Caratteristiche dell'amplificatore EDFA

Caratteristiche diAmplificatore EDFA
Il principio di funzionamento degli amplificatori a fibra è molto simile a quello dei laser a stato solido. I livelli energetici, gli spettri di assorbimento e di guadagno degli ioni di erbio (Er³⁺) nelle fibre ottiche di quarzo sono illustrati nella Figura 2. Le proprietà amorfe del quarzo allargano i livelli energetici degli ioni di erbio in bande, e numerose transizioni possono essere utilizzate per pompare gli ioni di erbio, con le lunghezze d'onda di pompaggio più efficaci pari a 980 nm e 1480 nm.
La lunghezza d'onda di lavoro dell'amplificatore EDFA rientra precisamente nell'intervallo ottimale di lunghezze d'onda di 1330-1600 nm per le comunicazioni in fibra ottica. Gli amplificatori EDFA che operano nella banda C (1530-1565 nm), caratterizzata dalla minima perdita di banda, sono ampiamente utilizzati. Per sfruttare appieno le risorse di banda delle fibre ottiche, si sta lavorando allo sviluppo di EDFA anche nella banda L (1570-1610 nm). La banda L si trova nella parte terminale dello spettro di guadagno dell'EDFA, pertanto gli EDFA in banda L richiedono fibre più lunghe e una maggiore potenza di pompaggio, oppure fibre altamente drogate.
Amplificatore ottico EDFAHa un guadagno elevato (superiore a 30-50 dB) e fornisce un guadagno piatto su un'ampia banda di frequenza (fino a 30 nm), rendendolo adatto per amplificare segnali in più canali ottici, in particolare nei sistemi di multiplexing a divisione di lunghezza d'onda densa (DWDM). Basso rumore (4-8 dB), in prossimità del limite quantistico. Se applicato ai sistemi WDM, la diafonia tra i canali è minimizzata e più amplificatori possono essere collegati in cascata. Avendo un'elevata potenza di uscita di saturazione (10-20 dBm), può essere utilizzato come amplificatore di potenza dopo il trasmettitore per aumentare la distanza di trasmissione o il numero di nodi ottici assegnati senza linee di relè. La potenza di pompaggio richiesta è bassa (decine di milliwatt). Il guadagno è indipendente dallo stato di polarizzazione della fibra, quindi ha una buona stabilità. Facile da accoppiare con fibre ottiche di trasmissione, con bassa perdita di accoppiamento (<1 dB). Ad eccezione della sorgente di pompaggio, EDFAAmplificatore otticoÈ composto da componenti passivi. Pertanto, rispetto ai relè rigenerativi elettronici complessi e costosi, il costo del sistema è notevolmente ridotto e l'affidabilità è migliorata.
Inoltre, le caratteristiche di amplificazione diEDFAGli amplificatori sono indipendenti dalla velocità di trasmissione del sistema e dal formato dei dati, quindi possono amplificare e trasmettere informazioni sia digitali che analogiche. Gli svantaggi dell'amplificatore a fibra drogata con erbio sono: grandi dimensioni; la durata della sorgente di pompaggio non è lunga; non può essere integrato con altri dispositivi, il che limita l'applicazione diamplificatore a fibra drogata con erbionell'integrazione optoelettronica (OEIC). Inoltre, la larghezza di banda di guadagno dell'amplificatore EDFA copre solo una parte della finestra a bassa perdita della fibra monomodale al quarzo, il che limita il numero di canali di lunghezza d'onda che la fibra può ospitare, e questo rappresenta anche un suo limite.