Introducción del amplificador óptico
Con el rápido desarrollo de las redes de comunicación óptica, se requieren mayores longitudes de transmisión. El amplificador óptico puede satisfacer los requisitos de las redes de comunicación óptica. Un amplificador óptico es un dispositivo que amplifica una señal óptica directamente, sin la necesidad de convertirla primero en una señal eléctrica. Un amplificador óptico se puede considerar como un láser sin una cavidad óptica, o uno en el que se suprime la retroalimentación de la cavidad. Esta publicación te ayudará a comprender mejor el amplificador óptico.
Un enlace de comunicación óptica básico contiene un transmisor y un receptor, con un cable de fibra óptica que los conecta. Aunque las señales que transmiten en fibra óptica sufren una atenuación mucho menor que en otros medios, como el cobre, todavía hay una limitación de aproximadamente 100 km en la distancia a la que pueden viajar las señales antes de ser demasiado ruidosas para ser detectadas.
Los amplificadores ópticos son ampliamente utilizados en enlaces de datos de fibra óptica. La Figura 1 muestra tres formas en que los amplificadores ópticos se pueden usar para fortalecer el rendimiento de los enlaces de datos ópticos. Se utiliza un amplificador de refuerzo para aumentar la salida óptica de un transmisor óptico justo antes de que la señal entre en una fibra óptica. La señal óptica se atenúa a medida que viaja en la fibra óptica. Se utiliza un amplificador en línea para restaurar (regenerar) la señal óptica a su nivel de potencia original. Un preamplificador óptico se opera al final del enlace de fibra óptica para aumentar la sensibilidad de un receptor óptico.
Figura 1. Amplificadores ópticos en enlaces de comunicación de fibra óptica.
Relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada
Ganancia como una fuente de poder de entrada
Rango de longitudes de onda sobre las cuales el amplificador es efectivo
Potencia de salida máxima, más allá de la cual no se alcanza ninguna amplificación
Señal no deseada debido al procesamiento físico en el amplificador.
Hay los tres tipos de amplificadores ópticos más utilizados, como se muestra de izquierda a derecha: el amplificador de fibra dopado con erbio, el amplificador óptico de semiconductor y el amplificador Raman de fibra.
El medio de amplificación es una fibra óptica de vidrio dopada con iones erbio. El erbio se bombea a un estado de inversión de población con una entrada óptica separada. El medio de ganancia óptica de vidrio dopado con erbio amplifica la luz en longitudes de onda cercanas a 1550 nm, longitudes de onda ópticas que sufren una atenuación mínima en las fibras ópticas. El amplificador de fibra dopado con erbio (EDFA) es el amplificador de fibra más implementado. Los amplificadores de fibra óptica dopados con erbio (EDFA) tienen poco ruido y pueden amplificar muchas longitudes de onda simultáneamente, por lo que el EDFA es el amplificador de elección para la mayoría de las aplicaciones en comunicaciones ópticas.
Figura 2. Principio de funcionamiento del amplificador de fibra dopado con erbio.
El medio de ganancia es InGaAsP sin dopar. Este material se puede adaptar para proporcionar amplificación óptica en longitudes de onda cercanas a 1,3 µm o cercanas a 1,5 µm, longitudes de onda importantes para las comunicaciones ópticas. Se pueden usar otros semiconductores para amplificar señales ópticas en otras longitudes de onda. Las caras de entrada y salida del amplificador están recubiertas antirreflectantes para evitar la retroalimentación óptica al medio de ganancia y al láser. El amplificador óptico semiconductor, con sus características de paquete pequeño, aplicaciones de bajo costo y uso potencial para la conmutación óptica, puede ser una gran opción para adaptarse a la mayoría de los clientes.
Figura 3. Principio de funcionamiento del amplificador óptico semiconductor.
En un amplificador Raman, la señal se intensifica mediante la amplificación Raman. A diferencia de EDFA y SOA, el efecto de amplificación se obtiene mediante una interacción no lineal entre la señal y un láser de bomba dentro de una fibra óptica. Hay dos tipos de amplificador Raman: distribuidos y agrupados. Un amplificador Raman distribuido es uno en el que la fibra de transmisión se utiliza como medio de ganancia mediante la multiplexación de una longitud de onda de la bomba con la longitud de onda de la señal, mientras que un amplificador Raman concentrado utiliza una fibra dedicada más corta para proporcionar amplificación.
Figura 4. Principio de funcionamiento del amplificador Raman.
El amplificador óptico desempeña un papel muy importante en las redes ópticas modernas, ya que permite la transmisión de muchos terabits de datos en largas distancias de hasta miles de kilómetros. Los amplificadores ópticos proporcionados por FOCC están diseñados para todos los segmentos y aplicaciones de la red. Para obtener más información, visite www.focc-fiber.com .
