EDFA에 대해 알고 계신가요?

신호는 감쇠를 동반하여 광섬유를 통해 장거리로 전송됩니다. 따라서 CWDM(Corse Wavelength Division Multiplexing)과 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)에는 광 증폭기가 필요합니다. 광 증폭기는 광 신호를 전기 신호로 변환하지 않고 직접 증폭할 수 있는 장치입니다. EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)가 가장 널리 사용되는 광 증폭기입니다.

 

EDFA는 에르븀 원소와 실리카 파이버 코어로 도핑됩니다. EDFA는 전송 거리가 수백 킬로미터를 넘으면 신호가 감쇠되므로 광섬유 신호를 증폭하는 DWDM 장비 중 하나입니다. "도핑"이라는 용어는 화학 원소를 사용하여 전자를 조작하여 결과를 용이하게 하는 과정을 의미합니다. EDFA는 통신 분야를 비롯한 다양한 연구 분야에 사용됩니다.

 

일반적으로 EDFA는 광자 방출을 자극하는 원리로 작동합니다. 펌핑 밴드라고 하는 펌프 레이저는 실리카 광섬유에 도펀트를 삽입하여 이득 또는 증폭을 발생시킵니다. EDFA 증폭은 펌프 레이저가 에르븀 이온을 여기시켜 더 높은 에너지 준위에 도달할 때 발생합니다. 여기된 이온은 CWDM, DWDM 장비(증폭된 자발 방출 또는 유도 방출)를 통해 기저 상태로 전이됩니다. 증폭된 자발 방출은 시스템 잡음의 주요 원인입니다. 그리고 유도 방출은 광자를 생성하여 신호를 증폭시킬 수 있습니다. EDFA를 사용하면 코어에 있는 에르븀이 첨가된 광섬유에 레이저 다이오드에서 나오는 빛이 펌핑됩니다. 통신 시스템에서 이러한 유형의 설정은 광섬유 통신에 도움이 될 수 있습니다.

 

EDFA는 많은 장점을 가지고 있습니다. 첫째, EO 및 OE 변환 없이 신호의 인라인 증폭을 제공할 수 있습니다. 둘째, 1550nm 영역의 넓은 파장 대역(>80nm)을 비교적 평탄한 이득으로 직접 동시에 증폭할 수 있습니다. 셋째, 펌프에서 신호 전력으로 높은 전력 전달 효율을 제공합니다. 마지막으로, EDFA는 잡음이 적어 장거리 애플리케이션에 적합합니다.

 

EDFA는 장점이 많지만 단점도 있습니다. 예를 들어, EDFA는 일반적으로 최대 약 800km(킬로미터)의 거리를 커버하는 10개 스팬(span) 이하로 제한됩니다. 거리가 더 길어지면 신호의 타이밍을 조정하고 형태를 바꾸고 광섬유의 다양한 광 분산 형태에서 누적된 잡음을 필터링하기 위한 중간 라인 리피터가 필요합니다. 따라서 EDFA는 여전히 개선이 필요합니다.