- •Лекция 15: Оптические телекоммуникационные системы: Компонентная база
- •Базовая структура линии (точка-точка)
- •Преобразование электроника-оптика-электроника
- •Передатчик
- •Источники оптического излучения
- •Источники оптического излучения
- •Модуляция
- •Модуляция
- •Модуляция
- •Модуляция
- •Приемник
- •Приемник: Фотодиоды
- •Приемник: Фотодиоды
- •Различные структуры фотодиодов
- •Принцип работы PIN диода
- •Основные характеристики фотодиода
- •Чувствительность фотодиода
- •Спектральные характеристики
- •Технология изготовления
- •Эквивалентная электрическая схема
- •Ёмкость фотоприемника
- •Полоса пропускания
- •Искажения сигнала
- •Темновой ток
- •Типовые характеритики фотодиодов
- •Функциональная схема фотоприемника
- •Типы фотоприемников
- •Регенерация и усиление
- •Энергетический бюджет
- •Расстояние передачи
- •Зависимость от битовой скорости
- •Трансмиттер
- •Система с оптическими усилителями
- •Оптические усилители
- •Для чего нужны оптические усилители в волоконно-оптических системах связи?
- •Идеальный оптический усилитель
- •Реальный оптический усилитель
- •Классификация оптических усилителей (по применению)
- •Классификация оптических усилителей (по принципу действия)
- •Усилители на активном волокне
- •Эрбиевый волоконный усилитель (EDFA)
- •Конфигурации EDFA
- •Выравнивание спектра (gain equalization)
- •Насыщение
- •Переходные процессы в EDFA
- •Активная компенсация
- •Noise Figure
- •Источники шумов
- •Коммерческие образцы
- •Полупроводниковый оптический усилитель (SOA)
- •Линия усиления SOA
- •Насыщение SOA
- •Динамика и переходные процессы
- •Cross Gain модуляция
- •Шумы SOA
- •Поляризационная зависимость
- •Преимущества SOA
- •SOA vs EDFA
- •Распределенные волоконные усилители. Рамановские усилители.
- •Рамановский сдвиг. ВКР.
- •Рамановский усилитель.
- •Преимущества RFA
- •Заключение
- •Устройства управления оптическими каналами
- •WDM система
- •Мультиплексоры/демультиплексоры
- •Мультиплексоры/демультиплексоры
- •Мультиплексоры/демультиплексоры
- •Мультиплексоры/демультиплексоры
- •Мультиплексоры/демультиплексоры ввода-вывода
- •OADM Illustrated
- •OADM Illustrated
- •OADM Illustrated
- •OADM Illustrated
- •OADM Illustrated
- •OADM Illustrated
- •Перестраиваемые устройства
- •Перестраиваемые устройства
- •Перестраиваемые устройства
Коммерческие образцы
EDFA has revolutionized optical communications
All optical and fiber compatible
Wide bandwidth, 20~70 nm
High gain, 20~40 dB
High output power, >200mW
Bit rate, modulation format, power and wavelength insensitive
Low distortion and low noise (NF<5dB)
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
Полупроводниковый оптический усилитель (SOA)
Для подавления обратной связи используются три подхода:
•Антиотражающее покрытие
•Наклонный активный регион
•Прозрачное окно
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
Линия усиления SOA
Single SOA
•40-80 nm, InGaAs/InGaAsP. Spanning from 1250-1650 nm
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
Насыщение SOA
•Semiconductor Optical amplifiers saturate similarly to a 2 level atom
•The typical saturation output power for
•SOAs is around 5-10 mW
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
Динамика и переходные процессы
•Негативным является возможность перекрестных помех
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
Cross Gain модуляция
•Насыщение приводит к изменению спектра усиления. Возникает модуляция
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
Шумы SOA
•SOA имеет более высокий уровень шумов из-за низкой эффективности ввода в
волокно.
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
Поляризационная зависимость
Three main approaches
•Connect the amplifiers in series
•Residual facet reflectivity
•can cause undesired coupling between amplifiers resulting in poor noise and dynamic performance
•Connect them in parallel
•Good solution but complex
•Double pass with polarizaion
•rotation
•Automatic 6 db loss due to coupler
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
Преимущества SOA
•Малый размер и интегрально-оптическое исполнение
•Накачка током
•Усиление не зависит от длины волны
Недостатки SOA
•Поляризационная зависимость
•Перекрестные помехи и нелинейные эффекты
•Чрезвычайно малое время жизни возбужденных состояний.
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
SOA vs EDFA
•Как усилители SOA существенно уступают EDFA.
•Но SOA могут быть использованы в оптических переключателях.
2009 Information Optics, Ltd.
O |
p t i c s |
