แอมพลิฟายเออร์แบบออพติคอลได้ปฏิวัติการสื่อสารไฟเบอร์ออปติกทางไกล
ในสถานการณ์ที่ปัญหาหลักสูญหายแอมพลิฟายเออร์แบบออปติคัลสามารถใช้เพื่อขยายสัญญาณโดยไม่ต้องแปลงเป็นโดเมนไฟฟ้า Optical Amplifiers ดังกล่าวได้ปฏิวัติการสื่อสารใยแก้วนำแสงทางไกลอย่างแท้จริง
วัตถุประสงค์ของแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลคือการเรียกคืนระดับพลังงานของสัญญาณลดลงเนื่องจากการสูญเสียระหว่างการแพร่กระจายโดยไม่มีการแปลงแสงเป็นไฟฟ้า แอมพลิฟายเออร์แบบออพติคอลส่วนใหญ่จะขยายแสงที่ตกกระทบผ่านการปล่อยแบบกระตุ้นซึ่งเป็นกลไกเดียวกับที่ใช้ในเลเซอร์ แต่ไม่มีกลไกการป้อนกลับ ส่วนผสมหลักคืออัตราขยายทางแสงที่เกิดขึ้นจากการปั๊มแอมป์ (ไฟฟ้าหรือออปติคัล) เพื่อให้เกิดการผกผันของประชากร อัตราขยายของแสงโดยทั่วไปแล้วการพูดไม่ได้เป็นเพียงแค่ฟังก์ชั่นของความถี่ แต่ยังเป็นฟังก์ชั่นของความเข้มของแสงในท้องถิ่น ภาพด้านล่างแสดงหลักการของเครื่องขยายเสียง
เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องกำเนิดอิเล็กทรอนิกส์ตัวขยายสัญญาณแบบออปติคัลไม่จำเป็นต้องใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูงมีอัตราบิตและรูปแบบที่โปร่งใสและที่สำคัญที่สุดสามารถขยายสัญญาณแสงหลายแบบที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันในเวลาเดียวกัน ดังนั้นการพัฒนาของพวกเขาจึงนำไปสู่การเติบโตอย่างมากของความสามารถในการสื่อสารโดยใช้ Wavelength Division Multiplexing (WDM) ซึ่งความยาวคลื่นจำนวนมากที่มีสัญญาณอิสระจะแพร่กระจายผ่านเส้นใยโหมดเดียวเดียวกันจึงเพิ่มความจุของลิงค์ ซึ่งแตกต่างจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบดั้งเดิมแอมพลิฟายเออร์ WDM ไม่ได้ชดเชยการกระจายตัวที่สะสมอยู่ในลิงค์และมันยังเพิ่มสัญญาณรบกวนให้กับสัญญาณแสงด้วย
แอมพลิฟายเออร์แบบออปติคัลมีผลกระทบอย่างมากต่อระบบส่งกำลังของไฟเบอร์ พวกเขาสามารถชดเชยการสูญเสียของสายส่งใยแก้วนำแสงซึ่งช่วยลดจำนวนของขาประจำไฟฟ้า ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจที่สำคัญคือความสามารถในการขยายสัญญาณ WDM จำนวนมากพร้อมกัน ในสายส่งลากยาว (ดังรูปด้านล่าง) เครื่องขยายสัญญาณแสงที่ระบุด้วยรูปสามเหลี่ยมทึบถูกใช้เป็นเครื่องขยายสัญญาณสนับสนุนที่เครื่องส่งสัญญาณเครื่องขยายสัญญาณในสายและเครื่องขยายสัญญาณล่วงหน้าที่เครื่องรับ เครื่องขยายเสียงในบรรทัดเรียกว่า repeater 1R โดยทั่วไปแล้วตัว repeater 1R จะถูกแทรกทุก ๆ 80-100 กม. ในระบบส่งกำลังระยะไกล EDFA มักใช้กับแอมพลิฟายเออร์ใน Conventional band (C-band) ของสเปกตรัมสเปกตรัมระหว่าง 1530-1565 nm นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนจากสถานะ metastable ไปเป็นสถานะพื้นดินของ EDFA ตกอยู่ใน C-band คลิกเพื่อดูรายละเอียดผลิตภัณฑ์ของ C-band EDFA ทุกครั้งที่สัญญาณผ่านแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลเสียงแอมพลิฟายเออร์จะสะสมซึ่งส่งผลให้อัตราส่วนสัญญาณรบกวนสัญญาณ (SNR) ลดลง ดังนั้นหลังจากผ่านไม่กี่ครั้งของตัวทำซ้ำ 1R สัญญาณแสงจะถูกสร้างใหม่โดยทวนสัญญาณไฟฟ้า 3R ซึ่งมีฟังก์ชั่นการปรับแต่งการปรับภาพและการฟื้นฟู
ปัจจุบันมีการแนะนำแอมพลิฟายเออร์แสงหลายประเภท: เซมิคอนดักเตอร์ออปติคัลแอมป์ (SOA), แอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสง Raman (RFA), แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ที่หายากในโลก (Erbium-Doped EDFA ) และ Optical Parametric Amplifier (OPA) แถบขยายหลักของ EDFAs คือ C-band (1535-1565 nm) และ L-band (1570-1610 nm); อย่างไรก็ตามมีรายงานการขยายขอบเขตการดำเนินงานของ EDFAs ไปยัง S-band (1460-1530 nm) ในทางกลับกัน RFAs สามารถทำเพื่อดำเนินการในวงดนตรีใด ๆ มีความสามารถในการใช้งาน SOA ในคลื่นความถี่ที่แตกต่างกันได้ OPAs ใช้การไม่เชิงเส้นเพื่อขยายสัญญาณและสามารถทำการ operat ในแบนด์ใดก็ได้
วันนี้ระบบการสื่อสารใยแก้วนำแสงส่วนใหญ่ใช้ EDFA เนื่องจากข้อได้เปรียบของพวกเขาในแง่ของแบนด์วิดท์กำลังส่งสูงและลักษณะเสียงรบกวน RFAs และ SOAs ก็มีความสำคัญในหลาย ๆ แอปพลิเคชันเช่นกัน งานใน OPAs แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะบรรลุการขยายบรอดแบนด์ด้วยตัวเลขที่มีสัญญาณรบกวนต่ำมาก
