Eigenschaften des EDFA-Lichtverstärkers

Merkmale vonEDFA-Optischer Verstärker
Die Arbeitswellenlänge des EDFAOptischer VerstärkerDer Wellenlängenbereich liegt genau im optimalen Bereich von 1330–1600 nm für die Glasfaserkommunikation. Optische EDFA-Verstärker, die im C-Band (1530–1565 nm) mit dem geringsten Faserverlustfenster arbeiten, sind weit verbreitet. Um die Bandbreitenressourcen von Glasfasern optimal zu nutzen, wird auch an der Entwicklung von EDFA-Verstärkern im L-Band (1570–1610 nm) gearbeitet. Da sich das L-Band am Ende des Verstärkungsspektrums von EDFA-Verstärkern befindet, müssen für L-Band-EDFA-Verstärker entweder längere Fasern und höhere Pumpleistungen oder hochdotierte Fasern verwendet werden.
Der EDFA-Verstärker zeichnet sich durch eine hohe Verstärkung (über 30–50 dB) und eine flache Verstärkung über ein breites Frequenzband (bis zu 30 nm) aus. Dadurch eignet er sich zur Signalverstärkung in mehreren optischen Kanälen, insbesondere in DWDM-Systemen (Dense Wavelength Division Multiplexing). Das Rauschen ist mit 4–8 dB sehr gering und liegt nahe am Quantenlimit. In WDM-Systemen wird das Übersprechen zwischen den Kanälen minimiert, und mehrere Verstärker können kaskadiert werden. Dank seiner hohen Sättigungsausgangsleistung (10–20 dBm) kann er als Leistungsverstärker nach dem Sender eingesetzt werden, um die Übertragungsdistanz oder die Anzahl der optischen Knoten ohne Relaisleitungen zu erhöhen. Die benötigte Pumpleistung ist gering (einige zehn Milliwatt). Die Verstärkung ist unabhängig vom Polarisationszustand der Faser, wodurch eine hohe Stabilität gewährleistet wird. Die Ankopplung an optische Übertragungsfasern ist einfach und mit geringen Kopplungsverlusten (< 1 dB) möglich. Abgesehen von der Pumpquelle…EDFA-VerstärkerDer EDFA-Verstärker besteht aus passiven Bauelementen. Im Vergleich zu komplexen und teuren elektronischen Regenerativrelais werden die Systemkosten daher deutlich reduziert und die Zuverlässigkeit verbessert. Darüber hinaus sind die Verstärkungseigenschaften des EDFA-Verstärkers unabhängig von der Systembitrate und dem Datenformat, sodass er sowohl digitale als auch analoge Informationen verstärken und übertragen kann.
Die Nachteile des EDFA-Verstärkers sind: seine große Größe, die kurze Lebensdauer der Pumpquelle und die fehlende Integrationsfähigkeit mit anderen Bauelementen, was seinen Einsatz in der optoelektronischen Integration (OEIC) einschränkt. Darüber hinaus deckt die Verstärkungsbandbreite des EDFA-Verstärkers nur einen Teil des verlustarmen Bereichs von Quarz-Singlemode-Fasern ab, wodurch die Anzahl der von der Faser übertragbaren Wellenlängenkanäle begrenzt wird – ein weiterer Nachteil.