1. درجہ بندیFIberAmplifiers
آپٹیکل یمپلیفائر کی تین اہم اقسام ہیں:
(1) سیمیکمڈکٹر آپٹیکل یمپلیفائر (ایس او اے ، سیمیکمڈکٹر آپٹیکل یمپلیفائر) ؛
(2) آپٹیکل فائبر یمپلیفائر نایاب زمین کے عناصر (ایربیم ای آر ، تھولیم ٹی ایم ، پریسیوڈیمیم پی آر ، روبیڈیم این ڈی ، وغیرہ) کے ساتھ ڈوپڈ ہیں ، بنیادی طور پر ایربیئم ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر (ایڈفا) ، نیز تھولیم ڈوپڈ فائبر یمپلیفائرز (ٹی ڈی ایف اے) اور پراسیوڈیمیم ڈوپڈ فائبر یمپلیفائرز (پی ڈی ایف اے) ، وغیرہ۔
(3) نون لائنر فائبر یمپلیفائر ، بنیادی طور پر فائبر رامان یمپلیفائر (ایف آر اے ، فائبر رامان یمپلیفائر)۔ ان آپٹیکل یمپلیفائر کی بنیادی کارکردگی کا موازنہ ٹیبل میں دکھایا گیا ہے
ای ڈی ایف اے (ایربیم ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر)
ایک کثیر سطح کا لیزر نظام نایاب زمین کے عناصر (جیسے این ڈی ، ای آر ، پی آر ، ٹی ایم ، وغیرہ) کے ساتھ کوارٹج فائبر کو ڈوپ کرکے تشکیل دیا جاسکتا ہے ، اور ان پٹ سگنل لائٹ کو پمپ لائٹ کی کارروائی کے تحت براہ راست بڑھا دیا جاتا ہے۔ مناسب آراء فراہم کرنے کے بعد ، ایک فائبر لیزر تشکیل دیا جاتا ہے۔ این ڈی ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر کی کام کرنے والی طول موج 1060nm اور 1330nm ہے ، اور فائبر آپٹک مواصلات اور دیگر وجوہات کے بہترین سنک بندرگاہ سے انحراف کی وجہ سے اس کی ترقی اور اطلاق محدود ہے۔ ای ڈی ایف اے اور پی ڈی ایف اے کی آپریٹنگ طول موج آپٹیکل فائبر مواصلات کی سب سے کم نقصان (1550nm) اور صفر بازی طول موج (1300nm) کی کھڑکی میں ہیں ، اور ٹی ڈی ایف اے ایس بینڈ میں کام کرتا ہے ، جو آپٹیکل فائبر مواصلات کے نظام کی ایپلی کیشنز کے لئے بہت موزوں ہیں۔ خاص طور پر ای ڈی ایف اے ، سب سے تیز رفتار ترقی ، عملی رہی ہے۔
Pای ڈی ایف اے کا رنسپل
The basic structure of EDFA is shown in Figure 1(a), which is mainly composed of an active medium (erbium-doped silica fiber about tens of meters long, with a core diameter of 3-5 microns and a doping concentration of (25-1000)x10-6) , pump light source (990 or 1480nm LD), optical coupler and optical isolator. سگنل لائٹ اور پمپ لائٹ ایک ہی سمت (کوڈریکشنل پمپنگ) ، مخالف سمتوں (ریورس پمپنگ) یا دونوں سمتوں (دو طرفہ پمپنگ) میں ایربیم فائبر میں پھیل سکتی ہے۔ جب ایک ہی وقت میں سگنل لائٹ اور پمپ لائٹ کو ایربیم فائبر میں انجکشن لگایا جاتا ہے تو ، ایربیم آئن پمپ لائٹ (شکل 1 (بی) ، ایک تین سطح کا نظام) کی کارروائی کے تحت اعلی توانائی کی سطح پر بہت پرجوش ہوجاتے ہیں ، اور فوری طور پر میٹاسٹیبل توانائی کی سطح پر گر جاتے ہیں ، جب یہ سگنل سگنل کی روشنی کے عمل کے تحت زمینی حالت میں لوٹتا ہے تو ، فوٹوونز فوٹونز کو اسی طرح کا پتہ لگاتے ہیں۔ چترا 1 (سی) اس کا ایک بڑا بینڈوتھ (20-40nm تک) اور دو چوٹیوں کے ساتھ بالترتیب 1530nm اور 1550nm کے ساتھ اس کا بڑھا ہوا اچانک اخراج (ASE) سپیکٹرم ہے۔
