Đối với các hệ thống truyền dẫn với khoảng cách dài (long haul), tín hiệu quang sẽ bị suy yếu trong quá trình truyền dẫn, do đó cần phải tái tạo lại tín hiệu sau một khoảng cách nhất định nào đó, khi đó các bộ khuếch đại quang được sử dụng.Nguyên lý của bộ khuếch đại quang dựa trên hiện tượng phát xạkích thích nhưng không xảy ra cộng hưởng trong quá trình khuếch đại (khác Lazer). Trong môi trường tích cực của bộ khuếch đại thì cả 3 quá trình hấp thụ, phát xạ tự phát và phát xạ kích thích xảy ra đồng thời. Tuy nhiên chỉ có quá trình phát xạ kích thích là tạo ra độ lợi khuếch đại, phát xạ tựphát được coi là
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương IV: Ứng dụng OFDM trong mạng truy nhập quang thế hệ sau
SVTH: Nguyễn Tiến Hiệp Trang 57
nguyên nhân chính gây nhiễu trong các bộ khuếch đại quang. Nhiễu này được gọi là nhiễu phát xạ tựphát được khuếch đại ASE (Amplified Spontaneous Emission noise).
Có nhiều loại khuếch đại quang, có thể tạm chia làm hai loại chính đó là khuếch đại quang bán dẫn SOA (Optical Semiconductor Amplifier) và khuếch đại quang sợi OFA (Optical Fiber Amplifier). Hiện nay, trong các hệ thống thông tin quang, người ta thường sử dụng bộ khuếch đại sợi có pha tạp Erbium EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) thuộc loại khuếch đại quang sợi OFA. Sở dĩ bộ khuếch đại EDFA được sử dụng là do có nhiều ưu điểm vềcác đặc tính kỹ thuật so với các bộ khuếch đại khác như băng thông rộng (20-70nm), độ lợi lớn (20-40dB), công suất ngõ ra lớn (có thể hơn 200 mW), và nhiễu thấp. Ngoài ra bộ khuếch đại EDFA có vùng ánh sáng khuếch đại (1530nm-1565nm) thích hợp với dải tần hoạt động của hệ thống ghép kênh theo bước sóng mật độcao DWDM. Đề tài đi sâu vào phân tích bộ khuếch đại này. Cấu tạo chung của bộ khuếch đại quang được trình bày như trên hình 4.15
Hình 4.15: Cấu trúc bộ khuếch đại EDFA
Cấu trúc bộ khuếch đại EDFA được minh họa trên hình 4.15(b) trong đó gồm các bộcách ly quang (Isolator) ngăn không cho tín hiệu quang sau khi khuếch đại dội ngược về nguồn phát, bộ ghép tín hiệu quang Coupler để đưa ánh sáng từ nguồn Lazer bơm và tín hiệu quang cần khuếch đại vào trong sợi quang pha tạp Erbium, Lazer bơm cung cấp năng lượng ánh sáng để tạo ra trạng thái nghịch đảo nồng độ trong vùng tích cực. Laser
bơm phát ra ánh sáng có bước sóng 980nm hoặc 1480nm và cuối cùng là sợi quang pha
ion Erbium là nơi xảy ra quá trình khuếch đại của EDFA.