EDFA技術(shù)應(yīng)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(zhuǎn)換為電信號，直接對光信號進行放大的一種技術(shù)。

         EDFA的主要應(yīng)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(guān)系。

        摻餌光纖放大器實用性的關(guān)鍵是在半導(dǎo)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(yīng)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(dá)到11dB/mW和6.5dB/mW。 

        增益特性與Er3+濃度密切相關(guān)：當(dāng)Er3+的濃度超過一定值時，增益反而下降，原因是Er3+過量會產(chǎn)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(dāng)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(shù)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(shù)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(nèi)提供較為平坦的增益；
3. 噪聲系數(shù)較低，各個信道間的串?dāng)_極小，可級聯(lián)多個放大器；
4. 與線路耦合損耗?。ㄐ∮? 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(guān)；
6.成本低，與再生電路相比具有較大的成本優(yōu)勢；
7.結(jié)構(gòu)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(rèn)，并且得到越來越廣泛的應(yīng)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?qū)?，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(shù)的不斷進步，這些問題將會得到完滿的解決。


        EDFA采用的技術(shù)主要有增益平坦技術(shù)、增益可調(diào)技術(shù)、濾波技術(shù)、高功率輸出技術(shù)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。