ในขอบเขตของการสื่อสารสมัยใหม่ระบบการสื่อสารด้วยแสงอวกาศฟรี (FSOC) ได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการซึ่งนำเสนอการส่งข้อมูลความเร็วสูงพร้อมเวลาแฝงน้อยที่สุด หัวใจของระบบเหล่านี้เป็นส่วนประกอบที่สำคัญ: แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติก เป็นซัพพลายเออร์ของแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติกฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะเจาะลึกว่าแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ทำงานอย่างไรภายในระบบการสื่อสารด้วยแสงว่าง
พื้นฐานของการสื่อสารด้วยแสงฟรี - อวกาศ
ฟรี - การสื่อสารด้วยแสงอวกาศเป็นวิธีการส่งข้อมูลผ่านชั้นบรรยากาศโดยใช้แสง มันทำงานบนหลักการเดียวกับการสื่อสารไฟเบอร์ - ออปติก แต่ไม่มีการใช้สายไฟเบอร์ทางกายภาพ แต่ขึ้นอยู่กับเส้นทาง - ของ - เส้นทางการมองเห็นระหว่างเครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณ ใน FSOC ข้อมูลจะถูกแปลงเป็นสัญญาณออปติคัลเป็นครั้งแรกโดยทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบของคานเลเซอร์ คานเหล่านี้จะถูกส่งผ่านอากาศส่งข้อมูลเช่นเสียงวิดีโอหรือแพ็คเก็ตข้อมูล
ข้อดีของ FSOC มีมากมาย มันมีแบนด์วิดท์สูงมากทำให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมากด้วยความเร็วที่เทียบเคียงได้หรือสูงกว่าการเชื่อมต่อแบบใช้สายแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ยังค่อนข้างง่ายและมีค่าใช้จ่าย - มีประสิทธิภาพในการติดตั้งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่การวางสายไฟเบอร์มีความท้าทายหรือมีราคาแพงเช่นในแหล่งน้ำขนาดใหญ่หรือในสถานที่ห่างไกล อย่างไรก็ตามหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญใน FSOC คือการลดทอนสัญญาณ
การลดทอนสัญญาณในฟรี - การสื่อสารด้วยแสงอวกาศ
ในขณะที่สัญญาณออปติคัลเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศในระบบ FSOC พวกเขาพบปัจจัยต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดการลดทอนสัญญาณ ปัจจัยเหล่านี้รวมถึงการดูดซึมโดยก๊าซในบรรยากาศการกระเจิงเนื่องจากละอองลอยหมอกฝนและแม้แต่ความปั่นป่วนในอากาศ การดูดซับเกิดขึ้นเมื่อความยาวคลื่นบางอย่างของแสงถูกดูดซึมโดยโมเลกุลในชั้นบรรยากาศเช่นไอน้ำหรือคาร์บอนไดออกไซด์ ในทางกลับกันการกระเจิงเปลี่ยนเส้นทางแสงในทิศทางที่แตกต่างกันทำให้สูญเสียความแรงของสัญญาณดั้งเดิม
ความปั่นป่วนในบรรยากาศอาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสัญญาณ มันทำให้เกิดความผันผวนในดัชนีการหักเหของอากาศซึ่งสามารถนำไปสู่ลำแสงที่หลงทางการแพร่กระจายและประกายไฟ เอฟเฟกต์ทั้งหมดเหล่านี้ส่งผลให้พลังของสัญญาณแสงที่ได้รับที่ปลายทางลดลงซึ่งในที่สุดอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูลหากไม่ได้รับการแก้ไขอย่างเหมาะสม
บทบาทของแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติก
