В более длинной волоконно-оптической линии DWDM-усилитель, легированный эрбием , устанавливается на определенных расстояниях с целью обеспечения восстановления сигналов, ослабленных волокном. Волоконный усилитель, легированный эрбием, EDFA может усиливать любой вид оптического сигнала и в то же время восстанавливать большое количество сигналов независимых каналов WDM. Однако волоконные усилители, легированные эрбием, обеспечивающие усиление мощности передаваемого оптического сигнала, накапливают искажения, возникающие на различных участках сети DWDM. Это искажение приводит к снижению OSNR (отношение оптического сигнала к шуму) на принимающей стороне системы.

Требования системы WDM для EDFA
Чтобы обеспечить качество передачи системы WDM, EDFA, используемый в системе WDM, должен иметь достаточную полосу пропускания, плоский коэффициент усиления, низкий коэффициент шума и высокую выходную мощность.

1. Ширина полосы усиления EDFA
В настоящее время доступный диапазон спектра усиления EDFA составляет 1530-1565 нм, а ширина полосы усиления составляет около 35 нм, что может удовлетворить систему WDM с 4-32 каналами. Если вы хотите еще больше увеличить пропускную способность для использования ресурсов длины волны, вы должны разработать новый тип оптического усилителя.

2. Требования к системе WDM для равномерности усиления EDFA
Неравномерность усиления (GF) EDFA относится к разнице между усилением в точке максимальной длины волны усиления и усилением в точке длины волны минимального усиления в полосе всего доступного усиления. В системе WDM чем меньше требуется GF EDFA, тем лучше. Как правило, EDFA имеет определенную флуктуацию усиления в своей рабочей полосе, то есть усиление, полученное на разных длинах волн, различно. Хотя разница в усилении невелика, при каскадировании нескольких EDFA разница в усилении будет накапливаться линейно. В серьезных случаях, когда сигнал достигает приемной стороны, принимаемая оптическая мощность некоторых каналов с высоким коэффициентом усиления слишком высока, чтобы перегрузить приемник, в то время как принимаемая оптическая мощность некоторых каналов с низким коэффициентом усиления слишком мала для достижения чувствительности приемника. Поэтому, коэффициент усиления усилителя должен быть ровным, чтобы отклонение коэффициента усиления на каждом канале оставалось в допустимых пределах. Есть два способа сгладить коэффициент усиления оптоволоконных усилителей: первый — это технология выравнивания усиления; другой - оптоволоконная технология.

Преимущества и недостатки EDFA
1. Рабочая длина волны соответствует минимальному окну потерь оптического волокна, что может широко использоваться в оптоволоконной связи.

2. Высокая эффективность соединения. Поскольку это оптоволоконный усилитель, его легко подключить с помощью оптоволокна, а также его можно сварить вместе с передающим волокном с помощью технологии сварки, а потери можно уменьшить до 0,1 дБ.

3. Высокая эффективность преобразования энергии. Рабочее вещество лазера сосредоточено в сердцевине волокна и сосредоточено в приосевой части сердцевины волокна, в то время как сигнальный свет и свет накачки также наиболее сильны в околоосевой части, что делает свет и вещество полностью взаимодействовать.

4. Высокий коэффициент усиления и низкий уровень шума. Выходная мощность велика, усиление может достигать 40 дБ, выходная мощность может достигать 14 дБм при однонаправленной накачке, 17 дБм или даже 20 дБм при двунаправленной накачке, при полной накачке коэффициент шума может составлять всего 3–4 дБ, а перекрестные помехи тоже низкий очень маленький.

5. Характеристика усиления не чувствительна. Во-первых, усиление ЭДФА не чувствительно к температуре, а характеристика усиления стабильна в пределах 100°С. Кроме того, усиление никак не связано с поляризацией.

6. Может быть реализована прозрачная передача сигналов, то есть аналоговые сигналы и цифровые сигналы, высокоскоростные сигналы и низкоскоростные сигналы могут передаваться одновременно в системе мультиплексирования с разделением по длине волны. При расширении системы можно изменить только терминальную машину без изменения линии.

EDFA также имеет присущие недостатки:

1. Длина волны фиксирована, и он может усиливать световые волны только около 1,55 мкм. При использовании оптических волокон с разными подложками уровень энергии ионов эрбия может измениться незначительно. Регулируемая длина волны ограничена, и можно использовать только другие элементы;

2. Ширина полосы усиления не является плоской, и требуются специальные средства для компенсации спектра усиления в системе WDM.