Характеристики и направления развития усилителей EDFA

Волоконный усилитель, легированный эрбием (EDFA), представляет собой устройство, которое усиливает оптические сигналы с использованием ионов эрбия в легированном эрбием волокне. Он играет решающую роль в волоконно-оптических системах связи, особенно при передаче на большие расстояния, чтобы компенсировать потери волокна и увеличить дальность передачи сигналов.

Усилитель EDFA (легированный эрбием волоконный усилитель) является незаменимым компонентом современных волоконно-оптических систем связи. Он обеспечивает оптическое усиление за счет воздействия света накачки на ионы эрбия в легированном эрбием волокне, позволяя усиливать сигнал, тем самым увеличивая расстояния передачи и улучшая производительность систем связи.

Преимущества усилителей EDFA

• Диапазон длины волны: рабочая длина волны усилителя EDFA составляет 1500 нм, что входит в диапазон длин волн волоконно-оптической связи. На этой длине волны потери при передаче волокна относительно низки, что способствует передаче на большие расстояния.

• Соответствие линейному волокну: поскольку основной корпус усилителя EDFA представляет собой сегмент оптоволокна, его потери на связь с линейным волокном очень малы, даже до 0,1 дБ, что снижает потери сигнала во время процесса усиления.

• Обеспечение качества сигнала: коэффициент шума усилителей EDFA низкий, обычно между 4-7 дБ. Низкий уровень шума означает, что во время усиления сигнала вводится меньше шума, что обеспечивает качество сигнала.

• Передача на большие расстояния: усилитель EDFA обеспечивает усиление до 20-40 дБ и насыщенную выходную мощность 8-15 дБм. Такое усиление и выходная мощность обеспечивают передачу сигнала на большие расстояния без необходимости частого усиления.

• Многоканальная передача: усилитель EDFA имеет полосу пропускания 20-40 нм в окне 1550 нм, что позволяет осуществлять многоканальную передачу. Это облегчает расширение пропускной способности, тем самым экономя затраты.

• Стабильные характеристики усиления: в отличие от полупроводниковых оптических усилителей, характеристики усиления волоконных усилителей не зависят от состояния поляризации волокна, а характеристики усиления также не связаны с направлением передачи оптического сигнала. Это означает, что независимо от изменения состояния поляризации сигнала усилители EDFA могут обеспечивать стабильные эффекты усиления.

• Хорошая изоляция сигнала: усилитель EDFA имеет низкоканальные перекрестные помехи, которые помогают поддерживать изоляцию сигнала и уменьшают взаимные помехи, особенно в сценариях многоканальной передачи.

• Адаптируемый к различным форматам битрейта: усилитель EDFA прозрачен для битрейта передачи и форматов, а также для обновления системы. Это означает, что он может адаптироваться к различным битрейтам и форматам сигналов, обеспечивая хорошую совместимость для обновлений и расширений системы.

Направления развития усилителей EDFA

Усилители EDFA имеют лучшие характеристики усиления среди оптических усилителей, но их относительно узкая полоса пропускания серьезно ограничивает их дальнейшее применение. Усилители рамановского волокна (RFA) имеют очень широкую полосу пропускания усиления и более низкий коэффициент шума, но их характеристики усиления не так хороши, как EDFA, поэтому не широко используются в коммерческих целях. В последние годы было обнаружено, что если RFA и EDFA объединить в гибридные раманово-эрбиевые волоконные усилители, их соответствующие преимущества могут быть объединены для получения плоского широкополосного спектра усиления, тем самым увеличивая полосу пропускания системы и улучшая отношение сигнал/шум, отвечающее требованиям современного развития системы. Кроме того, для лучшего коммерческого применения продолжаются исследования в области миниатюризации, интеллектуального управления, выравнивания усиления и технологий автоматической регулировки усиления усилителей EDFA.