ای ڈی ایف اے کے بنیادی فوائد اعلی فائدہ ، بڑے بینڈوتھ ، اعلی آؤٹ پٹ پاور ، اعلی پمپ کی کارکردگی ، کم اندراج میں کمی ، اور پولرائزیشن حالت میں بے حسی ہیں۔
2. فائبر آپٹیکل یمپلیفائر کے ساتھ مسائل
اگرچہ آپٹیکل یمپلیفائر (خاص طور پر ای ڈی ایف اے) کے بہت سے بقایا فوائد ہیں ، لیکن یہ کوئی مثالی یمپلیفائر نہیں ہے۔ اضافی شور کے علاوہ جو سگنل کے SNR کو کم کرتا ہے ، کچھ اور کوتاہیاں بھی ہوتی ہیں ، جیسے:
- یمپلیفائر بینڈوتھ کے اندر حاصل کرنے والے اسپیکٹرم کی عدم مساوات ملٹی چینل پروردن کی کارکردگی کو متاثر کرتی ہے۔
- جب آپٹیکل یمپلیفائر کاسکیڈ ہوجاتے ہیں تو ، ASE شور ، فائبر بازی اور نان لائنر اثرات کے اثرات جمع ہوجائیں گے۔
ان امور پر اطلاق اور سسٹم ڈیزائن میں غور کرنا چاہئے۔
3. آپٹیکل فائبر مواصلات کے نظام میں آپٹیکل یمپلیفائر کا اطلاق
آپٹیکل فائبر مواصلات کے نظام میں ،فائبر آپٹیکل یمپلیفائرٹرانسمیشن پاور کو بڑھانے کے لئے نہ صرف ٹرانسمیٹر کے پاور بوسٹ یمپلیفائر کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے ، بلکہ وصول کنندہ کی حساسیت کو بہتر بنانے کے ل the وصول کنندہ کے ایک پریپلیفائر کے طور پر بھی استعمال کیا جاسکتا ہے ، اور یہ روایتی آپٹیکل الیکٹرک آپٹیکل ریپیٹر کو بھی تبدیل کرسکتا ہے ، تاکہ ٹرانسمیشن کے فاصلے کو بڑھا سکے اور تمام آپٹیکل مواصلات کا ادراک کیا جاسکے۔
آپٹیکل فائبر مواصلات کے نظام میں ، ٹرانسمیشن کے فاصلے کو محدود کرنے والے اہم عوامل آپٹیکل فائبر کے نقصان اور بازی ہیں۔ ایک تنگ اسپیکٹرم روشنی کے ذریعہ کا استعمال ، یا صفر ڈسپرسن طول موج کے قریب کام کرنا ، فائبر بازی کا اثر کم ہے۔ اس سسٹم کو ہر ریلے اسٹیشن پر سگنل ٹائمنگ کی تخلیق نو (3R ریلے) کو مکمل کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ آپٹیکل یمپلیفائر (1R ریلے) کے ساتھ آپٹیکل سگنل کو براہ راست بڑھانے کے لئے یہ کافی ہے۔ آپٹیکل یمپلیفائر نہ صرف طویل فاصلے پر ٹرنک سسٹم میں بلکہ آپٹیکل فائبر ڈسٹری بیوشن نیٹ ورکس میں بھی استعمال کیے جاسکتے ہیں ، خاص طور پر ڈبلیو ڈی ایم سسٹم میں ، ایک ساتھ متعدد چینلز کو بڑھانے کے لئے۔
1) ٹرنک آپٹیکل فائبر مواصلات کے نظام میں آپٹیکل یمپلیفائر کا اطلاق
