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

Параметры	Минимальное	Типичное	Максимально
	значение	значение	е значение
Область применения	Аналоговые и	цифровые оптические распре-
	деленные сети, системы DWDM
Оптические характеристики
Зона усиления, нм	1530		1570
Мощность насыщения Pout sat при (Рin= -3дБм),		23,0	23,5
дБм: EAU-200
EAU-350		25,5	26,0
Коэффициент усиления д при малом входном	42
сигнале, дБ (λ=1545нм)
Неравномерность коэффициента усиления Дд в
диапазоне 1553-1567 нм (Pin= -3 дБм), дБ			±0,3
Поляризационная чувствительность насыщенного
входного сигнала, дБ			0,2
Максимальные значения коэффициент шума nf в
диапазоне 1545-1565 нм, дБ при Рin= - 4 дБм			5,5
при Рin= +4 дБм			6,0
Поляризационная модовая дисперсия, пс	0,2
Оптическая изоляция вход/выход, дБ	50
Характеристики физических интерфейсов входа/выхода
Тип входного/выходного волокна	SMF-28™
Тип оптических соединителей	FC/PC, FC/SPC, FC/APC
Длина pig-tail-a, м	1,5
Параметры лазера накачки
Номинальная длина волны накачки, нм	965
Полоса накачки, мкм	1х100
Время наработки на отказ, час	500000		1000000
Электрические характеристики
Рабочее напряжение, В (постоянный ток)	5		7
Потребляемая мощность при 20 °С, Вт			12
Общие характеристики
Рабочий диапазон температур, °С	-30		+65
Температура хранения, °С	-30		+80
Время прогрева до полной стабилизации, мин.			3
Влажность, %	0		95
Размеры, мм	115х21х165
Вес, кг	0.3
Другие требования и характеристики	Удовлетворяет стандарту Bellcore

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

Параметр	Предусилитель	Линейный усилитель	Усилитель мощности
Коэффициент усиления G	высокий *	средний	низкий
Коэффициент шума NF	низкий	средний *	низкий
Мощность насыщения Рout sut	низкая	средняя	высокая *
Нелинейность **	низкая	низкая	низкая
Зона усиления	узкая	широкая	широкая
Отклонение от плато ∆G	не указывается	высокая линейность	высокая линейность

*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

EDFA для полезного сигнала и шума:
α L=10lg(Pout i – 1 / Pin i)	g=10lg(Pout i / Pin i)			(8-8) / (8-9)
α L=10lg(Nout i – 1 / Nin i)	g =10lg(	Nout i − N0	),	(8 −10) / (8 −11)
		Nin i

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:

snrk=pout sat-nout-10lgk (дБ)

(8-12)

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