Optimització del guany de l'amplificador òptic

EDFA és un amplificador òptic que utilitza una fibra òptica dopada com a mitjà de guany per amplificar un senyal òptic. El senyal que s'ha d'amplificar i un làser de bomba es multiplexen a la fibra dopada i el senyal s'amplifica mitjançant la interacció amb els ions dopants. EDFA és l'amplificador òptic més conegut i utilitzat més freqüentment adequat per a finestres òptiques de baixes pèrdues de fibra basada en sílice. 

Un atractiu particular dels EDFA és el seu gran ample de banda de guany, que normalment és de desenes de nanòmetres i, per tant, en realitat és més que suficient per amplificar els canals de dades amb les taxes de dades més altes sense introduir cap efecte d'estrenyiment del guany. Es pot utilitzar un únic EDFA per amplificar simultàniament molts canals de dades a diferents longituds d'ona dins de la regió de guany. Abans que aquests amplificadors de fibra estiguessin disponibles, no hi havia cap mètode pràctic per amplificar tots els canals entre llargs trams de fibra d'un enllaç de fibra òptica. Calia dividir tots els canals de dades, detectar-los i amplificar-los electrònicament, tornar-los a enviar òpticament i tornar-los a combinar. La introducció dels amplificadors de fibra va comportar així una reducció enorme de la complexitat, juntament amb un augment corresponent de la fiabilitat. 

En els sistemes WDM mitjançant multiplexació, un flux de canals de longitud d'ona, particularment en règims de bandes C i L, es pot amplificar simultàniament fins al nivell de potència desitjat on l'amplificació de qualsevol canal en particular depèn de la longitud d'ona del senyal, el nombre de senyals presents al sistema, les potències del senyal d'entrada i les seves seccions transversals d'absorció i emissió.

L'amplificador de fibra dopada amb erbi aplanat amb guany (EDFA) és un component clau en sistemes de transmissió d'ones de llum multicanal de llarg recorregut com ara la multiplexació de divisió de longitud d'ona (WDM). Una de les dificultats per implementar un sistema WDM inclòs EDFA és que l'espectre de guany EDFA depèn de la longitud d'ona. En un sistema WDM, l'EDFA no necessàriament amplifica la longitud d'ona dels canals per igual. Sovint es requereix que EDFA en un sistema WDM tingui espectres de guany equalitzats per aconseguir potències de sortida uniformes i relacions senyal-soroll (SNR) similars. Hi ha diversos mètodes per dissenyar un EDFA de guany espectral pla, com ara el control de la longitud de la fibra dopada i la potència de la bomba, l'elecció adequada de les característiques del filtre òptic, mitjançant l'ús d'un filtre ajustable acústo-òptic i l'ús d'un mitjà de guany ampliat de manera no homogènia. Aquest document aconsegueix la planitud de guany de l'EDFA controlant la longitud de la fibra dopada i la potència de la bomba per a una potència d'entrada determinada de -26 dBm i la potència de sortida desitjada de més de 8 dBm.

Sistema de línia òptica