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Independentemente de onde o amplificador óptico EDFA seja implantado no enlace DWDM, a potência do sinal sempre pode ser aumentada para criar um sistema DWDM de longo alcance. Sem dúvida, o amplificador EDFA é uma escolha ideal para sistemas DWDM de longa distância. Mas como ele funciona para estender um sistema DWDM?
Noções básicas de amplificadores ópticos
A forma básica de um EDFA consiste em um segmento de EDFA, um laser de bombeamento e um sistema WDM para combinar o sinal e o comprimento de onda de bombeamento, de modo que possam se propagar simultaneamente através da fibra dopada com érbio (EDF).
Na transmissão a longas distâncias, o sinal óptico precisa ser amplificado diversas vezes devido às perdas causadas pela atenuação da fibra, perdas de conectividade, perdas em emendas de fibra, etc. Antes da invenção do amplificador óptico, o sinal óptico precisava ser convertido em sinal elétrico, amplificado e, em seguida, convertido novamente em sinal óptico. Esse processo era muito complexo e caro. Com o desenvolvimento do amplificador óptico, que amplifica os sinais diretamente, o processo se tornou significativamente mais barato e deu início a uma revolução na fibra óptica. Existem três tipos de amplificadores de fibra óptica: EDFA, amplificador Raman e amplificador óptico semicondutor (SOA).
Princípio do EDFA (Amplificador de Fibra Dopada com Érbio)
Os EDFAs utilizam um laser de bombeamento (980 nm ou 1480 nm) para elevar os elétrons a um nível de energia mais alto. A amplificação do sinal é obtida pela emissão de fótons com o mesmo comprimento de onda do sinal, por meio da emissão estimulada.
Um amplificador de fibra dopada com érbio (EDFA) é um dispositivo que amplifica um sinal de fibra óptica. É utilizado na área de telecomunicações e em diversos campos de pesquisa. Um EDFA é "dopado" com um material chamado érbio. O termo "dopagem" refere-se ao processo de utilização de elementos químicos para facilitar resultados através da manipulação de elétrons. O EDFA foi o primeiro amplificador óptico bem-sucedido e um fator significativo na rápida implantação de redes de fibra óptica durante a década de 1990.
A taxa de amplificação do EDFA, ou janela de amplificação, baseia-se na faixa de comprimento de onda óptica da amplificação e é determinada pelas propriedades espectroscópicas dos íons dopantes, pela estrutura da fibra óptica e pelo comprimento de onda e potência do laser de bombeamento. À medida que os íons são enviados para a fibra óptica, os níveis de energia se alargam, o que resulta na ampliação da janela de amplificação e em um espectro de luz com ampla largura de banda de ganho dos amplificadores de fibra óptica usados para comunicações multiplexadas por divisão de comprimento de onda (WDM). Este amplificador único pode ser usado com todos os sinais do canal de fibra óptica quando os comprimentos de onda do sinal estiverem dentro da janela de amplificação. Dispositivos isoladores ópticos são colocados em ambos os lados do EDFA e funcionam como diodos, impedindo que os sinais se propaguem em mais de uma direção.
Como funciona um amplificador EDFA?
Posicionado no lado de transmissão : Um amplificador óptico de reforço opera no lado de transmissão do enlace, amplificando a potência óptica de entrada agregada para estender o alcance. O amplificador óptico de reforço EDFA é projetado para aumentar o nível de potência transmitida ou para compensar as perdas dos elementos ópticos entre o laser e as fibras ópticas. Geralmente é adotado em uma rede DWDM onde o multiplexador atenua os canais de sinal. O amplificador óptico de reforço apresenta alta potência de entrada, alta potência de saída e ganho óptico médio.
Posicionado em Pontos Intermediários: como mostrado na figura abaixo, o amplificador em linha EDFA pode ser posicionado em qualquer ponto intermediário ao longo de um enlace de transmissão de longa distância. Este tipo de amplificador óptico EDFA é projetado com baixa potência de entrada, alta potência de saída, alto ganho óptico e baixo ruído, sendo normalmente implantado a cada 80-100 km para amplificar os sinais entre quaisquer dois nós do enlace óptico principal, com o objetivo de compensar as perdas causadas pela transmissão em fibra óptica e outros fatores. Dessa forma, o nível do sinal óptico pode permanecer acima do nível de ruído.
Posicionado no lado receptor: Um pré-amplificador opera na extremidade receptora de um enlace DWDM. Os pré-amplificadores são usados para amplificação óptica, compensando as perdas em um demultiplexador localizado próximo ao receptor óptico. Posicionado antes da extremidade receptora do enlace DWDM, o pré-amplificador atua para aumentar o nível do sinal antes que a fotodetecção ocorra em um sistema de ultra longa distância, melhorando assim a sensibilidade de recepção. Ele apresenta potência de entrada média a baixa, potência de saída média e ganho médio.
Conclusão
O amplificador óptico EDFA pode ser utilizado como amplificador óptico de reforço, amplificador em linha e pré-amplificador, contribuindo para otimizar o desempenho da rede e ampliar o alcance. Ele também pode funcionar como amplificador em linha em pontos intermediários do enlace, compensando as perdas na fibra durante a transmissão. Isso aumenta a capacidade de dados necessária para os sistemas de comunicação óptica atuais e futuros. Os amplificadores ópticos fornecidos pela Fiber-Mart são projetados para todos os segmentos de rede (acesso, metropolitano, regional e longa distância) e aplicações (telecomunicações, cabo e corporativa). Em caso de dúvidas, entre em contato conosco pelo site www.fiber-mart.com ou pelo e-mail [email protected].
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