Tương tự như cỏc hệ thống trước cỏc bộ EDFA sử dụng trong hệ thống WDM cũng cú ba ứng dụng chớnh đú là: Khuếch đại cụng suất (Booster Amplifier - BA), tiền khuếch đại (Pre-amplifier - PA) và khuếch đại đường truyền (Line Amplifier - LA).
Hỡnh 3.7: EDFA sử dụng trong hệ thống WDM.
So với thiết bị đầu cuối thụng thường, việc sử dụng cỏc thiết bị khuếch đại quang (BA, LA, PA) sẽ tăng quỹ cụng suất lờn đỏng kể. Với phổ khuếch đại tương đối rộng (khoảng 35nm), khả năng khuếch đại khụng phụ thuộc vào tốc độ và dạng tớn hiệu, sử dụng khuếch đại quang rất thuận lợi trong việc nõng cấp tuyến (tăng tốc độ hoặc thờm kờnh bước súng).
Nhỡn chung, sử dụng khuếch đại quang cú thể bự lại suy hao trong hệ thống, như vậy những hệ thống trước đõy bị hạn chế về suy hao thỡ nay cú thể lại bị hạn chế về tỏn sắc. Trong trường hợp đú, phải sử dụng một số phương phỏp để giảm bớt ảnh hưởng của tỏn sắc, vớ dụ như sử dụng sợi bự tỏn sắc hay sử dụng cỏc nguồn phỏt cú độ rộng phổ hẹp kết hợp với điều chế ngoài.
Do đặc điểm khỏc nhau của cỏc loại thiết bị khuếch đại quang nờn mức ưu tiờn sử dụng đối với từng loại cũng cú khỏc nhau:
- LA đũi hỏi phải cú một kờnh giỏm sỏt riờng, hơn nữa thờm cỏc điểm trung gian vào trờn đường truyền cũng làm cho việc bảo dưỡng trở nờn phức tạp hơn. Do đú, mức ưu tiờn sử dụng đối với LA là thấp nhất, chỉ trong trường hợp khi
mà dựng cả BA và PA mà vẫn khụng đỏp ứng nổi yờu cầu về quỹ cụng suất thỡ mới sử dụng LA.
- Đơn giản nhất là sử dụng BA và PA để tăng quỹ cụng suất. Tuy nhiờn, do cấu hỡnh của PA phức tạp hơn BA (vỡ phải sử dụng cỏc bộ lọc quang băng hẹp để loại bỏ bớt tạp õm ASE) nờn giữa BA và PA thỡ BA vẫn được ưu tiờn sử dụng hơn.
Một trong cỏc hạn chế của EDFA đối với hệ thống WDM là phổ khuếch đại khụng đồng đều, cỏc bước súng khỏc nhau sẽ được khuếch đại với cỏc hệ số khỏc nhau, đặc biệt là sự tồn tại của đỉnh khuếch đại tại bước súng 1530nm. Hơn nữa, trong trường hợp trờn tuyến cú sử dụng nhiều EDFA liờn tiếp thỡ sẽ hỡnh thành một đỉnh khuếch đại khỏc xung quanh bước súng 1558nm. Như vậy, với nhiều EDFA liờn tiếp trờn đường truyền, dải phổ khuếch đại sẽ bị thu hẹp lại (cú thể là từ 35nm giảm xuống cũn 10nm hoặc hơn nữa tuỳ thuộc vào số bộ khuếch đại liờn tiếp nhau).
Hiện nay, để cõn bằng hệ số khuếch đại của EDFA người ta cú thể sử dụng một số phương phỏp chủ yếu sau:
+ Sử dụng bộ lọc để suy hao tớn hiệu tại đỉnh khuếch đại xung quanh bước súng 1530nm, và xung quanh bước súng 1558nm (trong trường hợp cú sử dụng nhiều EDFA liờn tiếp trờn đường truyền) .
+ Điều chỉnh mức cụng suất đầu vào của cỏc bước súng sao cho tại đầu thu mức cụng suất của tất cả cỏc bước súng này là như nhau (hỡnh 3.8.b).
Hỡnh 3.8: Phổ của tớn hiệu quang ở đầu ra hệ thống khi khụng cú điều chỉnh (a) và khi cú điều chỉnh (b) mức cụng suất của cỏc bước súng đầu vào.
Dựa vào hệ số khuếch đại tổng của cả chuỗi khuếch đại mà cụng suất phỏt trong mỗi kờnh cần thiết lập sao cho bự lại sự thay đổi của hệ số khuếch đại. Mục đớch của quỏ trỡnh cõn bằng trước là là đảm bảo tất cả cỏc kờnh tại đầu thu cú tỉ số tớn hiệu/tạp õm gần bằng nhau và rơi vào dải động cho phộp.
Ngoài ra theo tạp chớ Lightwave đó cú một cải tiến đỏng kể trong việc san bằng và mở rộng phổ khuếch đại của bộ khuếch đại quang. Đú là sự ra đời của bộ khuếch đại cú tờn là EDTFA (Erbium-Doped Tellurite-based Fiber Amplifier) cú cấu hỡnh như hỡnh dưới:
Về bản chất thỡ EDTFA giống như EDFA hay EDSFA, chỉ khỏc là EDSFA dựa trờn nền bỏn dẫn Silic, cũn EDTFA dựa trờn nền bỏn dẫn Telurrium. EDTFA cho phộp mở rộng phổ khuếch đại lờn tới 90nm, từ bước súng 1530nm - 1620nm (so với 35nm của EDSFA).
Hỡnh 3.9: Cấu hỡnh EDTFA.