Cân bằng phổ khuếch đại là rất quan trọng đối với các ứng dụng EDFA trong hệ thống đa kênh quang WDM. Như ta đã biết rằng băng tần khuếch đại là không đồng đều về phổ và thể hiện một vài gợn sóng, những sự khác nhau về độ khuếch đại thường xảy ra ở các kênh quang có khoảng cách bước sóng lớn. Trong các hệ thống thông tin quang sử dụng chuỗi dài các bộ khuếch đại quang trên đường truyền, ngay cả những sự khác nhau nhỏ về phổ khuếch đại cũng có thể dẫn tới những khác biệt lớn về công suất tín hiệu thu được. Điều này gây ra sự khác nhau lớn về BER giữa các tín hiệu thu được tới mức thậm trí không thể chấp nhận được. Đối với một vài kênh quang được ghép, sự khác biệt công suất có thể xảy ra ở đầu ra hệ thống do sự bù khuếch đại không đủ dọc theo chuỗi các bộ khuếch đại. Ngoài ra bức xạ tự phát được khuếch đại ASE được phát trong vùng khuếch đại cao nhất
Ws T I Wp
EDF EDF
I F T Wp I Ws
VCA
CPUMP CVCA CPUMP
(gần với đỉnh tại bước sóng 1,53 m), các bộ EDFA không được cân bằng sẽ sinh ra bão hoà khuếch đại đồng đều, điều này gây ảnh hưởng tới các kênh WDM tại các bước sóng dài hơn. như vậy thì việc cân bằng khuếch đại cũng là một điều mong muốn đối với các hệ thống analog cho méo cấp hai sinh ra do sự nghiêng khuếch đại.
Cân bằng khuếch đại có nghĩa là làm cho khuếch đại đồng đều ở các kênh quang riêng rẽ. Làm phẳng khuếch đại nghĩa là tạo ra được băng tần phổ khuếch đại đều nhau. Một cách cân bằng khuếch đại khác là đặt các kênh quang tại các bước sóng mà nó cho ra các độ khuếch đại bằng nhau ở điều kiện bơm lớn nhất.
Phương pháp thứ hai để cân bằng và làm phẳng khuếch đại là sử dụng các bộ lọc quang thụ động. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng đỉnh băng tần hoặc bộ lọc "notch" có điều chỉnh gần với đỉnh khuếch đại. Việc kết hợp của truyền dẫn có bộ lọc phụ thuộc bước sóng và khuếch đại EDFA sẽ tạo ra được độ phẳng phổ khuếch đại thực. Việc cân bằng khuếch đại cho EDFA cũng có thể đạt được bằng cách sử dụng bộ lọc quang tích cực. Trong các bộ lọc tích hợp âm thoa - quang có điều chỉnh AOTF (Acoustic-Optic Tunable Filter), truyền dẫn tại bước sóng đã cho có thể được điều khiển bằng việc điều chỉnh tần số trung tâm và công suất của tín hiệu RF điều khiển. Bằng cách điều khiển AOTF với một số bước sóng mang phụ RF, việc điều khiển truyền dẫn có thể đạt được đồng thời cho các bước sóng quang khác nhau.
2.3.2 Các ứng dụng của EDFA trong các hệ thống thông tin quang
Bộ khuếch đại quang sợi pha tạp Erbium EDFA có một tác động lớn trong thông tin quang. Việc phát triển các hệ thống thông tin quang sợi qua hơn 20 năm đã định hướng tập trung vào trọng tâm của việc phát triển các hệ thống thông tin tốc độ bit cao và cự ly xa. Các hệ thống như vậy đòi hỏi một quỹ công suất quang lớn trên một hệ thống tốc độ cao. Như vậy, việc sử dụng các bộ EDFA là cách tốt nhất để thỏa mãn được các yêu cầu này. Sau cải tiến, EDFA được bơm bằng laser bán
dẫn LD đã nhanh chóng vượt qua được tất cả các yêu cầu chất lượng hệ thống. các ưu điểm cơ bản và tiềm tàng bên trong của EDFA có thể kể đến là độ khuếch đại cao, nhiễu thấp (nhiễu giới hạn lượng tử), suy hao xen thấp, không nhạy cảm với phân cực và không xuyên kênh cùng với khả năng bơm LD thực tiễn. Có một đặc điểm đáng lưu ý là quá trình khuếch đại của EDFA là độc lập với tốc độ bit. Đây là một lợi thế đầy sức mạnh bởi vì việc nâng cấp hệ thống thông tin quang có nghĩa là chỉ thay đổi các thiết bị phát và thu. Các EDFA đã đặt sẵn ở một vị trí nào đó đều có thể hoạt động tốt cho các tốc độ bit nâng cấp trong tương lai. Tác động của EDFA vào thông tin quang có thể tiến tới đỉnh cao của nó trong các hệ thống truyền dẫn qua đại dương, còn đối với các ứng dụng khác mới chỉ là bắt đầu. Đó là tất cả các hệ thống trên đất liền như mạng sợi quang hóa, kế hoạch nâng cấp các hệ thống trên sợi đơn mode, các mạng phân bố analog hoặc truyền hình digital, các mạng nội bộ. Việc phát triển của công nghệ EDFA trong môi trường này còn có khả năng hoàn thiện hơn, chứa đựng các đặc tính cấu trúc, các giao thức và các tiêu chuẩn đa dạng. Trong lĩnh vực mạng quang nội hạt, EDFA còn có nhiều những tiềm ẩn xa hơn.
Trong hệ thống tuyến tính số, các thiết bị OFA có thể được sử dụng làm bộ khuếch đại công suất (khuếch đại tăng cường) BA, khuếch đại đường truyền LA, hoặc tiền khuếch đại PA. Theo các tiêu chuẩn của ITU-T, thiết bị OFA (BA, LA hoặc PA) được đặt dọc theo tuyến quang, sẽ được xem như là phần tử riêng rẽ đặt giữa các điểm tham chiếu S và R được xác định trong các khuyến nghị G.955 và G.957 cho các thiết bị đầu cuối và trạm lặp như ở hình 2.11.
Hình 2.11. Kế hoạch xen các bộ khuếch đại quang sợi vào các hệ thống thông tin quang.
Tx Rx
C S R’ C C S’ R C
Thu quang Phát quang Khuếch đại
OFA
OA