Đặc tớnh vượt trội của EDFA là chỳng cú khả năng khuếch đại nhiều bước súng trong dải phổ 1525 ữ 1565nm, trong khuếch đại EDFA thời gian sống τ2 của ion Er3+ trờn mức kớch thớch
4I13/2 là khỏ lớn (~ 10ms), chớnh vỡ vậy độ xuyờn kờnh của cỏc bước súng là khỏ bộ (~ 10KHz), điều này rất phự hợp với hệ thống thụng tin đa bước súng (WDM – Wavelength Division Multiplexing).
Hệ số khuếch đại của cỏc bộ EDFA khỏ cao cú thể đạt đến 30dBm, cỏc bộ khuếch đại EDFA thường gọn nhẹ và hoạt động ổn định, giỳp cho cụng tỏc bảo trỡ dễ dàng, rất cần thiết khi khuếch đại trờn tuyến.
Hiệu ứng xuyờn kờnh giữa cỏc bước súng phụ thuộc vào hoạt động bóo hũa của bộ khuếch đại. Do tăng ớch bóo hũa của một kờnh cũn phụ thuộc vào cụng suất của cỏc kờnh lõn cận. Do đú để trỏnh xuyờn kờnh bóo hũa, ta thường để bộ khuếch đại hoạt động ở chế độ khụng bóo hũa.
Ngoài ra, xuyờn kờnh giữa cỏc bước súng cũn do sự khụng đồng nhất của phổ tăng ớch của EDFA, phổ phỏt xạ của Er3+ cú hai đỉnh tại cỏc bước súng 1530 và 1560nm.
1525 1530 1535 1540 1545 1550 1555 1560 1565 12 14 16 18 20 22 10
Sau khi qua 1 bộ EDFA Sau khi qua 13 bộ EDFA
Hỡnh 3.14: Phổ tăng ớch khụng đồng đều trong vựng bước súng 1550nm
Vỡ phổ tăng ớch khụng đồng đều nờn người ta dựng nhiều biện phỏp để làm phẳng phổ, như bố trớ bước súng bơm, hướng bơm, cường độ bơm và dựng cỏc bộ lọc truyền qua theo tần số.
Với cỏc ưu điểm trờn EDFA được dựng rất nhiều trong thụng tin quang sợi. Tuy nhiờn nú vẫn cũn một số nhược điểm là chỉ bự được sự suy hao quang trong sợi mà khụng giải quyết được vấn đề tỏn sắc và cỏc hiệu ứng quang phi tuyến, đồng thời sự tớch lũy của tạp õm qua nhiều bộ khuếch đại sẽ hạn chế số bộ EDFA trờn tuyến khụng thể quỏ lớn (<100 bộ).
Cỏc bộ khuếch đại quang EDFA cú thể được lắp đặt tại nhiều vị trớ khỏc nhau trong hệ thống truyền dẫn. Tuỳ vào từng vị trớ mà EDFA cú cỏc ứng dụng khỏc nhau như:
Bộ khuếch đại cụng suất (Power Amplifier) để khuếch đại tớn hiệu phỏt từ laser ở phớa mỏy phỏt.
Bộ tiền khuếch đại (PreAmplifier) để tăng độ nhạy ở phớa mỏy thu.
Bộ khuếch đại trờn tuyến (In – line Amplifier) để bự suy hao đó bị mất mỏt trờn đường truyền.
3.5.1 Khuếch đại cụng suất
Đầu phỏt Đầu thu
Hỡnh 3.15: Khuếch đại cụng suất
Khuếch đại cụng suất để tăng cường cụng suất quang vào đường truyền. Trong trường hợp này, EDFA cú cụng suất bóo hũa cao và được đặt ngay sau nguồn phỏt nhằm khuếch đại cụng suất tớn hiệu truyền đi. Bộ khuếch đại này được sử dụng trong trường hợp nguồn quang phỏt đi bị hạn chế về mặt cụng suất. Ta cú thể đạt được cụng suất phỏt quang lớn dễ dàng nhờ cỏc bộ EDFA. Tuy nhiờn, trong trường hợp EDFA cú hệ số khuếch đại lớn thỡ cú thể dẫn tới hiệu ứng phi tuyến sợi làm mất mỏt cụng suất hệ thống. Đặc tớnh phi tuyến sợi trở thành vấn để đỏng lưu ý cho tất cả cỏc hệ thống cú dung lượng cao và cỏc tuyến khụng tram lặp cự ly xa. Cỏch bố trớ này giảm nhẹ cụng suất phỏt của laser điều chế tớn hiệu.
