EDFA技術應用特性與優(yōu)缺點

【訊石光通訊咨詢網(wǎng)】EDFA是英文“Erbium-doped Optical Fiber Amplifer”的縮寫，意即摻鉺光纖放大器，是一種對信號光放大的一種有源光器件。在使用光纖的通信系統(tǒng)中，不需將光信號轉換為電信號，直接對光信號進行放大的一種技術。

         EDFA的主要應用特性包括增益特性、輸入輸出特性、飽和特性、增益帶寬特性和噪聲特性等，它們與輸入光功率大小、餌光纖長度及參數(shù)、泵浦功率大小及泵浦波長、信號波長等都有密切關系。

        摻餌光纖放大器實用性的關鍵是在半導體激光器能提供的光功率下得到高增益，衡量這一性能的參數(shù)是增益系數(shù)－－放大器最高增益與其對應泵浦光功率的比值，它指出放大器的泵浦功率。目前泵浦激光器的工作波長主要有兩種：980nm和1480nm，其最高增益效率可分別達到11dB/mW和6.5dB/mW。 

        增益特性與Er3+濃度密切相關：當Er3+的濃度超過一定值時，增益反而下降，原因是Er3+過量會產生聚合，引起濃度消光現(xiàn)象，因此出摻餌光纖的制作過程中，要控制好餌的摻入量。
 
        此外，信號增益還受泵浦光功率和光纖長度影響。小信號輸入時的增益系數(shù)大于大信號輸入時的增益系數(shù)。開始時增益隨摻餌光纖長度的增加而上升，但當光纖超過一定長度后，增益反而逐漸下降，因此存在一個最佳增益的最佳長度，但這一長度只能是最大增益長度，而不是摻餌光纖的最佳長度，因為還涉及到其他特性（如噪聲特性等）。

        EDFA之所以是光通信技術的一場革命，歸功于其無可比擬的優(yōu)越性。EDFA泵浦效率高、工作性能穩(wěn)定、技術成熟，在現(xiàn)代長途DWDM通信系統(tǒng)中備受青睞。概括而言，主要有以下幾個方面：

1. 通常工作在1 530~1 565 nm光纖損耗最低的窗口；
2. 增益高，通常為10~35 dB，且在較寬的波段內提供較為平坦的增益；
3. 噪聲系數(shù)較低，各個信道間的串擾極小，可級聯(lián)多個放大器；
4. 與線路耦合損耗小（小于1 dB ）；
5.具有透明性，放大特性與系統(tǒng)比特率、信號格式和編碼無關；
6.成本低，與再生電路相比具有較大的成本優(yōu)勢；
7.結構簡單，與傳輸光纖易耦合。

         摻鉺光纖放大器的獨特優(yōu)越性已被世人所公認，并且得到越來越廣泛的應用。但是，摻鉺光纖放大器也存在著一定的局限性。能夠提供的增益帶寬不夠寬，制約了光纖容納的波長信道數(shù)；不便于查找故障，泵浦源壽命不長；存在輸出功率的控制和不同波長通道的增益均衡問題。但是，隨著光纖通信技術的不斷進步，這些問題將會得到完滿的解決。


        EDFA采用的技術主要有增益平坦技術、增益可調技術、濾波技術、高功率輸出技術等，EDFA今后必然朝著提高性能、多功能、與FRA配合使用等方向不斷發(fā)展和完善。