EDFA技术应用特性与优缺点

【讯石光通讯咨询网】EDFA是英文“Erbium-doped Optical Fiber Amplifer”的缩写，意即掺铒光纤放大器，是一种对信号光放大的一种有源光器件。在使用光纤的通信系统中，不需将光信号转换为电信号，直接对光信号进行放大的一种技术。

         EDFA的主要应用特性包括增益特性、输入输出特性、饱和特性、增益带宽特性和噪声特性等，它们与输入光功率大小、饵光纤长度及参数、泵浦功率大小及泵浦波长、信号波长等都有密切关系。

        掺饵光纤放大器实用性的关键是在半导体激光器能提供的光功率下得到高增益，衡量这一性能的参数是增益系数－－放大器最高增益与其对应泵浦光功率的比值，它指出放大器的泵浦功率。目前泵浦激光器的工作波长主要有两种：980nm和1480nm，其最高增益效率可分别达到11dB/mW和6.5dB/mW。 

        增益特性与Er3+浓度密切相关：当Er3+的浓度超过一定值时，增益反而下降，原因是Er3+过量会产生聚合，引起浓度消光现象，因此出掺饵光纤的制作过程中，要控制好饵的掺入量。
 
        此外，信号增益还受泵浦光功率和光纤长度影响。小信号输入时的增益系数大于大信号输入时的增益系数。开始时增益随掺饵光纤长度的增加而上升，但当光纤超过一定长度后，增益反而逐渐下降，因此存在一个最佳增益的最佳长度，但这一长度只能是最大增益长度，而不是掺饵光纤的最佳长度，因为还涉及到其他特性（如噪声特性等）。

        EDFA之所以是光通信技术的一场革命，归功于其无可比拟的优越性。EDFA泵浦效率高、工作性能稳定、技术成熟，在现代长途DWDM通信系统中备受青睐。概括而言，主要有以下几个方面：

1. 通常工作在1 530~1 565 nm光纤损耗最低的窗口；
2. 增益高，通常为10~35 dB，且在较宽的波段内提供较为平坦的增益；
3. 噪声系数较低，各个信道间的串扰极小，可级联多个放大器；
4. 与线路耦合损耗小（小于1 dB ）；
5.具有透明性，放大特性与系统比特率、信号格式和编码无关；
6.成本低，与再生电路相比具有较大的成本优势；
7.结构简单，与传输光纤易耦合。

         掺铒光纤放大器的独特优越性已被世人所公认，并且得到越来越广泛的应用。但是，掺铒光纤放大器也存在着一定的局限性。能够提供的增益带宽不够宽，制约了光纤容纳的波长信道数；不便于查找故障，泵浦源寿命不长；存在输出功率的控制和不同波长通道的增益均衡问题。但是，随着光纤通信技术的不断进步，这些问题将会得到完满的解决。


        EDFA采用的技术主要有增益平坦技术、增益可调技术、滤波技术、高功率输出技术等，EDFA今后必然朝着提高性能、多功能、与FRA配合使用等方向不断发展和完善。