Усилители EDFA

Легированные эрбием усилители оптического сигнала EDFA (Erbium Doped Fibre Amplifier) являются самыми распространенными в сфере телекоммуникаций. Усиление света возможно в области самых минимальных потерь кварцевого телекоммуникационнго волокна в диапазоне длин волн – 1,5 μm. Именно примесь оптического волокна легированным эрбием даёт усиление оптического сигнала в протяжённых сетях с технологией DWDM.

Основа EDFA – это одномодовое оптическое волокно, легированное ионами эрбия (Ег). Активное волокно накачивается светом лазерных диодов. В зависимости от направления накачка бывает:

• сонаправленная (однонаправленная накачка в прямом направлении);
• противонаправленная (однонаправленная накачка в обратном направлении);
• при накачивании светом двух лазерных диодов имеем двунаправленную накачку.

Также в состав волоконного усилителя входят лазерные диоды с управляющей электроникой, фотоприемники для контроля оптической мощности, выравнивающие фильтры и различные делители. Для компактных устройств разрабатываются фотонные интегральные схемы с целью объединения разнообразных пассивных оптических компонентов.

Для спектрального уплотнения транслируемых данных необходима плоская форма спектра, обеспечивающая равномерное усиление в широком интервале длин волн. Такой эффект может быть получен при использовании оптимизированных стеклянных матриц или комбинацией определенных оптических фильтров.

Имеющиеся приспособления, регулирующие выходную мощность устройства и его охлаждение, позволяют работать усилителям в различных температурных режимах. Встроенный механизм защиты предохраняет от возможного перегрева и холостого хода лазера накачки. Такая функционально продуманная конструкция рассчитана на многолетнюю эксплуатацию.

Усилители EDFA не ориентированы на распознавание и преобразование сигнала. Их функция заключается в увеличении мощности сигнала во всей рабочей полосе (от 1525 нм до 1565 нм). Это свойство делает их практически независимыми как от протокола, так и от скорости передачи данных.

Усилители EDFA подразделяются в зависимости от применяемой топологии оптоволоконной сети на:

• усилители мощности (бустеры),
• линейные усилители с низкой входной оптической мощностью,
• предварительные усилители (предусилители).

Эрбиевые волоконные усилители характеризуются также следующими особенностями:

• простота архитектуры;
• контроль рабочих параметров;
• удаленное управление и мониторинг;
• довольно низкий уровень внешних шумов;
• постепенное и экономичное наращивание пропускной способности за счёт добавления новых каналов по мере необходимости;
• обработка сигнала электронными устройствами только в начальной и конечной точке оптической сети;
• высокая надёжность.

Эрбиевые волоконно-оптические усилители EDFA могут применяться в электрооптических линиях связи, в системах кабельного телевидения (трансляция сигнала на дальние расстояния), в цифровых коммуникациях, а также для построения высокоэффективных распределительных сетей высокой плотности (системы с плотным спектральным уплотнением DWDM).