Trong mạng cáp quang, các thiết bị quang hoạt động là thành phần quan trọng. Nó có thể chuyển đổi tín hiệu điện và tín hiệu quang học cho nhau, là hệ thống truyền dẫn quang học của tim. Các thiết bị hoạt động quang học được chia thành ba loại sau.
A. Nguồn sáng
Thiết bị chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu quang được gọi là nguồn sáng. Các nguồn sáng chính là điốt phát quang (LED) và điốt laze (LD).
B. Máy dò quang học
Thiết bị chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện được gọi là bộ tách sóng quang. Các máy dò quang học chính là điốt quang và điốt quang avalanche.
Tín hiệu quang truyền qua sợi quang đến đầu thu, đầu thu có tín hiệu phần tử thu ánh sáng. Nhưng vì chúng ta biết về ánh sáng vẫn chưa đạt đến mức độ nhận biết về điện, nên chúng ta không thể định hướng tín hiệu quang thu được bằng cách giảm tín hiệu ban đầu. Giữa chúng vẫn có một trong những tín hiệu quang thành tín hiệu điện, sau đó được mạch điện tử để khuếch đại quá trình, và cuối cùng khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Phần tử chuyển mạch tiếp nhận được gọi là bộ tách sóng ánh sáng, hoặc bộ tách sóng quang, bộ tách sóng ngắn, còn được gọi là bộ tách sóng quang hoặc một điốt quang. Máy dò quang phổ biến bao gồm điốt quang PN, điốt quang PIN và điốt quang tuyết lở (APD). Hệ thống thông tin liên lạc bằng sợi quang đòi hỏi đầu báo quang phải có độ nhạy cao, phản hồi nhanh, ít nhiễu, ổn định và đáng tin cậy.
C. Khuếch đại quang học
Bộ khuếch đại sợi quang đã trở thành thiết bị tân binh tích cực. Bộ khuếch đại sợi quang pha tạp Erbium (EDFA) hiện có một số lượng lớn các ứng dụng, trong khi bộ khuếch đại Raman sợi quang (FRA) rất có triển vọng.
Bộ khuếch đại sợi quang không chỉ có thể khuếch đại tín hiệu quang trực tiếp mà còn có chức năng thu phóng quang học thời gian thực, độ lợi cao, băng thông rộng, trực tuyến, ít nhiễu, giảm tổn thất thấp. Chúng là thành phần quan trọng thiết yếu trong hệ thống thông tin cáp quang thế hệ mới.
Vì công nghệ này không chỉ giải quyết được sự suy giảm của tốc độ truyền mạng quang và các giới hạn về khoảng cách, mà quan trọng hơn, nó tạo ra WDM băng tần 1550nm, có thể cho phép ghép kênh phân chia bước sóng siêu dài, dung lượng lớn, tốc độ cực cao (WDM), Ghép kênh phân chia theo bước sóng dày đặc (DWDM), truyền dẫn quang, truyền soliton quang trở thành hiện thực. Đây là dấu mốc quan trọng trong lịch sử phát triển của ngành truyền thông cáp quang.
Trong các bộ khuếch đại sợi quang thực tế chủ yếu có EDFA, bộ khuếch đại quang bán dẫn (SOA) và FRA, trong đó bộ khuếch đại EDFA với hiệu suất vượt trội hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin cáp quang đường dài, công suất lớn, tốc độ cao, truy mạng, mạng CATV cáp quang, hệ thống quân sự trong các lĩnh vực như bộ khuếch đại công suất, bộ khuếch đại bộ lặp và bộ tiền khuếch đại. Bộ khuếch đại sợi quang nói chung được cấu thành từ bộ khuếch đại sợi quang có độ lợi trung bình, cấu trúc ghép nối đầu vào-đầu ra của đèn bơm.
