Introduction de l'amplificateur optique

- May 16, 2019-

Introduction de l'amplificateur optique

Avec le développement rapide des réseaux de communication optiques, des longueurs de transmission plus longues sont nécessaires. L'amplificateur optique peut satisfaire aux exigences des réseaux de communication optiques. Un amplificateur optique est un dispositif qui amplifie directement un signal optique, sans qu'il soit nécessaire de le convertir au préalable en signal électrique. Un amplificateur optique peut être considéré comme un laser sans cavité optique ou dans lequel le retour de la cavité est supprimé. Cet article va vous aider à mieux comprendre l'amplificateur optique.

Principes de travail de l'amplificateur optique

Une liaison de communication optique de base contient un émetteur et un récepteur, reliés par un câble à fibres optiques. Bien que les signaux transmis dans la fibre optique subissent une atténuation beaucoup moins grande que dans d’autres supports, tels que le cuivre, il existe toujours une limite d’environ 100 km sur la distance que les signaux peuvent parcourir avant de devenir trop bruyant pour être détectés.

Les amplificateurs optiques sont largement utilisés dans les liaisons de données à fibres optiques. La figure 1 illustre trois manières d'utiliser des amplificateurs optiques pour renforcer les performances des liaisons de données optiques. Un amplificateur est utilisé pour augmenter la sortie optique d'un émetteur optique juste avant que le signal n'entre dans une fibre optique. Le signal optique est atténué lorsqu’il se déplace dans la fibre optique. Un amplificateur en ligne est utilisé pour restaurer (régénérer) le signal optique à son niveau de puissance d'origine. Un préamplificateur optique est utilisé à la fin de la liaison par fibre optique afin d'augmenter la sensibilité d'un récepteur optique.

Amplificateur optique in-a-optical-communication-link1

Figure 1. Amplificateurs optiques dans les liaisons de communication à fibres optiques

Caractéristiques de l'amplificateur optique
  • Ratio puissance de sortie / puissance d'entrée

  • Gain en tant que fuction de puissance d'entrée

  • Gamme de longueurs d'onde sur laquelle l'amplificateur est efficace

  • Puissance de sortie maximale, au-delà de laquelle aucune amplification n'est atteinte

  • signal indésirable dû au traitement physique dans l'amplificateur

Types d'amplificateur optique

Il existe trois types d'amplificateurs optiques les plus couramment utilisés, comme indiqué de gauche à droite: l'amplificateur à fibre dopée à l'erbium, l'amplificateur optique à semi-conducteur et l'amplificateur Raman à fibre.


Le milieu amplificateur est une fibre optique en verre dopée aux ions erbium. L'erbium est pompé dans un état d'inversion de population avec une entrée optique séparée. Le milieu à gain optique en verre dopé à l'erbium amplifie la lumière à des longueurs d'onde voisines de 1550 nm, longueurs d'onde optiques qui subissent une atténuation minimale dans les fibres optiques. L’amplificateur à fibre dopée à l’erbium (EDFA) est l’amplificateur à fibre le plus utilisé. Les amplificateurs de fibres optiques (EDFA) dopés à l'erbium ont un faible bruit et peuvent amplifier simultanément de nombreuses longueurs d'onde, faisant de l'EDFA l'amplificateur de choix pour la plupart des applications de communications optiques.

amplificateur à fibre dopée à l'erbium

Figure 2. Principe de fonctionnement de l'amplificateur à fibre dopée à l'erbium

Le milieu de gain est InGaAsP non dopé. Ce matériau peut être personnalisé pour fournir une amplification optique à des longueurs d'onde proches de 1,3 µm ou proches de 1,5 µm, des longueurs d'onde importantes pour les communications optiques. D'autres semi-conducteurs peuvent être utilisés pour amplifier des signaux optiques à d'autres longueurs d'onde. Les faces d’entrée et de sortie de l’amplificateur sont traitées antireflet afin d’empêcher les retours optiques vers le milieu à gain et les lasers. L’amplificateur optique semi-conducteur, avec ses caractéristiques de petit boîtier, ses applications peu coûteuses et son utilisation potentielle pour la commutation optique, est un excellent choix pour la plupart des clients.

Amplificateur optique A-semiconductor

Figure 3. Principe de fonctionnement de l'amplificateur optique à semi-conducteur

Dans un amplificateur Raman, le signal est intensifié par amplification Raman. Contrairement à l'EDFA et au SOA, l'effet d'amplification est obtenu par une interaction non linéaire entre le signal et un laser de pompage au sein d'une fibre optique. Il existe deux types d’amplificateurs Raman: distribué et groupé. Un amplificateur Raman distribué est un amplificateur dans lequel la fibre de transmission est utilisée comme support de gain en multiplexant une longueur d'onde de pompe avec une longueur d'onde de signal, tandis qu'un amplificateur Raman localisé utilise une longueur de fibre dédiée plus courte pour fournir une amplification.

Amplificateur Raman de fibre A

Figure 4. Principe de fonctionnement de l'amplificateur Raman

Conclusion

L'amplificateur optique joue un rôle très important dans les réseaux optiques modernes, permettant la transmission de nombreux térabits de données sur des distances allant jusqu'à des milliers de kilomètres. Les amplificateurs optiques fournis par FOCC sont conçus pour tous les segments de réseau et toutes les applications. Pour plus d'informations, rendez- vous sur www.focc-fiber.com .

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