Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 1

OPTICAL AMPLIFIER

OPTICAL SWITCH

Ref : Berbagai sumber

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 2

OPTICAL AMPLIFIER

• Jenis :

– SOA (Semiconductor Optical Amplifier)

– EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)

– ROA (Raman Optical Amplifier)

• Penggunaan :

– Power Boosters, sbg penguat sumber optik terutama

tuneable laser

– In-Line Amplifier, sbg penguat sinyal di fiber

– Wavelength Conversion

– Receiver Preamplifier, dipasang didepan detektor

meningkatkan sensitifitas

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 3

Penggunaan OPTICAL AMPLIFIER

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 4

SOA

– Secara esensial mrpk Dioda Laser tanpa

cermin di kedua ujungnya.

– Kedua ujungnya disambung ke fiber

– Transmisi dua arah

– Ukuran kemasan kecil lebih

menguntungkan dibandingkan EDFA

– Rugi-rugi gandengan besar

– Tergantung polarisasi

– Noise Figure besar

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 5

Fabry Perrot Amplifier

R1, R2 : Reflektifitas cermin

Vm : Frek resonansi Cavity

ΔVL : Longitudinal-mode spacing (Free spectral range) Cavity

GFP(v) : maksimum jika v berkaitan dgn salah satu frek resonansi

cavity dan menurun cepat jika v diantara keduanya.

G : Faktor penguatan Cavity

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 6

SOA

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 7

Semiconductor Optical Amplifier

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 8

Contoh Grafik penguatan – panjang gelombang pada SOA

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 9

Konfigurasi mengurangi sensitifitas polarisasi SOA :

(a) Dua penguat seri

(b) Dua penguat paralel

(c) Double pass thruogh penguat tunggal

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 10

EDFA

• Banyak digunakan sejalan dgn penggunaan

DWDM.

• Fiber diberi doping ERBIUM shg level

energi struktur atom mencukupi utk

penguatan sinyal cahaya

• Diperlukan laser pompa 980 nm atau 1480

nm utk EDFA 1310 nm atau 1550 nm

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 11

(a) Diagram level ion Erbium dalam fiber silika

(b) Spektrum penyerapan dan penguatan EDFA dgn inti yg kodoping

germanium

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 12

Block Diagram of an dual pump EDFA

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 13

Optical Gain Spectrum of a Hybrid Optical Amplifier

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 14

ROA

• Mekanisme penguatan menggunakan Stimulated

Raman Scattering (SRS)

• Awalnya SRS dipandang sbg pengganggu sistem

DWDM kanal banyak

• Suatu panj gel SRS diberikan pd DWDM kanal

banyak yang sama kuat background noise

meningkat amplitudo kanal DWDM berbeda.

• Secara efektif SRS merampas energi dr panj gel

lebih pendek dan memberikannya pd panj gel lebih

panjang.

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 15

DWDM Transmit Spectrum with Six Wavelengths

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 16

Received Spectrum After SRS is on a Long Fiber

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 17

Typical Raman Amplifier Configuration

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 18

Example of Raman Amplifier -- Transmitted Spectrum

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 19

Example of Raman Amplifier -- Received Spectrum

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 20

OPTICAL SWITCH

• Opto-mechanical Switches

– Jenis paling tua

– Menggunakan moving fiber atau elemen optik lain

digerakan oleh stepper motor atau relay arm, umumnya

optical beam disejajarkan (collimated) dan digerakan

disekitar bagian dalam perangkat.

– Saat ini paling banyak digunakan

– Lambat dgn waktu switch 10 – 100 ms

– Reliabilitas tinggi

– Insertion loss sangat baik

– Crosstalk sangat baik

Fakultas Teknik Elektro & Komunikasi 21

• Thermo-optic Switches– Umumnya berdasarkan pandu gelombang, terbuat dari

polimer atau silika.

– Resistive heater ditempatkan diatas pandu gelombang perubahan indeks bias.

– Kelambatannya tidak membatasi arus yg diperlukan. Insertion loss, backreflection, long-term stability belum sebaik Opto-mechanical Switches

• Electro-optic Switches – Berbasis semikonduktor

– perubahan indeks bias diakibatkan oleh perubahan medan listrik

– Kecepatan tinggi

– Konsumsi daya rendah

– Insertion loss, backreflection, long-term stability belum sebaik Opto-mechanical Switches