Penguat Optik pasif: EDFA, SOA dan RFA
Sebagai isyarat optik bergerak melalui gentian optik, ia dilemahkan. Dalam aplikasi jarak jauh, isyarat dilemahkan ke titik di mana perlu penguatan semula. Secara tradisinya, peranti yang biasanya dirujuk sebagai repeater telah mencapai penguatan semula ini.
Pengulang adalah pada dasarnya penerima dan pemancar digabungkan dalam satu pakej. Penerima menukar tenaga optik masuk ke dalam tenaga elektrik. Output elektrik dari penerima memacu input elektrik pemancar. Output optik pemancar mewakili versi diperkuatkan isyarat input optik ditambah bunyi.
Teknologi yang tersedia hari ini menghapuskan keperluan untuk repeater. Penguat optik pasif kini digunakan berbanding repeater. Penguat optik pasif menguatkan isyarat secara langsung tanpa memerlukan penukaran optik-ke-elektrik dan elektrik-ke-optik. Terdapat beberapa penguat optik berbeza yang secara pasif menguatkan isyarat optikal: Penguat Fiber Erbium Doped (EDFA), Amplifier Optik Semikonduktor (SOA), dan Amplifier Fiber Raman (RFA), yang semuanya menggunakan teknik yang dipanggil laser pumping.
EDFA
Penguat EDFA biasanya digunakan untuk sambungan serat yang sangat panjang seperti kabel bawah laut. EDFAs menggunakan serat yang telah dirawat atau "doped" dengan erbium, dan ini digunakan sebagai medium amplifikasi. Laser pam beroperasi pada panjang gelombang di bawah panjang gelombang yang akan dikuatkan. Serat doped diberi tenaga dengan pam laser. Oleh kerana isyarat optik diluluskan melalui serat doped ini, atom erbium memindahkan tenaga mereka kepada isyarat, dengan itu meningkatkan tenaga atau kekuatan isyarat semasa ia berlalu. Dengan teknik ini, ia adalah perkara biasa untuk isyarat sehingga 50 kali atau 17dB lebih kuat meninggalkan EDFA daripada ketika ia dimasukkan.
Inilah contoh EDFA. EDFA juga boleh digunakan dalam siri untuk meningkatkan lagi keuntungan isyarat. Dua EDFA yang digunakan dalam siri boleh meningkatkan isyarat input sebanyak 34dB.
SOA
Penguat SOA menggunakan teknik yang serupa dengan EDFA tetapi tanpa doping serat optik. Tidak seperti EDFA, yang bertenaga dengan pam laser, SOA bertenaga dengan arus elektrik. SOA menggunakan pandu gelombang optik dan semikonduktor bandgap langsung yang pada asasnya adalah laser Fabry-Pérot untuk menyuntik tenaga cahaya ke dalam isyarat, seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah. Teknik ini, bagaimanapun, tidak memberikan penguatan tinggi yang dilakukan oleh EDFA. SOA biasanya digunakan dalam pautan gentian yang lebih pendek seperti Rangkaian Kawasan Metropolitan (MANs).
Satu masalah dengan SOA ialah keuntungan sangat sukar untuk dikawal. Dengan menggunakan teknik semikonduktor dan pandu gelombang, isyarat boleh mengurangkan keuntungan dari isyarat pada panjang gelombang yang lain. Ini boleh memperkenalkan crosstalk di antara saluran dengan membenarkan isyarat pada satu gelombang untuk memodulasi satu lagi.
RFA
Penguat RFA menggunakan teknik yang dikenali sebagai Raman amplifikasi yang merupakan kaedah yang menggunakan laser pam untuk mendermakan tenaga kepada isyarat untuk amplifikasi. Walau bagaimanapun, tidak seperti EDFA, teknik ini tidak menggunakan serat doped, hanya laser pam berkuasa tinggi, seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah. Laser dioperasikan pada panjang gelombang 60 nm hingga 100 nm di bawah panjang gelombang yang dikehendaki dari isyarat. Tenaga isyarat laser dan foton isyarat yang dihantar ditambah, dengan itu meningkatkan kekuatan isyarat. RFAs tidak menguatkan sebanyak EDFAs, tetapi mereka mempunyai kelebihan kerana mereka menjana bunyi kurang. Lihat butiran produk di sini: Amplifier Raman
Penguat optik ini boleh digabungkan untuk memanfaatkan ciri-ciri amplifikasi mereka. Dalam sesetengah kes, RFA dan EDFA digabungkan dalam pautan gentian jarak jauh untuk memastikan penguatan tinggi dan menurunkan tahap bunyi bising.
Ringkasnya, setiap teknik amplifikasi mempunyai kelebihan dan kekurangan. Ingatlah untuk mengingat amplifikasi penguat digunakan. Sebagai contoh, jika isyarat diperlukan penguatan tetapi bunyi bising adalah masalah, penguat RFA kemungkinan besar akan menjadi pilihan terbaik. Jika isyarat diperlukan untuk dikuatkan dengan hanya sedikit, penguat SOA mungkin lebih baik.
Semua kaedah penguatan mempunyai satu kelebihan yang besar: amplifier optik akan menguatkan semua isyarat pada serat pada masa yang sama. Oleh itu, adalah mungkin untuk menguatkan panjang gelombang berganda secara serentak (contohnya, DWDM EDFA adalah sejenis penguat WDM yang digunakan untuk menguatkan panjang gelombang berganda dalam sistem DWDM). Tetapi adalah penting untuk diingat bahawa tahap kuasa mesti dipantau dengan teliti kerana penguat boleh menjadi tepu, sehingga menyebabkan operasi yang salah.
