplificatori in fibra ottica è il problema della distanza tradizionale come in qualsiasi sistema di telecomunicazione a lunga distanza come un collegamento transatlantico. Quando i segnali ottici viaggiano attraverso la fibra, i segnali diventano più deboli in potenza. Più vai avanti, più debole diventa il segnale finché diventa troppo debole per essere rilevato in modo affidabile.
I sistemi di comunicazione in fibra ottica risolvono questo problema utilizzando gli amplificatori in fibra lungo il percorso. Un ripetitore o amplificatore è inserito nel sistema in un punto in cui il segnale è diventato debole, per aumentare la forza del segnale in modo che possa essere trasmesso attraverso un';altra lunghezza di cavo in fibra. Molti amplificatori o ripetitori possono essere posizionati in sequenza per mantenere il segnale forte lungo l';intero collegamento in fibra.
Cos';è un amplificatore operazionale? Esercitazione sull';amplificatore operativo &; circuito del microfono super spy
:: Quali sono le differenze tra un ripetitore e un amplificatore in fibra ottica?
Tradizionalmente, i ripetitori elettronici venivano utilizzati per l';amplificazione del segnale ottico. Un ripetitore è un dispositivo opto-elettro-opto. Converte un segnale ottico debole in segnale elettronico, pulisce il segnale elettronico e quindi converte il segnale elettronico in segnale ottico con un trasmettitore ad onde leggere. Il trasmettitore ad onde leggere emette molta più potenza del segnale ottico in ingresso e quindi lo amplifica.
Tuttavia, questo è un processo scomodo e costoso ed è per questo che è stato sostituito dalla nuova tecnologia degli amplificatori in fibra ottica.
Un amplificatore a fibra ottica è un dispositivo puramente ottico. Non converte affatto il segnale ottico in ingresso nel segnale elettronico. Fondamentalmente, puoi chiamarlo un laser in linea. E un amplificatore a fibra ottica può amplificare simultaneamente dozzine di canali ottici poiché non convertono ciascun canale in segnali elettronici separatamente.
:: Cosa sono gli amplificatori in fibra ottica e come funzionano?
L';amplificatore a fibra ottica è una sezione di fibra ottica che è drogata con un elemento di terre rare come l';erbio o il praseodimio.
Gli atomi di erbio o praseodimio possono essere pompati dalla luce ad alta potenza (pompa laser) in stato eccitato. Ma non sono stabili nello stato eccitato. Quando i segnali ottici che devono essere amplificati passano attraverso la fibra, stimolano gli atomi di erbio eccitati. Gli atomi di erbio salteranno dallo stato eccitato del livello di alta potenza a uno stato stabile a basso livello di potenza e rilasciano la loro energia sotto forma di fotoni luminosi emessi allo stesso tempo. I fotoni emessi hanno la stessa lunghezza e lunghezza d';onda del segnale ottico di ingresso, quindi amplificano il segnale ottico.
Questa è una forma molto conveniente di amplificatore per un sistema di comunicazione a fibre ottiche poiché è un amplificatore in linea, quindi elimina la necessità di eseguire il processo di conversione ottico-elettrico ed elettrico-ottico.
Le lunghezze d';onda del laser della pompa e le lunghezze d';onda del segnale ottico corrispondente sono parametri chiave per il funzionamento degli amplificatori in fibra. Queste lunghezze d';onda dipendono dal tipo di elemento delle terre rare drogato nella fibra e anche dalla composizione del vetro nella fibra.
Un altro termine importante nella comprensione degli amplificatori in fibra è il suo :guadagno:. Guadagno misura l';amplificazione per unità di lunghezza della fibra. Il guadagno dipende sia dai materiali sia dalle condizioni operative e varia in base alla lunghezza d';onda di tutti i materiali.
Per potenze di ingresso basse, la potenza di uscita è proporzionale ai guadagni moltiplicati per la lunghezza della fibra. Quindi, P (output) = P (input) x Gain x Length
Per potenze di input elevate, entra in gioco l';effetto di saturazione del guadagno. Quindi l';incremento della potenza in ingresso produce sempre meno energia in uscita, il che significa essenzialmente che l';amplificatore ha esaurito la potenza necessaria per generare più output.