Χαρακτηριστικά του ενισχυτή EDFA

Χαρακτηριστικά τουΕνισχυτής EDFA
Η αρχή λειτουργίας των ενισχυτών οπτικών ινών είναι πολύ παρόμοια με αυτή των λέιζερ στερεάς κατάστασης. Τα σχετικά επίπεδα ενέργειας, τα φάσματα απορρόφησης και κέρδους των ιόντων ερβίου (Er³⁺) σε οπτικές ίνες χαλαζία φαίνονται στο Σχήμα 2. Οι άμορφες ιδιότητες του χαλαζία διευρύνουν τα επίπεδα ενέργειας των ιόντων ερβίου σε ζώνες και πολλές μεταβάσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την άντληση ιόντων ερβίου, με τα πιο αποτελεσματικά μήκη κύματος άντλησης να είναι τα 980 nm και τα 1480 nm.
Το λειτουργικό μήκος κύματος του ενισχυτή EDFA εμπίπτει ακριβώς στο βέλτιστο εύρος μήκους κύματος 1330-1600nm για επικοινωνία οπτικών ινών. Οι ενισχυτές EDFA που λειτουργούν στη ζώνη C (1530-1565nm) με το χαμηλότερο παράθυρο απώλειας οπτικών ινών έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως. Προκειμένου να αξιοποιηθούν πλήρως οι πόροι εύρους ζώνης των οπτικών ινών, οι άνθρωποι έχουν επίσης δεσμευτεί να αναπτύξουν EDFA στη ζώνη L (1570-1610nm). Η ζώνη L βρίσκεται στην ουρά του φάσματος κέρδους EDFA, επομένως τα EDFA της ζώνης L πρέπει να χρησιμοποιούν μακρύτερες ίνες και υψηλότερη ισχύ άντλησης ή να χρησιμοποιούν ίνες με υψηλή πρόσμιξη.
Οπτικός ενισχυτής EDFAΈχει υψηλό κέρδος (μεγαλύτερο από 30-50dB) και παρέχει επίπεδο κέρδος σε μια ευρεία ζώνη συχνοτήτων (έως 30nm), καθιστώντας το κατάλληλο για ενίσχυση σημάτων σε πολλαπλά οπτικά κανάλια, ειδικά σε συστήματα πυκνής πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος (DWDM). Χαμηλός θόρυβος (4-8dB), πλησιάζοντας το κβαντικό όριο. Όταν εφαρμόζεται σε συστήματα WDM, η διασταύρωση μεταξύ των καναλιών ελαχιστοποιείται και πολλαπλοί ενισχυτές μπορούν να συνδεθούν σε σειρά. Έχοντας υψηλή ισχύ εξόδου κορεσμού (10-20 dBm), μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτής ισχύος μετά τον πομπό για να αυξήσει την απόσταση μετάδοσης ή τον κατανεμημένο αριθμό οπτικών κόμβων χωρίς γραμμές ρελέ. Η απαιτούμενη ισχύς αντλίας είναι χαμηλή (δεκάδες milliwatt). Το κέρδος είναι ανεξάρτητο από την κατάσταση πόλωσης της ίνας, επομένως έχει καλή σταθερότητα. Εύκολη σύζευξη με οπτικές ίνες μετάδοσης, με χαμηλή απώλεια σύζευξης (<1dB). Εκτός από την πηγή αντλίας, το EDFAΟπτικός ενισχυτήςαποτελείται από παθητικά εξαρτήματα. Επομένως, σε σύγκριση με τα πολύπλοκα και ακριβά ηλεκτρονικά αναγεννητικά ρελέ, το κόστος του συστήματος μειώνεται σημαντικά και η αξιοπιστία βελτιώνεται.
Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά ενίσχυσης τουEDFAΟ ενισχυτής είναι ανεξάρτητος από τον ρυθμό μετάδοσης bit του συστήματος και τη μορφή δεδομένων, επομένως μπορεί να ενισχύσει και να μεταδώσει τόσο ψηφιακές όσο και αναλογικές πληροφορίες. Τα μειονεκτήματα του ενισχυτή οπτικών ινών με πρόσμιξη ερβίου είναι: μεγάλο μέγεθος· η διάρκεια ζωής της πηγής αντλίας δεν είναι μεγάλη· δεν μπορεί να ενσωματωθεί με άλλες συσκευές, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή τουενισχυτής οπτικών ινών με πρόσμιξη έρβιουστην οπτοηλεκτρονική ολοκλήρωση (OEIC). Επιπλέον, το εύρος ζώνης κέρδους του ενισχυτή EDFA καλύπτει μόνο ένα μέρος του παραθύρου χαμηλών απωλειών της μονοτροπικής ίνας χαλαζία, γεγονός που περιορίζει τον αριθμό των καναλιών μήκους κύματος που μπορεί να φιλοξενήσει η ίνα, κάτι που αποτελεί και το μειονέκτημά της.