TÍN HIỆU QUANG
2.3Bộ khuyếch đại quang Raman
quang Sợi quang Khuyếch đại điện Hình 2.20- Bộ lặp điện.
Nhược điểm của bộ lặp điện
Các bộ lặp điện như trên rất phức tạp về thành phần cũng như hoạt động, chúng bị hạn chế bởi khả năng của các thiết bị điện tử. Việc giám sát các bộ lặp điện này cũng rất phức tạp. Các bộ lặp điện chỉ phù hợp cho các hệ thống đơn kênh tốc độ thấp. Đối với các hệ thống ghép kênh WDM thì các bộ lặp điện không đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống vì nó quá phức tạp. Mỗi bộ lặp chỉ đáp ứng được cho một kênh bước sóng, do đó phải thực hiện tách các kênh quang trước khi thực hiện lặp điện và sau khi lặp từng kênh phải sử dụng bộ ghép kênh quang để ghép các kênh lại với nhau. Hơn nữa hoạt động của các bộ lặp điện phụ thuộc vào dạng điều chế của tín hiệu, phải tái tạo lại tín hiệu điện bằng phương pháp giải điều chế tương ứng. Vì vậy việc nâng cấp hệ thống sử dụng bộ lặp điện rất phức tạp.
Ngược lại, trong các hệ thống sử dụng khuyếch đại quang, các bộ khuyếch đại quang không bị giới hạn bởi các thiết bị điện tử vì bộ khuyếch đại quang khuyếch đại trực tiếp
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Ứng dụng SRS khuyếch đại tín hiệu quang tín hiệu quang, không qua bất kỳ một giai đoạn chuyển đổi quang điện nào. Khuyếch đại quang không phụ thuộc vào dạng tín hiệu và dạng điều chế do nó chỉ tác động vào thành phần biên độ chứ không tác động vào thành phần thời gian và dạng tín hiệu. Khi thay đổi phương pháp điều chế thì hệ thống không cần thay đổi các bộ khuyếch đại. Do đó khuyếch đại quang tạo điều kiện dễ dàng nâng cấp hệ thống. Ngoài ra, khuyếch đại quang có thể cho phép khuyếch đại đồng thời các kênh quang trong toàn bộ dải tần. Do đó khi thêm một kênh quang nếu như bước sóng mới nằm trong dải khuyếch đại bằng phẳng của bộ khuyếch đại quang thì không cần thiết thay đổi bộ khuyếch đại quang.
Năm 1996, bộ khuyếch đại quang đầu tiên được sử dụng trong hệ thống cáp quang TAT 12,13 do AT&T và các đối tác lắp đặt. Hệ thống thông tin này với việc sử dụng khuyếch đại quang sợi pha tạp đất hiếm EDFA đã tăng dung lượng của hệ thống lên gấp 10 lần. Tuyến TAT-12 có tổng chiều dài là 5900 km với khoảng cách giữa các bộ khuyếch đại quang là 33 km. Có thể nói khuyếch đại quang là chìa khoá cho sự phát triển của các mạng quang dung lượng lớn và cự ly xa.
2.2Những khái niệm cơ bản về khuyếch đại quang.
2.2.1Phổ khuyếch đại và băng tần bộ khuyếch đại
Hầu hết các bộ khuyếch đại quang đều thông qua hiệu ứng phát xạ kích thích. Khuyếch đại đạt được khi bộ khuyếch đại được bơm quang hay bơm điện để thoả mãn điều kiện đảo lộn mật độ. Nhìn chung khuyếch đại quang không chỉ phụ thuộc vào tần số (hoặc bước sóng) của tín hiệu tới mà còn phụ thuộc vào cường độ bơm ở các điểm bên trong sợi tức là phụ thuộc cả vào môi trường khuyếch đại. Để đơn giản giả sử môi trường khuyếch đại là đồng nhất. Khi đó hệ số khuyếch đại có thể được tính theo công thức: s P P T g g / ) ( 1 ) ( 2 2 2 0 0 + − + = ω ω ω (2.0)
Trong đó g0là giá trị đỉnh của khuyếch đại,ω là tần số của tín hiệu quang tới,ω0 là tần số dao động của nguyên tử,P là công suất của tín hiệu được khuyếch đại,Ps là công suất bão hoà. Công suất bão hoà Ps phụ thuộc vào các tham số của môi trường khuyếch đại. Hệ số T2 trong phương trình (2.1) được gọi là thời gian hồi phục phân cực, thường