Таблица 8.4. Технические характеристики моделей EDFA EAU-200 и EAU-350 [12]

Классификация усилителей EDFA по способам применения

В зависимости от применения, различают предварительные усилители, линейные усилители и усилители мощности, (рис. 8.6).

Предварительные усилители (предусилители) устанавливаются непосредственно перед приемником регенератора и способствуют увеличению отношения сигнал/шум на выходе электронного каскада усиления в оптоэлектронном приемнике. Оптические предусилители часто используются в

качестве замены сложных и обычно дорогих когерентных оптических приемников.

Линейные усилители устанавливаются в промежуточных точках протяженных линий связи между регенераторами или на выходе оптических разветвителей с целью компенсации ослабления сигнала, которое происходит изза затухания в оптическом волокне или из-за разветвления в оптических разветвителях, ответвителях, мультиплексорах WDM. Линейные усилители заменяют оптоэлектронные повторители и регенераторы в тех случаях, когда нет необходимости в точном восстановлении сигнала.

Усилители мощности (бустеры) устанавливаются непосредственно после лазерных передатчиков и предназначены для дополнительного усиления сигнала до уровня, который не может быть достигнут на основе лазерного диода. Бустеры могут также устанавливаться перед оптическим разветвителем, например, при передаче нисходящего трафика в гибридных волоконно-коаксиальных системах кабельного телевидения.

Рис. 8.6. Применение разных типов оптических усилителей

В табл. 8.5 указана степень значимости параметров EDFA в зависимости от типа усилителя.

Таблица 8,5, Сравнительный анализ параметров трех типов EFDA

*указан наиболее значимый параметр;

**нелинейность охватывает совокупность характеристик: зависимость G от Рщ , поляризационную чувствительность, PMD усилителя, поперечные помехи между каналами

Расчет числа каскадов линейных усилителей EDFA

На рис. 8,7 показана типовая диаграмма мощности сигнала в процессе распространения, а также процесс накопления шума в линии из каскада усилителей EDFA. Каждый усилитель осуществляет усиление сигнала

(коэффициент усиления g(λ) (дБ) и вносит определенный уровень шума N0(λ) (Вт). Далее будем пренебрегать мощностью шума нулевых флуктуации.

Рис. 8.7. Диаграммы мощности в межрегенерационной линии с каскадом усилителей EDFA.

Обозначим удельное затухание в волокне α(дБ/км), тогда полное затухание на длине L (км) сегмента между EDFA составляет α L . Ниже приведены основные соотношения, описывающие процессы затухания в линии и усиление на

где введены обозначения Рin, Рout i, .Nin i.Nout i соответственно для мощности входного и выходного сигнала, а также входного и выходного шума по отношению к усилителю i . Оптические усилители характеризуются определенной мощностью насыщения выходного сигнала Pout sat. Эффективная работа усилителя достигается при таком входном сигнале, когда выходной сигнал сравним с мощностью насыщения (обычно немного превосходит мощность насыщения) - при меньшем уровне входного сигнала возрастает удельный вес постоянной составляющей вносимого шума, а при большем уровне входного сигнала (следовательно, и входного шума) происходит усиление только шума. Таким образом, в идеально сбалансированной линии из каскада усилителей Рout i - 1

= Pout i = Pout sat. Отсюда α L = g. Тогда, приравнивая соотношения (8-10) и (8-11), получаем Nout i =Nout i - 1 +N0. Пренебрегая уровнем шума Nout 0 до в выходном

сигнале от стартового регенератора, т.е. положив Nout 0=0 отношения сигнал/шум

на выходе k-го усилителя находим: snrk=10дп(Pout sat / Nout k)=10lg(Pout sat / kN0) дБ

И окончательно, если мощность сигнала и шума указана в дБм, запишем это соотношение в виде:

где nout=101gNout=n out id ∆ν + nf= - 134/1 + 10lg∆ν + g + nf (дБм) значение ∆ν

нужно подставлять в Гц.

Как видно из (8-12), SNR падает с ростом числа каскадов EDFA. Допустимая величина SNR сильно зависит от сетевого/телекоммуникационного стандарта. По этой причине выбор оптических усилителей с теми или иными параметрами, равно как и расчет максимального числа усилителей в