Ch− ơng 1 : Tính chất quang của thuỷ tinh pha tạp đất hiếm
2.3. ng dụng của bộ khuếch đại EDFA trong mạng truyền dẫn quang
EDFA có thể đ−ợc lắp đặt tại nhiều vị trí khác nhau trong hệ thống truyền dẫn. Tùy vào từng vị trí mà EDFA có các ứng dụng khác nhau nh−: là bộ khuếch đại công suất (Power Amplifier) để khuếch đại tín hiệu phát từ laser ở phía máy phát, hay bộ tiền khuếch đại (Pre - Amplifier) để tăng độ nhạy thu ở phía máy thu hay là
bộ khuếch đại trên tuyến ( In-line Amplifier) để bù suy hao mất mát đã suy hao trên đ−ờng truyền.
2.3.1. Bộ khuếch đại công suất.
Khuếch đại công suất để tăng c−ờng công suất quang vào đ−ờng truyền. Trong tr−ờng hợp này, EDFA có công suất bão hòa cao và đ−ợc đặt ngay sau nguồn phát nhằm khuếch đại công suất tín hiệu truyền đị Bộ khuếch đại này đ−ợc sử dụng trong tr−ờng hợp nguồn quang phát đi bị hạn chế về mặt công suất. Công suất phát lớn có thể đạt đ−ợc dễ dàng bằng cách sử dụng EDFẠ Tuy nhiên, trong tr−ờng hợp EDFA có hệ số khuếch đại lớn thì có thể dẫn tới hiệu ứng phi tuyến sợi làm mất mát công suất hệ thống. Đặc tính phi tuyến sợi trở thành vấn đề đáng l−u ý cho tất cả các hệ thống có dung l−ợng cao và các tuyến không trạm lặp cự ly xạ Việc sử dụng các bộ khuếch đại công suất rất hấp dẫn các nhà khai thác mạng.
Cách bố trí này giảm nhẹ công suất phát của laser điều chế tín hiệụ
Đầu phát Đầu thu
Hình 2.9: Khuếch đại công suất
2.3.2. Khuếch đại trên tuyến
Với đ−ờng truyền tốc độ thấp ảnh h−ởng của tán sắc không lớn, tham số cần quan tâm đối với hệ thống truyền dẫn là suy hao của sợị Khi truyền dẫn thông tin trên những khoảng cách rất dài, nếu nh− chỉ sử dụng bộ khuếch đại công suất hay bộ tiền khuếch đại sẽ không đảm bảọ Trong tr−ờng hợp này ng−ời ta phải sử dụng các EDFA làm các bộ khuếch đại trên tuyến. Các bộ khuếch đại trên tuyến sẽ đ−ợc bố trí thành chuỗi cách đều nhau trên toàn tuyến. Với các bộ khuếch đại trên tuyến, các xung ánh sáng có thể lan truyền mà không bị biến dạng, duy trì đ−ợc mức công suất tối thiểu nhằm khắc phục ảnh h−ởng của các hiệu ứng quang phi tuyến. Vì ASE xuất hiện trong từng EDFA và tham gia vào hệ số khuếch đại nên ta cần duy trì tại đầu vào của từng EDFA một công suất tín hiệu đủ lớn. Về mặt lý thuyết ta có thể sử dụng các bộ khuếch đại trên tuyến để kéo dài khoảng cách truyền dẫn lên hàng nghìn km. Tuy nhiên nếu ta sử dụng nhiều bộ khuếch đại trên tuyến thì chất l−ợng
truyền dẫn của hệ thống sẽ suy giảm do tạp âm tích lũy, các hiệu ứng phân cực, tán sắc tích lũy và các hiệu ứng phi tuyến khác.
Một trong các −u điểm của bộ khuếch đại đ−ợc sử dụng cho lắp đặt trên tuyến là nó đ−ợc lắp đặt dễ dàng và rất dễ bảo trì.
Các bộ khuếch đại lặp trên tuyến có thể tính toán để đặt ở vị trí thuận tiện trên tuyến thông tin, để dễ điều khiển hoạt động và cung cấp nguồn điện. Một số tr−ờng hợp nh− cáp quang trong lòng biển, ng−ời ta cũng nghiên cứu bơm cho EDFA từ xa nhờ laser bơm b−ớc sóng 1480nm.
Đầu phát Đầu thu
Hình 2.10: Bộ khuếch đại trên tuyến.
2.3.3. Bộ tiền khuếch đạị
Đầu phát Đầu thu
Hình 2.11: Bộ tiền khuếch đạị
Bộ tiền khuếch đại thực hiện khuếch đại phía thu tr−ớc đầu thụ Nó khuếch đại những tín hiệu có công suất nhỏ ngay tr−ớc đầu thu quang để nâng cao độ nhạy thụ Tín hiệu tr−ớc khi vào bộ khuếch đại này th−ờng là yếu vì bị suy hao trên đ−ờng truyền. Khi công suất quang đến đầu thu tín hiệu quá yếu d−ới ng−ỡng hoạt động của đầu thu tín hiệu ng−ời ta cũng dùng khuếch đại quang EDFẠ Thực tế, khi EDFA đ−ợc th−ơng mại trên thị tr−ờng, ng−ời ta ứng dụng nó có hiệu quả cho các tuyến thông tin tốc độ cao nhiều Gigabit và cự ly xa không trạm lặp. Với các ứng dụng nh− vậy, hệ thống thông tin yêu cầu có công suất phát lớn và độ nhạy thu caọ Đối với EDFA loại này, chúng ta không cần quan tâm đến hiện t−ợng bão hòạ Tuy nhiên tín hiệu tr−ớc khi đ−a vào EDFA bao gồm cả tạp âm bức xạ tự phát đ−ợc khuếch đại (ASE) nên cần giảm tối đa công suất tín hiệu vào nhằm đảm bảo tỉ số tín hiệu trên tạp âm (SNR).
Ch−ơng 3: Mô phỏng một số đặc tr−ng của bộ khuếch đại quang sợi pha tạp Er