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Quel que soit son emplacement dans la liaison DWDM, l'amplificateur optique EDFA permet d'amplifier la puissance du signal et d'étendre ainsi la portée du système. Il constitue sans aucun doute un choix idéal pour les systèmes DWDM longue distance. Mais comment fonctionne-t-il pour étendre un système DWDM ?
Principes de base des amplificateurs optiques
La forme de base d' un EDFA se compose d'une longueur d'EDFA, d'un laser de pompe et d'un système WDM pour combiner la longueur d'onde du signal et de la pompe afin qu'elles puissent se propager simultanément à travers l'EDF.
Lors de la transmission sur de longues distances, le signal optique doit être amplifié à plusieurs reprises en raison des pertes dues à l'atténuation de la fibre, aux pertes de connexion, aux pertes d'épissure, etc. Avant l'invention de l'amplificateur optique, le signal optique devait d'abord être converti en signal électrique, amplifié, puis reconverti en signal optique. Ce processus était très complexe et coûteux. L'invention de l'amplificateur optique, capable d'amplifier directement les signaux, a permis de réduire considérablement les coûts et a engendré une véritable révolution dans le domaine de la fibre optique. Il existe trois types d'amplificateurs à fibre optique : l'EDFA (amplificateur à fibre dopée à l'erbium), l'amplificateur Raman et l'amplificateur optique à semi-conducteurs (SOA).
Principe de l'EDFA (amplificateur à fibre dopée à l'erbium)
Les EDFA utilisent un laser de pompage (980 nm ou 1480 nm) pour exciter les électrons vers un niveau d'énergie supérieur. L'amplification du signal est obtenue par émission stimulée de photons de même longueur d'onde.
Un amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) est un dispositif qui amplifie un signal de fibre optique. Il est utilisé dans le domaine des télécommunications et dans divers secteurs de recherche. Un EDFA est « dopé » avec un matériau appelé erbium. Le terme « dopage » désigne le procédé d'introduction d'éléments chimiques pour modifier les résultats par la manipulation des électrons. L'EDFA a été le premier amplificateur optique commercialisé avec succès et a joué un rôle déterminant dans le déploiement rapide des réseaux de fibre optique au cours des années 1990.
La plage de fréquences de l'EDFA, ou fenêtre d'amplification, dépend de la gamme de longueurs d'onde optiques d'amplification et est déterminée par les propriétés spectroscopiques des ions dopants, la structure de la fibre optique et la longueur d'onde et la puissance du laser de pompe. Lors de l'injection d'ions dans la fibre optique, les niveaux d'énergie s'élargissent, ce qui entraîne un élargissement de la fenêtre d'amplification et un spectre lumineux à large bande passante pour les amplificateurs à fibre optique utilisés en communication multiplexée par répartition en longueur d'onde (WDM). Cet amplificateur unique peut être utilisé avec tous les signaux transmis par fibre optique lorsque leurs longueurs d'onde se situent dans la fenêtre d'amplification. Des isolateurs optiques, placés de part et d'autre de l'EDFA, font office de diodes et empêchent la propagation des signaux dans plusieurs directions.
Comment fonctionne un amplificateur EDFA ?
Placé côté émission : Un amplificateur optique booster fonctionne côté émission de la liaison, amplifiant la puissance optique d'entrée pour étendre la portée. L'amplificateur EDFA booster est conçu pour augmenter le niveau de puissance transmise ou compenser les pertes des éléments optiques entre le laser et les fibres optiques. Il est généralement utilisé dans un réseau DWDM où le multiplexeur atténue les canaux de signal. L'amplificateur optique booster se caractérise par une puissance d'entrée élevée, une puissance de sortie élevée et un gain optique moyen.
Placement aux points intermédiaires : comme illustré ci-dessous, l’ amplificateur EDFA en ligne peut être placé à n’importe quel point intermédiaire le long d’une liaison de transmission longue. Ce type d’amplificateur optique EDFA est conçu pour une faible consommation d’entrée, une puissance de sortie élevée, un gain optique important et un faible facteur de bruit. Il est généralement déployé tous les 80 à 100 km pour amplifier les signaux entre deux nœuds quelconques de la liaison optique principale, afin de compenser les pertes dues à la transmission par fibre optique et à d’autres facteurs. Ainsi, le niveau du signal optique reste supérieur au bruit de fond.
Côté réception : Un préamplificateur est installé à l’extrémité de réception d’une liaison DWDM. Il sert à amplifier le signal optique afin de compenser les pertes dues au démultiplexeur situé près du récepteur optique. Placé en amont du récepteur, le préamplificateur amplifie le signal avant la photodétection dans un système longue distance, améliorant ainsi la sensibilité de réception. Il présente une puissance d’entrée faible à moyenne, une puissance de sortie moyenne et un gain moyen.
Conclusion
L'amplificateur optique EDFA peut être déployé comme amplificateur de puissance, amplificateur en ligne et préamplificateur, contribuant ainsi à optimiser les performances du réseau et à étendre sa portée. Il peut également fonctionner comme amplificateur en ligne au niveau d'un point intermédiaire de la liaison afin de compenser les pertes de fibre optique lors de la transmission. Ceci permet également d'accroître la capacité de données requise pour les systèmes de communication optique actuels et futurs. Les amplificateurs optiques fournis par Fiber-Mart sont conçus pour tous les segments de réseau (accès, métropolitain, régional et longue distance) et toutes les applications (télécommunications, câble et entreprises). Pour toute question, n'hésitez pas à nous contacter via www.fiber-mart.com ou par e-mail : [email protected]
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