M Ở ĐẦ U 4
B ộ phát quang 6
2.2.6 Nhi ễ u trong s ợ i pha t ạ p erbium 45
Nhiễu là đặc điểm quan trọng thứ hai của bộ khuếch đại quang (hoặc bất cứ loại bộ khuếch đại nào). Nếu ta nhìn lại hình 2.2.1.2 sẽ thấy độ lợi của bộ khuếch đại sợi pha tạp erbium (EDFA) được dùng để khuếch đại một kênh bước sóng cụ thể. Do đó, cần xét độ lợi và nhiễu trong băng tần của một kênh đơn. Nhiễu quang trong một EDFA gọi là nhiễu tự phát được khuếch đại ASE. Sự giảm tín hiệu thực
Nghiên cứu đặc tính và các yếu tố ảnh hưởng lên hệ số khuếch đại của các Bộ khuếch đại quang
bắt nguồn từ các tín hiệu phách (beating) sinh ra do giao thoa giữa tạp âm - tạp âm và tạp âm - tín hiệu. Điều này được chỉ ra trong hình 2.2.6.1. Mỗi slice tạp âm có thể giao thoa với slice khác để sinh ra tín hiệu phách (beating) ở các tần số là sự kết hợp của tổng và hiệu của các tần số đầu vào. May mắn là, tín hiệu phách (beating) tạp âm - tạp âm có thể dễ dàng bỏ đi bằng sử dụng các bộ lọc băng hẹp. Module EDFA thực thường bao gồm một bộ lọc ASE để làm việc này. Tổn hại thực bị gây ra bởi nhiễu giao thoa tạp âm - tín hiệu. Nhiễu như vậy không thể lọc vì nó nằm trong băng tần của tín hiệu, như hình 2.2.6.1 chỉ ra. Đây là nhân tốđóng góp thật sự cho hệ số tạp âm trong EDFA.
Hình 2.2.6.1 Tín hiệu phách (beating) tạp âm - tạp âm và tạp âm - tín hiệu.
Hệ số tạp âm dựa trên tín hiệu phách (beating) giữa tín hiệu - tạp âm cho bởi:
( ) [ ( )s ]
SE λ /hfGBW λ
P
NF ≈ A s [2.22]
trong đó λs là bước sóng tín hiệu và tất cả các kí hiệu khác giống như trong công thức 2.17. Từ công thức 2.17, chúng ta có thể thấy hệ số tạo âm của một EDFA cho bởi:
sp
n
NF ≈2 [2.23]
Công thức 2.23 cho thấy rằng thậm chí với bộ khuếch đại lý tưởng, khi nsp=1, thì SNR của tín hiệu được khuếch đại cũng giảm 2 lần (bởi 3dB). Công thức 2.23chỉ ra một tính chất thừa kế của bộ khuếch đại sợi pha tạp erbium (EDFA) là tăng mức nhiễu, nhưng người ta vẫn sử dụng EDFA vì nó khuếch đại tín hiệu ánh
Nghiên cứu đặc tính và các yếu tố ảnh hưởng lên hệ số khuếch đại của các Bộ khuếch đại quang
sáng tới một mức bù nhiều hơn cho sự tăng của nhiễu. Nhưđã đề cập ở trước, giá trị nsp đặc trưng là từ 1,4 tới 4, đây là lý do tại sao NF thay đổi từ 3,5 tới 9dB đối với bộ khuếch đại sợi pha tạp erbium. Hệ số tạp âm này chỉ dựa trên nhiễu giao thoa tín hiệu - tạp âm.