១. ការចាត់ថ្នាក់នៃFអ៊ីប៊ឺរAឧបករណ៍ពង្រីកសំឡេង
មានឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកសំខាន់ៗបីប្រភេទ៖
(1) ឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកពាក់កណ្តាលកុងដុកទ័រ (SOA, ឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកពាក់កណ្តាលកុងដុកទ័រ);
(២) ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃអុបទិកដែលមានផ្ទុកធាតុដ៏កម្រ (អឺប៊ីញ៉ូម Er, ធូលីញ៉ូម Tm, ប្រាសេអូឌីមៀម Pr, រូបីដ្យូម Nd ជាដើម) ជាចម្បងឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកអឺប៊ីញ៉ូម (EDFA) ក៏ដូចជាឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុក thulium (TDFA) និងឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុក praseodymium (PDFA) ជាដើម។
(3) ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃមិនមែនលីនេអ៊ែរ ភាគច្រើនជាឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃរ៉ាម៉ាន (FRA, ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃរ៉ាម៉ាន)។ ការប្រៀបធៀបដំណើរការសំខាន់ៗនៃឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកទាំងនេះត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាង។
EDFA (ឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Erbium)
ប្រព័ន្ធឡាស៊ែរច្រើនកម្រិតអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការបន្ថែមជាតិសរសៃរ៉ែថ្មខៀវជាមួយនឹងធាតុដ៏កម្រ (ដូចជា Nd, Er, Pr, Tm ជាដើម) ហើយពន្លឺសញ្ញាបញ្ចូលត្រូវបានពង្រីកដោយផ្ទាល់ក្រោមសកម្មភាពនៃពន្លឺបូម។ បន្ទាប់ពីផ្តល់មតិត្រឡប់សមស្រប ឡាស៊ែរជាតិសរសៃត្រូវបានបង្កើតឡើង។ រលកពន្លឺការងាររបស់ឧបករណ៍ពង្រីកជាតិសរសៃដែលមានជាតិ Nd គឺ 1060nm និង 1330nm ហើយការអភិវឌ្ឍ និងការអនុវត្តរបស់វាមានកម្រិតដោយសារតែគម្លាតពីច្រកលិចដ៏ល្អបំផុតនៃការទំនាក់ទំនងជាតិសរសៃអុបទិក និងហេតុផលផ្សេងទៀត។ រលកពន្លឺប្រតិបត្តិការរបស់ EDFA និង PDFA រៀងៗខ្លួនស្ថិតនៅក្នុងបង្អួចនៃការខាតបង់ទាបបំផុត (1550nm) និងរលកពន្លឺបំបែកសូន្យ (1300nm) នៃការទំនាក់ទំនងជាតិសរសៃអុបទិក ហើយ TDFA ដំណើរការនៅក្នុងក្រុម S ដែលស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់កម្មវិធីប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងជាតិសរសៃអុបទិក។ ជាពិសេស EDFA ដែលជាការអភិវឌ្ឍលឿនបំផុត គឺជាក់ស្តែង។
ទីPគោលការណ៍នៃ EDFA
រចនាសម្ព័ន្ធមូលដ្ឋានរបស់ EDFA ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1(ក) ដែលភាគច្រើនផ្សំឡើងពីឧបករណ៍ផ្ទុកសកម្ម (សរសៃស៊ីលីកាដែលមានផ្ទុកសារធាតុ erbium មានប្រវែងប្រហែលរាប់សិបម៉ែត្រ ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតស្នូល 3-5 មីក្រូន និងកំហាប់សារធាតុ doping (25-1000)x10-6) ប្រភពពន្លឺបូម (990 ឬ 1480nm LD) ឧបករណ៍ភ្ជាប់អុបទិក និងឧបករណ៍ញែកអុបទិក។ ពន្លឺសញ្ញា និងពន្លឺបូមអាចសាយភាយក្នុងទិសដៅដូចគ្នា (បូមរួមគ្នា) ទិសដៅផ្ទុយ (បូមបញ្ច្រាស) ឬទិសដៅទាំងពីរ (បូមទ្វេទិស) នៅក្នុងសរសៃ erbium។ នៅពេលដែលពន្លឺសញ្ញា និងពន្លឺបូមត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងសរសៃ erbium ក្នុងពេលតែមួយ អ៊ីយ៉ុង erbium ត្រូវបានរំភើបដល់កម្រិតថាមពលខ្ពស់ក្រោមសកម្មភាពនៃពន្លឺបូម (រូបភាពទី 1 (ខ) ប្រព័ន្ធបីកម្រិត) ហើយរលួយយ៉ាងលឿនទៅកម្រិតថាមពលដែលអាចផ្លាស់ប្តូរបាន នៅពេលដែលវាត្រឡប់ទៅសភាពដីវិញក្រោមសកម្មភាពនៃពន្លឺសញ្ញាឧប្បត្តិហេតុ វាបញ្ចេញហ្វូតុងដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងពន្លឺសញ្ញា ដូច្នេះសញ្ញាត្រូវបានពង្រីក។ រូបភាពទី 1 (គ) គឺជាវិសាលគមនៃការបញ្ចេញពន្លឺដោយឯកឯងដែលបានពង្រីក (ASE) របស់វាជាមួយនឹងកម្រិតបញ្ជូនធំទូលាយ (រហូតដល់ 20-40 nm) និងកំពូលពីរដែលត្រូវគ្នានឹង 1530 nm និង 1550 nm រៀងៗខ្លួន។