انجیر 2 ٹرنک آپٹیکل فائبر مواصلات کے نظام میں آپٹیکل یمپلیفائر کے اطلاق کا ایک اسکیمیٹک آریھ ہے۔ (a) تصویر سے پتہ چلتا ہے کہ آپٹیکل یمپلیفائر ٹرانسمیٹر کے پاور بوسٹ یمپلیفائر اور وصول کنندہ کے پریپلیفائر کے طور پر استعمال ہوتا ہے تاکہ غیر ریلے فاصلہ دوگنا ہوجائے۔ مثال کے طور پر ، ای ڈی ایف اے کو اپنانا ، سسٹم ٹرانسمیشن 1.8GB/s کا فاصلہ 120 کلومیٹر سے 250 کلومیٹر تک بڑھتا ہے یا اس سے بھی 400 کلومیٹر تک پہنچ جاتا ہے۔ چترا 2 (بی)-(ڈی) ملٹی ریلی سسٹم میں آپٹیکل یمپلیفائر کا اطلاق ہے۔ چترا (بی) روایتی 3R ریلے وضع ہے۔ چترا (سی) 3R ریپیٹرز اور آپٹیکل یمپلیفائر کا مخلوط ریلے وضع ہے۔ چترا 2 (د) یہ ایک آل آپٹیکل ریلے وضع ہے۔ آل آپٹیکل مواصلات کے نظام میں ، اس میں وقت اور تخلیق نو کے سرکٹس شامل نہیں ہیں ، لہذا یہ بٹ شفاف ہے ، اور یہاں "الیکٹرانک بوتل سرگوشی" کی کوئی پابندی نہیں ہے۔ جب تک کہ دونوں سروں پر بھیجنے اور وصول کرنے والے سامان کو تبدیل کیا جائے ، کم شرح سے اعلی شرح میں اپ گریڈ کرنا آسان ہے ، اور آپٹیکل یمپلیفائر کو تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔
2) آپٹیکل فائبر ڈسٹری بیوشن نیٹ ورک میں آپٹیکل یمپلیفائر کا اطلاق
آپٹیکل یمپلیفائر (خاص طور پر ای ڈی ایف اے) کے اعلی پاور آؤٹ پٹ فوائد براڈ بینڈ ڈسٹری بیوشن نیٹ ورکس میں بہت کارآمد ہیں (جیسے جیسےکیٹوینیٹ ورکس)۔ روایتی کیٹ وی نیٹ ورک سماکشیی کیبل کو اپناتا ہے ، جس کو ہر کئی سو میٹر کے فاصلے پر بڑھاوا دینے کی ضرورت ہوتی ہے ، اور نیٹ ورک کی خدمت کا رداس تقریبا 7 7 کلومیٹر ہے۔ آپٹیکل یمپلیفائر کا استعمال کرتے ہوئے آپٹیکل فائبر کیٹ وی نیٹ ورک نہ صرف تقسیم شدہ صارفین کی تعداد میں بہت زیادہ اضافہ کرسکتا ہے ، بلکہ نیٹ ورک کے راستے کو بھی بہت بڑھا سکتا ہے۔ حالیہ پیشرفتوں سے یہ ظاہر ہوا ہے کہ آپٹیکل فائبر/ہائبرڈ (ایچ ایف سی) کی تقسیم دونوں کی طاقت کو کھینچتی ہے اور اس میں مضبوط مسابقت ہوتی ہے۔
چترا 4 ٹی وی کے 35 چینلز کے AM-VSB ماڈلن کے لئے آپٹیکل فائبر ڈسٹری بیوشن نیٹ ورک کی ایک مثال ہے۔ ٹرانسمیٹر کا روشنی کا ماخذ DFB-LD ہے جس کی طول موج 1550nm اور 3.3dbm کی آؤٹ پٹ پاور ہے۔ 4 سطح کے ای ڈی ایف اے کو پاور ڈسٹری بیوشن یمپلیفائر کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ، اس کی ان پٹ پاور تقریبا -6 ڈی بی ایم ہے ، اور اس کی آؤٹ پٹ پاور تقریبا 13 ڈی بی ایم ہے۔ آپٹیکل وصول کنندہ حساسیت -9.2d Bm. تقسیم کی 4 سطحوں کے بعد ، صارفین کی کل تعداد 4.2 ملین تک پہنچ گئی ہے ، اور نیٹ ورک کا راستہ دسیوں کلومیٹر سے زیادہ ہے۔ ٹیسٹ کا وزن والے سگنل سے شور کا تناسب 45 ڈی بی سے زیادہ تھا ، اور ای ڈی ایف اے نے سی ایس او میں کمی کا سبب نہیں بنایا۔
پوسٹ ٹائم: اے پی آر -23-2023