Optischer Verstärker

Optische Verstärker, Optical Amplifier (OA), kompensieren die Dämpfung von Lichtwellenleitern indem sie das Eingangssignal um einen bestimmten Faktor pegelmäßig erhöhen. Sie werden bei langen Übertragungsstrecken im Weitverkehrsbereich eingesetzt.


Optische Verstärker können mit und ohne opto-elektrischer Lichtumwandlung arbeiten. OA-Verstärker mit opto-elektrischer Lichtumwandlung haben am Eingang einen O/E-Wandler, der das optische Signal in ein elektrisches Signal wandelt, das anschließend elektronisch verstärkt wird. Am Verstärkerausgang erfolgt wiederum eine elektro-optische Rückwandlung des elektrischen Signals in ein Lichtsignal.

Schaltzeichen 
   für den optischen Verstärker

Schaltzeichen für den optischen Verstärker

Die zweite Gruppe arbeitet ohne elektro-optischer Lichtumwandlung und verstärkt das optische Signal unmittelbar. Da bei ultraschnellen Bitraten von 50 Gbit/s und mehr die Schaltfunktionen nicht mehr durch opto-elektrische Verfahren realisiert werden können, sind bei diesen Anwendungen reine optische Schaltverfahren erforderlich. Bei diesen Verstärkern handelt es sich im Faserverstärker bei denen die Glasfaser mit seltenen Erden wie Erbium, Ytterbium, Thulium oder Neodym gedopt ist und die zur Lichtverstärkung mehrere Mantelgläser haben. Die verschiedenen Dopingelemente wirken sich in den abstrahlenden Wellenlängen aus. So strahlt mit Erbium dotiertes Material bei 1.550 nm, Ytterbium bei Wellenlängen zwischen 1.020 nm und 1.050 nm und Thulium bei 1.500 nm. Zu diesen rein optischen Verstärkern gehören der auf Halbleiterbasis arbeitende Semiconductor Optical Amplifier (SOA), der Raman-Verstärker und der mit dotierter Glasfaser arbeitende EDFA-Verstärker.

Aufbau eines optischen Übertragungssystems

Aufbau eines optischen Übertragungssystems

Optische Verstärker verstärken die optischen Signale um bis zu 20 dB, was einem Verstärkungsfaktor von 100 entspricht. Der Rauschabstand ist dabei relativ hoch.

Bei den optischen Verstärkern unterscheidet man zwischen dem optischen Leistungsverstärker, der die Leistung des Lasers verstärkt und vor der Übertragungsstrecke liegt, dem optischen Linienverstärker ( Line Amplifier), der die Dämpfung von langen Lichtwellenleiterstrecken ausgleicht und alle 60 km bis 120 km eingesetzt werden muss, und dem Vorverstärker, der am Ende der optischen Übertragungsstrecke liegt und das Lichtsignal für den optischen Decoder anpasst.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Optischer Verstärker
Englisch: optical amplifier - OA
Veröffentlicht: 18.07.2018
Wörter: 319
Tags: #Optische Komponenten
Links: Bitrate, Dämpfung, dB (decibel), Decoder, EDFA-Verstärker