W sieciach światłowodowych kluczowymi elementami są optyczne urządzenia aktywne. Może konwertować sygnały elektryczne i sygnały optyczne na siebie, optyczny system transmisji serca. Optyczne urządzenia aktywne dzielą się na następujące trzy kategorie.
A. Źródło światła
Urządzenie, które zamienia sygnał elektryczny na sygnał optyczny, nazywa się źródłem światła. Głównymi źródłami światła są diody elektroluminescencyjne (LED) oraz diody laserowe (LD).
B. Detektor optyczny
Urządzenie, które zamienia sygnał optyczny na sygnał elektryczny, nazywa się detektorem optycznym. Główne detektory optyczne to fotodioda i fotodioda lawinowa.
Sygnał optyczny przesyłany przez światłowód dociera do końca odbiorczego, koniec odbiorczy ma sygnał elementu odbierającego światło. Ponieważ jednak wiemy, że światło nie osiągnęło jeszcze poziomu świadomości elektryczności, nie możemy więc skierować sygnału optycznego uzyskanego poprzez redukcję sygnału pierwotnego. Pomiędzy nimi nadal znajduje się jeden z sygnałów optycznych na sygnały elektryczne, a następnie przez obwód elektroniczny wzmacniający proces, a na końcu przywracający pierwotny sygnał. Element przełączający odbiór nazywany jest detektorem światła lub fotodetektorem, detektorem zwarcia, znanym również jako fotodetektor lub fotodioda. Powszechnie stosowany detektor optyczny składający się z fotodiod PN, fotodiod PIN i fotodiod lawinowych (APD). Systemy komunikacji światłowodowej wymagają detektora optycznego o wysokiej czułości, szybkiej reakcji, niskim poziomie szumów, stabilności i niezawodności.
C. Wzmacniacz optyczny
Wzmacniacz światłowodowy stał się aktywnym nowicjuszem. Wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem (EDFA) ma obecnie wiele zastosowań, podczas gdy światłowodowy wzmacniacz Ramana (FRA) jest bardzo obiecujący.
Wzmacniacze światłowodowe mogą nie tylko bezpośrednio wzmacniać sygnał optyczny, ale także mają funkcję zoomu optycznego o wysokim wzmocnieniu w czasie rzeczywistym, szerokopasmowego, online, o niskim poziomie szumów i niskich stratach. Stanowią one kluczowe kluczowe elementy nowej generacji systemów komunikacji światłowodowej.
Ponieważ ta technologia nie tylko rozwiązała tłumienie ograniczeń prędkości transmisji sieci optycznej i odległości, co ważniejsze, stworzyła WDM w paśmie 1550 nm, która może umożliwić ultraszybkie, bardzo wydajne i ultra-długie zwielokrotnianie z podziałem długości fali (WDM). Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), transmisja optyczna, optyczna transmisja solitonu stają się rzeczywistością. Jest to epokowy kamień milowy w historii rozwoju komunikacji światłowodowej.
W praktycznych wzmacniaczach światłowodowych występują głównie EDFA, półprzewodnikowy wzmacniacz optyczny (SOA) i FRA, z których wzmacniacz EDFA o doskonałej wydajności jest obecnie szeroko stosowany w długodystansowych, dużej pojemności, szybkich systemach komunikacji światłowodowej, dostępie sieci światłowodowe CATV, systemy wojskowe w obszarach takich jak wzmacniacze mocy, wzmacniacze przemiennikowe i przedwzmacniacze. Wzmacniacz światłowodowy składa się na ogół ze wzmacniacza światłowodowego o średnim wzmocnieniu, struktury sprzężenia wejścia-wyjścia światła pompy.