គុណសម្បត្តិចម្បងរបស់ EDFA គឺការទទួលបានខ្ពស់ កម្រិតបញ្ជូនធំ ថាមពលទិន្នផលខ្ពស់ ប្រសិទ្ធភាពស្នប់ខ្ពស់ ការបាត់បង់ការបញ្ចូលទាប និងភាពមិនងាយរងគ្រោះចំពោះស្ថានភាពប៉ូល។
2. បញ្ហាជាមួយឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាខ្សែកាបអុបទិក
ទោះបីជាឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាអុបទិក (ជាពិសេស EDFA) មានគុណសម្បត្តិលេចធ្លោជាច្រើនក៏ដោយ វាមិនមែនជាឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញាដ៏ល្អនោះទេ។ បន្ថែមពីលើសំឡេងរំខានបន្ថែមដែលកាត់បន្ថយ SNR នៃសញ្ញា ក៏មានចំណុចខ្វះខាតមួយចំនួនទៀតដូចជា៖
- ភាពមិនស្មើគ្នានៃវិសាលគម gain នៅក្នុង bandwidth របស់ amplifier ប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការ amplification ពហុឆានែល;
- នៅពេលដែលឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកត្រូវបានភ្ជាប់ជាជួរ ផលប៉ះពាល់នៃសំឡេងរំខាន ASE ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយសរសៃ និងផលប៉ះពាល់មិនមែនលីនេអ៊ែរនឹងកកកុញ។
បញ្ហាទាំងនេះត្រូវតែយកមកពិចារណានៅក្នុងការរចនាកម្មវិធី និងប្រព័ន្ធ។
៣. ការអនុវត្តឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិក
នៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិក ខ្សែកាបអុបទិកឧបករណ៍ពង្រីកសរសៃអុបទិកវាអាចត្រូវបានប្រើមិនត្រឹមតែជាឧបករណ៍ពង្រីកថាមពលរបស់ឧបករណ៍បញ្ជូនដើម្បីបង្កើនថាមពលបញ្ជូនប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងជាឧបករណ៍ពង្រីកមុនរបស់ឧបករណ៍ទទួលដើម្បីបង្កើនភាពរសើបនៃការទទួល ហើយក៏អាចជំនួសឧបករណ៍ធ្វើឡើងវិញអុបទិក-អគ្គិសនី-អុបទិកបែបប្រពៃណី ដើម្បីពង្រីកចម្ងាយបញ្ជូន និងសម្រេចបាននូវការទំនាក់ទំនងអុបទិកទាំងអស់។
នៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិក កត្តាចម្បងដែលកំណត់ចម្ងាយបញ្ជូនគឺការបាត់បង់ និងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃខ្សែកាបអុបទិក។ ដោយប្រើប្រភពពន្លឺវិសាលគមតូចចង្អៀត ឬដំណើរការនៅជិតរលកពន្លឺបែកខ្ចាត់ខ្ចាយសូន្យ ឥទ្ធិពលនៃការបែកខ្ចាយសរសៃគឺតូច។ ប្រព័ន្ធនេះមិនចាំបាច់អនុវត្តការបង្កើតឡើងវិញនូវពេលវេលាសញ្ញាពេញលេញ (រេឡេ 3R) នៅស្ថានីយ៍រេឡេនីមួយៗទេ។ វាគ្រប់គ្រាន់ហើយក្នុងការពង្រីកសញ្ញាអុបទិកដោយផ្ទាល់ជាមួយឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក (រេឡេ 1R)។ ឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកអាចត្រូវបានប្រើមិនត្រឹមតែនៅក្នុងប្រព័ន្ធដើមចម្ងាយឆ្ងាយប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងនៅក្នុងបណ្តាញចែកចាយខ្សែកាបអុបទិកផងដែរ ជាពិសេសនៅក្នុងប្រព័ន្ធ WDM ដើម្បីពង្រីកឆានែលច្រើនក្នុងពេលដំណាលគ្នា។
១) ការអនុវត្តឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកនៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិកដើម
