ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ ഗെയിൻ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ

ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഒരു ഡോപ്പ് ചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ഒരു നേട്ട മാധ്യമമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയറാണ് EDFA. ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്യേണ്ട സിഗ്നലും ഒരു പമ്പ് ലേസറും ഡോപ്പ് ചെയ്ത ഫൈബറിലേക്ക് മൾട്ടിപ്ലക്‌സ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ ഡോപ്പിംഗ് അയോണുകളുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെ സിഗ്നൽ വർദ്ധിപ്പിക്കും. സിലിക്ക അധിഷ്‌ഠിത ഫൈബറിന്റെ കുറഞ്ഞ നഷ്‌ടമുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ വിൻഡോയ്ക്ക് അനുയോജ്യമായ ഏറ്റവും അറിയപ്പെടുന്നതും പതിവായി ഉപയോഗിക്കുന്നതുമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ ആംപ്ലിഫയർ ആണ് EDFA. 

EDFA-കളുടെ ഒരു പ്രത്യേക ആകർഷണം അവയുടെ വലിയ നേട്ടത്തിന്റെ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്താണ്, ഇത് സാധാരണയായി പതിനായിരക്കണക്കിന് നാനോമീറ്ററുകളാണ്, അതിനാൽ യഥാർത്ഥത്തിൽ നേട്ടം കുറയുന്നതിന്റെ ഫലങ്ങളൊന്നും അവതരിപ്പിക്കാതെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഡാറ്റാ നിരക്കുകളുള്ള ഡാറ്റാ ചാനലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇത് മതിയാകും. ഗെയിൻ റീജിയനിലെ വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളിൽ ഒരേസമയം നിരവധി ഡാറ്റ ചാനലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഒരൊറ്റ EDFA ഉപയോഗിക്കാം. അത്തരം ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ ലഭ്യമാകുന്നതിന് മുമ്പ്, ഫൈബർ-ഒപ്റ്റിക് ലിങ്കിന്റെ ദൈർഘ്യമേറിയ ഫൈബർ സ്പാനുകൾക്കിടയിൽ എല്ലാ ചാനലുകളും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് പ്രായോഗികമായ ഒരു രീതിയും ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. ഒരാൾക്ക് എല്ലാ ഡാറ്റാ ചാനലുകളും വിഭജിക്കേണ്ടതുണ്ട്, അവയെ ഇലക്‌ട്രോണിക് ആയി കണ്ടെത്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുക, ഒപ്റ്റിക്കലായി വീണ്ടും സമർപ്പിക്കുക, വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കുക. ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ ആമുഖം സങ്കീർണ്ണതയിൽ വലിയ കുറവും വിശ്വാസ്യതയിൽ അതിനനുസരിച്ചുള്ള വർദ്ധനവും വരുത്തി. 

മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് വഴിയുള്ള ഡബ്ല്യുഡിഎം സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് സി, എൽ-ബാൻഡ് ഭരണകൂടങ്ങളിലെ തരംഗദൈർഘ്യ ചാനലുകളുടെ ഒരു സ്ട്രീം ഒരേസമയം ആവശ്യമുള്ള പവർ ലെവലിലേക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അവിടെ ഏതെങ്കിലും പ്രത്യേക ചാനലിന്റെ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ സിഗ്നൽ തരംഗദൈർഘ്യത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, സിസ്റ്റത്തിലുള്ള സിഗ്നലുകളുടെ എണ്ണം, ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ ശക്തികളും അതിന്റെ ആഗിരണവും എമിഷൻ ക്രോസ്-സെക്ഷനുകളും.

വേവ്ലെങ്ത്ത് ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലെക്‌സിംഗ് (WDM) പോലെയുള്ള ദീർഘദൂര മൾട്ടിചാനൽ ലൈറ്റ്‌വേവ് ട്രാൻസ്മിഷൻ സിസ്റ്റങ്ങളിലെ പ്രധാന ഘടകമാണ് നേട്ടം പരന്ന എർബിയം-ഡോപ്പഡ് ഫൈബർ ആംപ്ലിഫയർ (EDFA). EDFA ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഒരു WDM സിസ്റ്റം നടപ്പിലാക്കുന്നതിലെ ഒരു ബുദ്ധിമുട്ട്, EDFA നേട്ട സ്പെക്ട്രം തരംഗദൈർഘ്യത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നതാണ്. ഒരു WDM സിസ്റ്റത്തിൽ, EDFA ചാനലുകളുടെ തരംഗദൈർഘ്യം തുല്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കണമെന്നില്ല. യൂണിഫോം ഔട്ട്‌പുട്ട് പവറുകളും സമാനമായ സിഗ്നൽ-നോയ്‌സ് റേഷ്യോകളും (എസ്‌എൻആർ) നേടുന്നതിന് ഒരു ഡബ്ല്യുഡിഎം സിസ്റ്റത്തിലെ ഇഡിഎഫ്‌എക്ക് പലപ്പോഴും ഇക്വലൈസ്ഡ് ഗെയിൻ സ്പെക്‌ട്ര ആവശ്യമാണ്. ഒരു ഫ്ലാറ്റ് സ്പെക്ട്രൽ നേട്ടം EDFA രൂപകൽപന ചെയ്യുന്നതിൽ, ഡോപ്പ് ചെയ്ത ഫൈബർ നീളവും പമ്പ് പവറും നിയന്ത്രിക്കുക, ഒപ്റ്റിക്കൽ നോച്ച് ഫിൽട്ടറിന്റെ സ്വഭാവം ശരിയായി തിരഞ്ഞെടുക്കൽ, ഒരു അക്കോസ്‌റ്റോ-ഒപ്റ്റിക് ട്യൂണബിൾ ഫിൽട്ടർ ഉപയോഗിച്ച്, ഒരു അസന്തുലിതമായി വിശാലമാക്കിയ നേട്ടം മീഡിയം ഉപയോഗിച്ച് എന്നിങ്ങനെ നിരവധി രീതികളുണ്ട്. ഈ പേപ്പർ ഡോപ്പ് ചെയ്ത ഫൈബർ നീളവും തന്നിരിക്കുന്ന ഇൻപുട്ട് പവറിന് -26dBm-ന്റെ പമ്പ് പവറും 8dBm-ൽ കൂടുതൽ ആവശ്യമുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ട് പവറും നിയന്ത്രിച്ചുകൊണ്ട് EDFA-യുടെ പരന്നത കൈവരിക്കുന്നു.

ഒപ്റ്റിക്കൽ ലൈൻ സിസ്റ്റം