3.5.2 Khuếch đại trờn tuyến
Đầu phỏt Đầu thu
Hỡnh 3.16: Khuếch đại trờn tuyến
Với đường truyền tốc độ thấp ảnh hưởng của tỏn sắc khụng lớn, tham số cần quan tõm đối với hệ thống truyền dẫn là suy hao của sợi. Khi truyền dẫn thụng tin trờn những khoảng cỏch rất dài, nếu như chỉ sử dụng bộ khuếch đại cụng suất hay bộ tiền khuếch đại sẽ khụng đảm bảo. Trong trường hợp này người ta phải sử dụng cỏc bộ EDFA làm cỏc bộ khuếch đại trờn tuyến. Cỏc bộ khuếch đại trờn tuyến sẽ được bố trớ thành chuỗi cỏch đều nhau trờn toàn tuyến. Với cỏc bộ khuếch đại trờn tuyến, cỏc xung ỏnh sỏng cú thể lan truyền mà khụng bị biến dạng, duy trỡ được
sinh ra trong cỏc bộ EDFA và tham gia vào hệ số khuếch đại nờn ta cần duy trỡ tại đầu vào của từng bộ EDFA một cụng suất tớn hiệu đủ lớn. Về mặt lý thuyết ta cú thể sử dụng cỏc bộ khuếch đại trờn tuyến để kộo dài khoảng cỏch truyền dẫn lờn đến hàng nghỡn km. Tuy nhiờn, nếu ta sử dụng nhiều bộ khuếch đại trờn tuyến thỡ chất lượng truyền dẫn của hệ thống sẽ suy giảm do tạp õm tớch lũy, do cỏc hiệu ứng phõn cực, tỏn sắc tớch lũy và cỏc hiệu ứng phi tuyến khỏc.
Một trong cỏc ưu điểm của cỏc bộ khuếch đại EDFA được sử dụng cho lắp đặt trờn tuyến là nú được lắp đặt dễ dàng và rất dễ bảo trỡ.
Cỏc bộ khuếch đại trờn tuyến cú thể tớnh toỏn để đặt ở vị trớ thuận tiện trờn tuyến thụng tin, để dễ điều khiển hoạt động và cung cấp nguồn điện. Một số trường hợp như cỏp quang trong lũng biển, người ta cũng nghiờn cứu bơm cho EDFA từ xa nhờ laser bước súng 1480nm.
3.5.3 Tiền khuếch đại
Đầu phỏt Đầu thu
Hỡnh 3.17: Khuếch đại cụng suất
Bộ tiền khuếch đại thực hiện khuếch đại phớa trước đầu thu. Nú khuếch đại những tớn hiệu cú cụng suất nhỏ ngay trước đầu thu quang để nõng cao độ nhạy đầu thu. Tớn hiệu trước khi vào bộ khuếch đại này thường là yếu vỡ bị suy hao trờn đường truyền. Khi cụng suất quang đến đầu thu tớn hiệu quỏ yếu dưới ngưỡng hoạt động của đầu thu tớn hiệu, người ta cũng dựng khuếch đại quang EDFA. Thực tế, khi EDFA được thương mại trờn thị trường, người ta ứng dụng nú cú hiệu quả cho cỏc tuyến thụng tin tốc độ cao nhiều Gigabite và cự ly xa khụng trạm lặp. Với cỏc ứng dụng như vậy, hệ thống thụng tin yờu cầu cú cụng suất phỏt lớn và độ nhạy đầu thu cao. Đối với EDFA loại này, chỳng ta khụng cấn quan tõm đến hiện tượng bóo hũa. Tuy nhiờn tớn hiệu trước khi đưa vào EDFA bao gồm cả tạp õm do bức xạ tự phỏt được khuếch đại (ASE) nờn cần giảm tối đa cụng suất tớn hiệu vào nhằm đảm bảo tỷ số tớn hiệu trờn tạp õm (SNR – Signal Noise Ratio).