นี่คือที่แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติกเข้ามาเล่น ฟังก์ชั่นหลักของพวกเขาในระบบการสื่อสารด้วยแสงอวกาศฟรีคือการเพิ่มพลังของสัญญาณออปติคัล โดยการขยายสัญญาณที่จุดกลยุทธ์ตามเส้นทางการส่งสัญญาณแอมพลิฟายเออร์สามารถชดเชยการลดทอนสัญญาณที่เกิดจากบรรยากาศเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณถึงตัวรับสัญญาณที่มีพลังงานเพียงพอสำหรับการกู้คืนข้อมูลที่แม่นยำ
แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติกทำงานอย่างไร
เจือ - แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์
หนึ่งในแอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสงที่ใช้กันทั่วไปที่ใช้ใน FSOC คือแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับหลักการของการปล่อยสารกระตุ้น พวกเขาประกอบด้วยความยาวของใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยองค์ประกอบที่หายาก - โลกเช่น Erbium (ER), Ytterbium (YB) หรือ Thulium (TM)
เมื่อเลเซอร์ปั๊มถูกนำมาใช้เพื่อฉีดพลังงานเข้าไปในเส้นใยเจือเจือไอออนของโลกที่หายากในเส้นใยจะตื่นเต้นจากสถานะพื้นดินของพวกเขาไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น สิ่งนี้สร้างการผกผันของประชากรซึ่งมีไอออนในสภาวะตื่นเต้นมากกว่าในสภาพพื้นดิน เมื่อสัญญาณออพติคอลที่เข้ามาผ่านเส้นใยที่เจือจะกระตุ้นไอออนที่ตื่นเต้นเพื่อปล่อยโฟตอนที่เหมือนกันในความถี่เฟสและทิศทางไปยังสัญญาณที่เข้ามา กระบวนการนี้ส่งผลให้การขยายสัญญาณดั้งเดิม
ตัวอย่างเช่นในแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์เจือเออร์เบียม (EDFA) เลเซอร์ปั๊มมักจะทำงานที่ความยาวคลื่นประมาณ 980 นาโนเมตรหรือ 1480 นาโนเมตร สัญญาณออปติคัลที่เข้ามาซึ่งมักจะอยู่ในช่วงความยาวคลื่น 1,550 นาโนเมตร (ความยาวคลื่นยอดนิยมสำหรับการสื่อสารระยะไกล - ระยะไกล) กระตุ้นไอออนของ Erbium เพื่อปล่อยโฟตอนเพิ่มเติมที่ความยาวคลื่น 1,550 นาโนเมตร
แอมพลิฟายเออร์รามัน
แอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสงอีกประเภทหนึ่งคือแอมพลิฟายเออร์ Raman การขยายรามานขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์การกระเจิงของรามาน เมื่อเลเซอร์ปั๊มพลังงานสูง - เปิดตัวเป็นไฟเบอร์ออปติกมันจะโต้ตอบกับโมเลกุลซิลิกาในเส้นใย ด้วยกระบวนการที่ไม่เป็นเส้นตรงโฟตอนของปั๊มจะถ่ายโอนพลังงานบางส่วนไปยังโฟตอนสัญญาณที่เข้ามาทำให้สัญญาณถูกขยาย
ข้อได้เปรียบของแอมพลิฟายเออร์รามานคือพวกเขาสามารถให้การขยายได้ในช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลาย ซึ่งแตกต่างจากแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ซึ่ง จำกัด เฉพาะแถบขยายที่กำหนดโดยคุณสมบัติของไอออนเจือปนแอมพลิฟายเออร์ Raman สามารถปรับได้กับความยาวคลื่นที่แตกต่างกันโดยการปรับความยาวคลื่นของเลเซอร์ปั๊ม สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับระบบความยาวคลื่น - การแบ่ง multiplexing (WDM) ใน FSOC ซึ่งมีสัญญาณหลายสัญญาณที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันถูกส่งพร้อมกัน
การรวมแอมป์ใยแก้วนำแสงในระบบ FSOC
