より長い光ファイバー回線では、ファイバーによって弱められた信号の回復を確実にする目的で、DWDM エルビウム添加ファイバー増幅器が指定された距離に設置されます。エルビウム添加ファイバ増幅器 EDFA は、あらゆる形式の光信号を増幅すると同時に、多数の独立した WDM チャネル信号を回復することができます。しかし、送信された光信号の電力増幅を提供するエルビウム添加ファイバ増幅器は、DWDM ネットワークのさまざまな部分で発生する歪みを蓄積します。この歪みにより、システムの受信側で OSNR (光信号対雑音比) が低下します。

EDFA用WDMシステムの要件
WDM システムの伝送品質を保証するために、WDM システムで使用される EDFA は、十分な帯域幅、フラット ゲイン、低雑音指数、および高出力電力を備えている必要があります。

1. EDFA ゲイン帯域幅
現在、EDFA の利用可能なゲイン スペクトル範囲は 1530 ～ 1565nm であり、ゲイン帯域幅は約 35nm であり、4 ～ 32 チャネルの WDM システムを満たすことができます。波長資源を活用するために帯域幅をさらに広げたい場合は、新しいタイプの光増幅器を開発する必要があります。

2. EDFA ゲイン フラットネスの WDM システム要件
EDFA のゲイン フラットネス (GF) とは、利用可能なゲイン全体の帯域幅内の最大ゲイン波長ポイントのゲインと最小ゲイン波長ポイントのゲインとの差を指します。WDM システムでは、EDFA の GF が小さいほど要求されます。一般に、EDFA の動作帯域には一定のゲイン変動があります。つまり、異なる波長によって得られるゲインは異なります。ゲイン差は大きくありませんが、複数の EDFA をカスケード接続すると、ゲイン差は直線的に増加します。重大なケースでは、信号が受信側に到達した後、一部の高ゲイン チャネルの受信光パワーが高すぎて受信機に過負荷をかけることができず、一部の低ゲイン チャネルの受信光パワーが小さすぎて受信感度に達しません。したがって、各チャネルのゲイン偏差を許容範囲内に保つには、アンプのゲインをフラットにする必要があります。ファイバ増幅器のゲインを平坦化するには 2 つの方法があります。1 つはゲイン イコライゼーション テクノロジーです。もう 1 つは光ファイバー技術です。

EDFA の長所と短所
1. 動作波長は、光ファイバー通信で広く使用できる光ファイバーの最小損失ウィンドウと一致しています。

2. 結合効率が高い。光ファイバーアンプなので、ファイバーカップリングで接続しやすく、また、融着接続技術により伝送ファイバーと溶接することもでき、損失を0.1dBに抑えることができます。

3. エネルギー変換効率が高い。レーザーの作動物質はファイバーコアに集中し、ファイバーコアの近軸部分に集中しますが、信号光とポンプ光も近軸部分で最も強く、光と物質を完全に作ります相互作用。

4.高利得と低ノイズ。出力電力は大きく、ゲインは 40dB に達することができ、単方向ポンピングの場合は出力電力が 14dBm に達し、双方向ポンピングの場合は 17dBm または 20dBm に達し、完全にポンピングされた場合、雑音指数は 3~4dB と低くなり、クロストークはまた、非常に小さいです。

5. ゲイン特性は敏感ではありません。まず、EDFA のゲインは温度の影響を受けず、ゲイン特性は 100°C 以内で安定しています。また、ゲインは分極とは関係ありません。

波長分割多重方式では、信号のトランスペアレントな伝送、すなわちアナログ信号とデジタル信号、高速信号と低速信号を同時に伝送することができる。システム拡張時は、回線を変更せずに端末機のみの変更が可能です。

EDFA には固有の欠点もあります。

1. 波長が固定されており、1.55 μm 付近の光波しか増幅できません。基板が異なる光ファイバを使用する場合、エルビウム イオンのエネルギー レベルはわずかしか変化しません。調整可能な波長は制限されており、他の要素のみを使用できます。

2. ゲイン帯域幅はフラットではなく、WDM システムのゲイン スペクトルを補正するには特別な手段が必要です。