Optisen vahvistimen vahvistuksen optimointi

EDFA on optinen vahvistin, joka käyttää seostettua optista kuitua vahvistusvälineenä optisen signaalin vahvistamiseen. Vahvistettava signaali ja pumppulaser multipleksoidaan seostettuun kuituun, ja signaali vahvistetaan vuorovaikutuksessa seostus-ionien kanssa. EDFA on tunnetuin ja eniten käytetty optinen vahvistin, joka sopii pienihäviöiseen piidioksidipohjaisen kuidun optiseen ikkunaan. 

EDFA:iden erityinen vetovoima on niiden suuri vahvistuksen kaistanleveys, joka on tyypillisesti kymmeniä nanometrejä, ja siksi se on itse asiassa enemmän kuin tarpeeksi vahvistamaan datakanavia korkeimmilla tiedonsiirtonopeuksilla ilman, että vahvistuksen kaventuminen tapahtuu. Yhtä EDFA:ta voidaan käyttää useiden datakanavien samanaikaiseen vahvistamiseen eri aallonpituuksilla vahvistusalueella. Ennen kuin tällaisia ​​kuituvahvistimia oli saatavilla, ei ollut käytännöllistä menetelmää kaikkien kuituoptisen linkin pitkien kuituvälien välisten kanavien vahvistamiseksi. Kaikki datakanavat piti jakaa, havaita ja vahvistaa ne sähköisesti, lähettää optisesti uudelleen ja yhdistää uudelleen. Kuituvahvistimien käyttöönotto vähensi siten valtavasti monimutkaisuutta ja lisäsi vastaavasti luotettavuutta. 

WDM-järjestelmissä multipleksoimalla aallonpituuskanavien virta erityisesti C- ja L-kaistajärjestelmissä voi samanaikaisesti vahvistaa halutulle tehotasolle, jolloin minkä tahansa kanavan vahvistus riippuu signaalin aallonpituudesta, järjestelmässä olevien signaalien määrästä, tulosignaalin tehot ja sen absorptio- ja emissiopoikkileikkaukset .

Vahvistettu litistetty erbium-seostettu kuituvahvistin (EDFA) on avainkomponentti pitkän matkan monikanavaisissa valoaaltolähetysjärjestelmissä, kuten Wavelength Division Multiplexing (WDM). Yksi vaikeus EDFA:ita sisältävän WDM-järjestelmän toteuttamisessa on se, että EDFA-vahvistusspektri on aallonpituudesta riippuvainen. WDM-järjestelmässä EDFA ei välttämättä vahvista kanavien aallonpituuksia tasaisesti. WDM-järjestelmän EDFA:lta vaaditaan usein tasaiset vahvistusspektrit tasaisten lähtötehojen ja samanlaisten signaalikohinasuhteiden (SNR) saavuttamiseksi. Tasaisen spektrivahvistuksen EDFA:n suunnittelussa on useita menetelmiä, kuten ohjaamalla seostetun kuidun pituutta ja pumpun tehoa, valitsemalla optisen loven suodattimen ominaisuus oikein, käyttämällä akusto-optista viritettävää suodatinta ja käyttämällä epähomogeenisesti laajennettua vahvistusväliainetta. Tällä paperilla saavutetaan EDFA:n vahvistustasaisuus ohjaamalla seostetun kuidun pituutta ja pumpun tehoa annetulla -26 dBm:n syöttöteholla ja halutulla yli 8 dBm:n lähtöteholla.

Optinen linjajärjestelmä