ในระบบการสื่อสารด้วยแสงอวกาศฟรีแอมป์ไฟเบอร์ออปติกมักจะถูกวางไว้ในสถานที่เชิงกลยุทธ์ สามารถติดตั้งได้ที่ด้านเครื่องส่งสัญญาณเพื่อเพิ่มพลังเริ่มต้นของสัญญาณออปติคัลก่อนที่จะถูกส่งไปยังชั้นบรรยากาศ สิ่งนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทนต่อการลดทอนในระหว่างการเดินทาง
แอมพลิฟายเออร์ยังสามารถวางไว้ที่จุดกลางตามเส้นทางการส่งผ่านโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเชื่อมโยง FSOC ระยะไกล แอมพลิฟายเออร์สายเหล่านี้สามารถเพิ่มความแรงของสัญญาณเป็นระยะชดเชยการสูญเสียที่เกิดขึ้นเมื่อสัญญาณเคลื่อนที่ผ่านชั้นบรรยากาศ ที่ด้านตัวรับสัญญาณแอมพลิฟายเออร์สามารถใช้เพื่อเพิ่มสัญญาณอ่อนแอที่สามารถจัดการเพื่อไปยังปลายทางปรับปรุงสัญญาณ - ต่อ - อัตราส่วนเสียงรบกวนและทำให้ง่ายขึ้นสำหรับตัวรับสัญญาณที่จะกู้คืนข้อมูลได้อย่างถูกต้อง
เทคโนโลยีเสริม
แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติกมักจะทำงานร่วมกับเทคโนโลยีอื่น ๆ ในระบบ FSOC ตัวอย่างเช่นเมทริกซ์เซ็นเซอร์ไฟเบอร์สามารถใช้ในการตรวจสอบคุณภาพของสัญญาณออปติคัล เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความแรงของสัญญาณความยาวคลื่นและพารามิเตอร์อื่น ๆ ให้ข้อมูลที่มีค่าซึ่งสามารถใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแอมพลิฟายเออร์
แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ยังสามารถมีบทบาทในระบบ พวกเขาสามารถใช้เพื่อขยายสัญญาณจากเซ็นเซอร์ไฟเบอร์เพื่อให้มั่นใจว่าข้อมูลการตรวจสอบนั้นแม่นยำและเชื่อถือได้
ความสำคัญของแอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสงใน FSOC
การใช้แอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความสำเร็จของระบบการสื่อสารด้วยแสงฟรี - อวกาศ หากไม่มีแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้การลดทอนสัญญาณในชั้นบรรยากาศจะทำให้ยากมากที่จะส่งข้อมูลในระยะทางไกลด้วยความน่าเชื่อถือสูง ด้วยการเพิ่มความแรงของสัญญาณแอมพลิฟายเออร์ช่วยให้ระบบ FSOC สามารถส่งข้อมูลความเร็วสูงได้ในช่วงขยายทำให้เป็นทางเลือกที่เป็นไปได้สำหรับวิธีการสื่อสารแบบมีสายแบบดั้งเดิมในหลาย ๆ แอปพลิเคชัน
ติดต่อเพื่อจัดซื้อจัดจ้าง
หากคุณมีส่วนร่วมในการพัฒนาการปรับใช้หรือการบำรุงรักษาระบบการสื่อสารด้วยแสงว่าง - ฟรีและคุณกำลังมองหาแอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสงที่มีคุณภาพสูงเราพร้อมให้ความช่วยเหลือคุณ ผลิตภัณฑ์ของเราได้รับการออกแบบมาเพื่อให้โซลูชันการขยายที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสำหรับแอปพลิเคชัน FSOC เรามีทีมผู้เชี่ยวชาญที่สามารถให้การสนับสนุนทางเทคนิคและคำแนะนำเพื่อให้แน่ใจว่าคุณเลือกแอมพลิฟายเออร์ที่เหมาะสมสำหรับความต้องการเฉพาะของคุณ ติดต่อเราวันนี้เพื่อเริ่มการอภิปรายการจัดซื้อและนำระบบ FSOC ของคุณไปอีกระดับ
การอ้างอิง
- Agrawal, Govind P. "ไฟเบอร์ - ระบบการสื่อสารแบบออปติก" John Wiley & Sons, 2010
- Saleh, Flood EA และ Malvin Carl Teic "Fundals of Hospitalics. John Wiley & Sons
- Kaushal, Arun และ Prathima Agrawal "ฟรี - การสื่อสารด้วยแสงอวกาศ: การสำรวจที่ครอบคลุม" การสำรวจการสื่อสารของ IEEE และบทช่วยสอน 16.4 (2014): 2231 - 2258