រូបភាពទី 2 គឺជាដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃការអនុវត្តឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកនៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទិកដើម។ (ក) រូបភាពបង្ហាញថាឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកត្រូវបានប្រើជាឧបករណ៍ពង្រីកថាមពលរបស់ឧបករណ៍បញ្ជូន និងឧបករណ៍ពង្រីកមុនរបស់ឧបករណ៍ទទួល ដូច្នេះចម្ងាយមិនមែនរេឡេត្រូវបានកើនឡើងទ្វេដង។ ឧទាហរណ៍ ការទទួលយក EDFA ការបញ្ជូនប្រព័ន្ធ ចម្ងាយ 1.8Gb/s កើនឡើងពី 120 គីឡូម៉ែត្រ ដល់ 250 គីឡូម៉ែត្រ ឬអាចឡើងដល់ 400 គីឡូម៉ែត្រ។ រូបភាពទី 2 (ខ)-(ឃ) គឺជាការអនុវត្តឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកនៅក្នុងប្រព័ន្ធបញ្ជូនបន្តច្រើន; រូបភាព (ខ) គឺជារបៀបបញ្ជូនបន្ត 3R បែបប្រពៃណី; រូបភាព (គ) គឺជារបៀបបញ្ជូនបន្តចម្រុះនៃឧបករណ៍ធ្វើម្តងទៀត 3R និងឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក; រូបភាពទី 2 (ឃ) វាគឺជារបៀបបញ្ជូនបន្តអុបទិកទាំងអស់។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងអុបទិកទាំងអស់ វាមិនរាប់បញ្ចូលសៀគ្វីកំណត់ពេលវេលា និងការបង្កើតឡើងវិញទេ ដូច្នេះវាមានភាពថ្លាប៊ីត ហើយមិនមានការរឹតបន្តឹង "អេឡិចត្រុងដប" ទេ។ ដរាបណាឧបករណ៍ផ្ញើ និងទទួលនៅចុងទាំងពីរត្រូវបានជំនួស វាងាយស្រួលក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងពីអត្រាទាបទៅអត្រាខ្ពស់ ហើយឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកមិនចាំបាច់ត្រូវបានជំនួសទេ។
2) ការអនុវត្តឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកនៅក្នុងបណ្តាញចែកចាយខ្សែកាបអុបទិក
គុណសម្បត្តិនៃទិន្នផលថាមពលខ្ពស់នៃឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក (ជាពិសេស EDFA) មានប្រយោជន៍ខ្លាំងណាស់នៅក្នុងបណ្តាញចែកចាយអ៊ីនធឺណិតល្បឿនលឿន (ដូចជាទូរទស្សន៍ CATV(បណ្តាញ)។ បណ្តាញ CATV បែបប្រពៃណីប្រើប្រាស់ខ្សែ coaxial ដែលត្រូវការពង្រីករៀងរាល់រាប់រយម៉ែត្រម្តង ហើយកាំសេវាកម្មនៃបណ្តាញគឺប្រហែល 7 គីឡូម៉ែត្រ។ បណ្តាញ CATV ខ្សែកាបអុបទិកដោយប្រើឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិកមិនត្រឹមតែអាចបង្កើនចំនួនអ្នកប្រើប្រាស់ចែកចាយយ៉ាងច្រើនប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងពង្រីកផ្លូវបណ្តាញយ៉ាងច្រើនផងដែរ។ ការវិវឌ្ឍថ្មីៗបានបង្ហាញថា ការចែកចាយខ្សែកាបអុបទិក/អ៊ីប្រ៊ីដ (HFC) ទាញយកចំណុចខ្លាំងរបស់ទាំងពីរ និងមានការប្រកួតប្រជែងខ្លាំង។
រូបភាពទី 4 គឺជាឧទាហរណ៍នៃបណ្តាញចែកចាយខ្សែកាបអុបទិកសម្រាប់ការកែប្រែ AM-VSB នៃប៉ុស្តិ៍ទូរទស្សន៍ចំនួន 35 ។ ប្រភពពន្លឺរបស់ឧបករណ៍បញ្ជូនគឺ DFB-LD ដែលមានរលកពន្លឺ 1550nm និងថាមពលទិន្នផល 3.3dBm ។ ដោយប្រើ EDFA កម្រិត 4 ជាឧបករណ៍ពង្រីកចែកចាយថាមពល ថាមពលបញ្ចូលរបស់វាគឺប្រហែល -6dBm និងថាមពលទិន្នផលរបស់វាគឺប្រហែល 13dBm ។ ភាពរសើបរបស់ឧបករណ៍ទទួលអុបទិក -9.2d Bm ។ បន្ទាប់ពីការចែកចាយ 4 កម្រិត ចំនួនអ្នកប្រើប្រាស់សរុបបានឈានដល់ 4.2 លាននាក់ ហើយផ្លូវបណ្តាញគឺច្រើនជាងរាប់សិបគីឡូម៉ែត្រ។ សមាមាត្រសញ្ញាទៅនឹងសំឡេងរំខានដែលមានទម្ងន់នៃការធ្វើតេស្តគឺធំជាង 45dB ហើយ EDFA មិនបានបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃ CSO ទេ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៣ ខែមេសា ឆ្នាំ ២០២៣