2. Cỏc bộ khuếch đại và ổn định
3.6.Khuếch đại quang sợi EDFA
Cỏc hệ thống EDFA làm việc ở bước súng 1550nm được thiết kế cung cấp hệ số khuếch đại rất cao (G>40 dB ) và cụng suất quang ra cao (>20 dBm)
Cú 3 cấu hỡnh cơ bản hệ thống EDFA được mụ tả trong hỡnh I.16 sau :
Thành phần của cỏc hệ thống đều gồm cú :
- Laser diode bơm
- Một hoặc hai bộ lọc WDM (cũn gọi là bộ ghộp lựa chọn bước súng WSC) - Một sợi EDF
- Một bộ cỏch ly quang (IO)
Trong sơ đồ I.16.a) hệ thống EDFA chỉ cú một hướng bơm thuận, bước súng
bơm truyền cựng hướng với bước súng tớn hiệu cựng đưa tới sợi EDF.
Sợi EDF thường cú lừi nhỏ hơn và hệ số NA lớn hơn so với sợi đơn mode SMF. Do vậy để ghộp nối giữa 2 loại sợi khỏc nhau phải dựng cỏc kỹ thụõt ghộp nối khụng chuẩn. Để ghộp ỏnh sỏng từ laser bơm vào sợi SMF, sử dụng cỏc loại vi thấu kớnh khỏc nhau, tuỳ theo đặc điểm của sợi quang mà cỏc loại thấu kớnh này cú thể là trũn, mộo hoặc làm giả thấu kớnh trực tiếp ngay trờn sợi quang bằng cỏch làm nhọn đầu sợi quang.
Hệ thống EDFA thứ hai trong hỡnh I.16b) tớn hiệu phỏt được khuếch đại khi sử dụng bơm ngược hướng. Do vậy tớn hiệu vào truyền ngược hướng với bước súng bơm.
Hệ thống EDFA thứ ba trong hỡnh I.16c) sử dụng bơm cả 2 hướng thuận và
ngược chiều từ 2 phớa của sợi EDF. Cần chỳ ý rằng một hệ thống EDFA núi chung cũng gồm cỏc hệ thống con điều khiển bằng điện khỏc nhau như điều khiển cụng suất tớn hiệu, điều khiển cụng suất bơm và điều khiển nhiệt độ. Tạp õm nhiệt của hệ thống EDFA thấp nhất đạt được khi bước súng bơm cựng hướng với tớn hiệu.
Ngoài cỏc cấu hỡnh hệ thống một tầng, cũn cú cỏc cấu hỡnh hệ thống cú 2 tầng trong đú 2 sợi EDF đặt kế tiếp nhau.
Độ khuếch đại đồng đều của EDFA
Như đó thảo luận, mạng truy nhập HFC CATV gồm cả xu hướng phỏt triển tới mạng DWDM cho mục đớch cung cấp cỏc dịch vụ dữ liệu hoặc Video số và tương tự. Để hỗ trợ chuyển phỏt cỏc kờnh QAM số qua mạng DWDM, yờu cầu cỏc hệ thống EDFA cú dải băng tần rộng (hàng chục nm) và với hệ số khuếch đại đồng đều (chờnh lệch < 1dB) trong băng tần khuếch đại yờu cầu. Hệ số khuếch đại khỏc nhau giữa cỏc kờnh số phỏt ở cỏc bước súng khỏc nhau qua cỏc EDFA nối tiếp, cú thể gõy ra sự khỏc cụng suất quang rất lớn tại đầu thu gõy nờn lỗi bit BER khụng chấp nhận được đối với một số kờnh trong khi cỏc kờnh khỏc lại đạt yờu cầu.
Hơn nữa cõn bằng hệ số khuếch đại cũng cần thiết đối với truyền dẫn tớn hiệu Video tương tự để triệt một số mộo CSO. Cỏc phương phỏp để đạt được cõn bằng hệ số khuếch đại trong EDFA gồm: Phương phỏp chủ động và phương phỏp thụ động .
* Phương phỏp thụ động:
Nghiờn cứu, thiết kế cấu trỳc mạng truyền hỡnh cỏp nhằm đỏp ứng truyền số liệu, internet, VOD 34 Tớn hiệu vào
Tớn hiệu ra
Hỡnh I.16. Cỏc cấu hỡnh cơ bản hệ thống EDFA.
Tớn hiệu vào EDF Tớn hiệu ra Bộ cỏch ly WSC Laser bơm 980/1550 nm a) Bộ cỏch ly EDF Tớn hiệu ra Tớn hiệu vào WSC Laser bơm 980/1550 nm b) EDF WSC Bộ cỏch ly WSC Laser bơm 980/1550 nm Laser bơm 980/1550 nm c)
Sử dụng cỏch tử cú chu kỳ bước dài (long-period gratings), đúng vai trũ là bộ lọc lựa chọn bước súng cú suy hao thấp. Vấn đề đối với cỏc phương phỏp thụ động là chỳng chỉ cho hệ số khuếch đại đều với một mức ấn định trước và sinh ra sự khụng đồng đều về hệ số khuếch đại khi thay đổi mức khuếch đại. Hơn nữa, khụng cú cỏch nào để thớch ứng bộ lọc truyền dẫn khi điều kiện hoạt động của EDFA thay đổi.
* Phương phỏp chủ động:
Để cõn bằng hệ số khuếch đại của EDFA, dựa trờn cỏc bộ lọc quang tớch cực cú thể đưa ra đỏp ứng lọc truyền dẫn phức tạp cần thiết để đồng bộ ngoài hệ số khuếch đại đối với cỏc tớn hiệu vào khỏc nhau, cụng suất bơm khỏc nhau.