Đặc tính của bộ khuếch đại EDFA

Đặc điểm củaBộ khuếch đại EDFA
Nguyên lý hoạt động của bộ khuếch đại sợi quang rất giống với laser trạng thái rắn. Các mức năng lượng, phổ hấp thụ và khuếch đại liên quan của ion erbium (Er³⁺) trong sợi quang thạch anh được thể hiện trong Hình 2. Tính chất vô định hình của thạch anh làm mở rộng các mức năng lượng của ion erbium thành các dải, và nhiều chuyển tiếp có thể được sử dụng để bơm ion erbium, với các bước sóng bơm hiệu quả nhất là 980 nm và 1480 nm.
Bước sóng hoạt động của bộ khuếch đại EDFA nằm chính xác trong dải bước sóng tối ưu 1330-1600nm cho truyền thông cáp quang. Bộ khuếch đại EDFA hoạt động trong băng tần C (1530-1565nm) với cửa sổ suy hao sợi quang thấp nhất đã được sử dụng rộng rãi. Để tận dụng tối đa tài nguyên băng thông của sợi quang, người ta cũng đang nỗ lực phát triển các bộ khuếch đại EDFA trong băng tần L (1570-1610nm). Băng tần L nằm ở phần đuôi của phổ khuếch đại EDFA, do đó các bộ khuếch đại EDFA băng tần L phải sử dụng sợi quang dài hơn và công suất bơm cao hơn, hoặc sử dụng sợi quang được pha tạp cao.
Bộ khuếch đại quang EDFACó độ khuếch đại cao (lớn hơn 30-50dB) và cung cấp độ khuếch đại phẳng trên dải tần rộng (lên đến 30nm), thích hợp để khuếch đại tín hiệu trong nhiều kênh quang, đặc biệt là trong các hệ thống ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc (DWDM). Độ nhiễu thấp (4-8dB), gần đạt giới hạn lượng tử. Khi áp dụng cho hệ thống WDM, hiện tượng nhiễu xuyên kênh được giảm thiểu và có thể ghép nối nhiều bộ khuếch đại. Có công suất đầu ra bão hòa cao (10-20 dBm), nó có thể được sử dụng như một bộ khuếch đại công suất sau bộ phát để tăng khoảng cách truyền hoặc số lượng nút quang được phân bổ mà không cần đường truyền tiếp sức. Công suất bơm cần thiết thấp (vài chục miliwatt). Độ khuếch đại không phụ thuộc vào trạng thái phân cực của sợi quang, do đó nó có độ ổn định tốt. Dễ dàng ghép nối với các sợi quang truyền dẫn, với tổn hao ghép nối thấp (<1dB). Ngoại trừ nguồn bơm, EDFA là một bộ khuếch đại sợi quang pha tạp erbium (EDFA).Bộ khuếch đại quangNó được cấu tạo từ các linh kiện thụ động. Do đó, so với các rơle tái tạo điện tử phức tạp và đắt tiền, chi phí hệ thống được giảm đáng kể và độ tin cậy được cải thiện.
Ngoài ra, đặc tính khuếch đại củaEDFABộ khuếch đại không phụ thuộc vào tốc độ bit và định dạng dữ liệu của hệ thống, do đó nó có thể khuếch đại và truyền cả thông tin kỹ thuật số và tương tự. Nhược điểm của bộ khuếch đại sợi quang pha tạp erbium là: kích thước lớn; tuổi thọ của nguồn bơm không dài; không thể tích hợp với các thiết bị khác, điều này hạn chế ứng dụng của nó.bộ khuếch đại sợi quang pha tạp erbiumtrong tích hợp quang điện tử (OEIC). Ngoài ra, băng thông khuếch đại của bộ khuếch đại EDFA chỉ bao phủ một phần cửa sổ tổn hao thấp của sợi quang đơn mode thạch anh, điều này hạn chế số lượng kênh bước sóng mà sợi quang có thể chứa, đây cũng là một nhược điểm của nó.