Optilised võimendid on muutnud pikamaa fiiberoptilisi kommunikatsioone
Olukordades, kus esmane probleem on kaotus, saab tõepoolest kasutada optilisi võimendiid signaalide võimendamiseks ilma elektripiirkonda muutmata. Sellised optilised võimendid on tõeliselt murranguliseks teinud pikamaa fiiberoptilise kommunikatsiooni.
Optilise võimendi eesmärk on taastada signaali võimsuse tase, mis on vähenenud levimise ajal tekkivate kadude tõttu, ilma optilise ja elektrilise muundamiseta. Enamik optilisi võimendid võimendavad langevat valgust stimuleeritud emissiooni kaudu, sama mehhanismi kasutatakse laserites, kuid ilma tagasiside mehhanismita. peamine koostisosa on optilise võimenduse kaudu, mis saadakse võimendi pumpamise teel (elektriline või optiline), et saavutada populatsiooni inversioon. optiline võimendus, üldiselt öeldes, ei ole mitte ainult sageduse, vaid ka kohaliku kiire intensiivsuse funktsioon. Allolev joonis näitab optilise võimendi põhimõtet.
Võrreldes elektrooniliste regeneraatoritega ei vaja optilised võimendid kiiret elektroonilist vooluahelat, need on bitikiiruse ja vormingu osas läbipaistvad ning mis kõige tähtsam - suudavad samaaegselt võimendada mitut optilist signaali erinevatel lainepikkustel. Niisiis on nende areng viinud lainepikkuse jagamise multipleksimise (WDM) abil kommunikatsioonivõime tohutu kasvu, mille käigus sama ühe režiimi kiu kaudu levivad mitu sõltumatut signaali kandvat lainepikkust, korrutades seeläbi lüli mahtu. Erinevalt elektroonilistest regeneraatoritest ei kompenseeri WDM-võimendi lülisse kogunenud hajumist ja lisab müra ka optilisele singale.
Optilistel võimenditel on optiliste kiudude edastussüsteemidele suur mõju. Need suudavad kompenseerida kiudoptiliste edastusliinide kadu, vähendades sellega elektriliste korduste arvu. Suur majanduslik eelis on võime samaaegselt võimendada mitmeid WDM-signaale. Pikamaaülekandeliinil (näidatud alloleval joonisel) kasutatakse tahkete kolmnurkadega tähistatud optilisi võimendusi saatja võimendusvõimendina, reaalajas võimendite ja vastuvõtja eelvõimenditena. In-line võimendit nimetatakse 1R kordajaks. Tavaliselt sisestatakse 1R kordaja iga 80–100 km järel pikamaaülekandesüsteemides. Spektripiirkonna 1530-1565 nm tavapärases ribas (C-riba) võimendi jaoks kasutatakse kõige sagedamini EDFA-d. Selle põhjuseks on asjaolu, et üleminek EDFA metastabiilsest olekust põhiasendisse langeb C-sagedusalasse. C-riba EDFA toote üksikasjade kuvamiseks klõpsake. Iga kord, kui signaal läbib optilist võimendit, akumuleerub võimendi müra, mille tagajärjel signaali müra suhe (SNR) halveneb. Seetõttu taastatakse optiline signaal pärast 1R-repiiterite mõningast läbimist elektrilise 3R-repiiteriga, millel on kolm funktsiooni - ümberkujundamine, ümberkorraldamine ja taastamine.
Siiani on kasutusele võetud mitut tüüpi optilisi võimendiid: pooljuht optiline võimendi (SOA), Ramani kiudvõimendi (RFA), haruldaste muldmetallidega levitatud kiudvõimendi (Erbium-Doped EDFA, mis töötab lainepikkusel 1500 nm ja Praseodymium-Doped FDFA, mis töötab 1300 nm juures) ) ja optiline parameetriline võimendi (OPA). EDFA esmased võimendavad ribad on C-riba (1535-1565 nm) ja L-riba (1570-1610 nm); siiski on teateid EDFA-de töövahemiku laiendamisest S-ribale (1460-1530 nm). Teisest küljest saab RFA-sid teha mis tahes sagedusalas töötamiseks. Saadaval on erinevates sagedusribades töötavad SOA-d. OPA-d kasutavad signaali võimendamiseks mittelineaarsust ja neid saab kasutada mis tahes sagedusalas.
Tänapäeval kasutab enamik kiudoptilisi sidesüsteeme EDFA-sid tänu oma eelistele ribalaiuse, suure väljundvõimsuse ja müraomaduste osas. RFA-d ja SOA-d on ka paljudes rakendustes oluliseks muutumas. OPA-dega tehtud töö on näidanud, et lairiba võimendust on võimalik saavutada väga madala müratasemega näitajatega.
