Beschrijving: Vezelversterker met erbium-doteringEDFA optische versterker
Erbium-gedoteerde optische vezelversterker (EDFADe optische signaalversterker (oftewel de optische signaalversterker met Er3+-dotering in de vezelkern) is de eerste optische versterker die in 1985 door de Universiteit van Southampton werd ontwikkeld en is een van de grootste uitvindingen op het gebied van optische vezelcommunicatie. Erbium-gedoteerde vezel is een soort vezel met een kleine hoeveelheid zeldzame-aardionen van het element erbium (Er) in de kwartsvezel, die de kern vormt van de vezel.Erbium-gedoteerde vezelversterkerSinds eind jaren tachtig zijn er belangrijke doorbraken bereikt in het onderzoek naar erbium-gedoteerde vezelversterkers. WDM-technologie heeft de capaciteit van optische vezelcommunicatie aanzienlijk vergroot. Het is de meest gebruikte optische versterker in optische vezelcommunicatie.
Toepassing: Een glasvezelversterker is een optisch versterkerapparaat dat het optische signaal in een glasvezelcommunicatiesysteem direct versterkt. In een communicatiesysteem dat gebruikmaakt van glasvezel, is het een technologie die het optische signaal rechtstreeks versterkt zonder het om te zetten in een elektrisch signaal. De erbiumgedopte glasvezelversterker (EDFA-glasvezelversterker, oftewel een optische signaalversterker met erbiumionen Er3+ in de vezelkern) is de eerste optische versterker die is ontwikkeld door de Universiteit van Southampton in het Verenigd Koninkrijk en de Tohoku Universiteit in Japan. Het is een van de grootste uitvindingen op het gebied van glasvezelcommunicatie. Erbiumgedopte vezels zijn vezels met een kleine hoeveelheid zeldzame-aardionen, erbium (Er), in kwartsvezels. Deze vezels vormen de kern van de erbiumgedopte glasvezelversterker. Sinds eind jaren 80 zijn er belangrijke doorbraken bereikt in het onderzoek naar erbiumgedopte glasvezelversterkers. WDM-technologie heeft de capaciteit van glasvezelcommunicatie aanzienlijk vergroot. Het is de meest gebruikte optische versterker in glasvezelcommunicatie.
Basisparameter
Woordnaam: Erbium-gedoteerde vezelversterker
Gerelateerde term:Optische versterker
Kwartsvezels gedoteerd met zeldzame aardmetalen (zoals Nd, Er, Pr, Tm, enz.) kunnen een meerlaags lasersysteem vormen en het ingangssignaal direct versterken onder invloed van pomplicht. Na het toepassen van de juiste terugkoppeling ontstaat een vezellaser. De werkingsgolflengte van een ND-gedoteerde vezelversterker ligt tussen 1060 nm en 1330 nm, maar de ontwikkeling en toepassing ervan worden beperkt door afwijkingen van de optimale poort voor glasvezelcommunicatie en andere redenen. De werkingsgolflengten van EDFA en PDFA liggen respectievelijk in het laagste verliesgebied (1550 nm) en het nuldispersiegebied (1300 nm) van optische glasvezelcommunicatie, terwijl TDFA in de S-band werkt, wat zeer geschikt is voor toepassingen in optische glasvezelcommunicatiesystemen. Met name EDFA, dat zich het snelst ontwikkelt, is al in de praktijk toegepast.
Op basis van de ontwikkeling van erbium-gedoteerde vezels verschijnen er voortdurend nieuwe vezelversterkers. Zo is de dual-band vezelversterker (DBFA) op basis van erbium-gedoteerde vezels een breedband optische versterker die vrijwel de gehele WDM-bandbreedte (Wavelength Division Multiplexing) kan bestrijken. Een vergelijkbaar product is de ultra-wideband optische versterker (UWOA), die een bandbreedte heeft waarmee tot wel 100 golflengtekanalen in één enkele vezel versterkt kunnen worden.
Praktische toepassing
De toepassing van erbium-gedoteerde vezelversterkers (EDFA-versterkers) in conventionele optische vezel-digitale communicatiesystemen kan het aantal optische repeaters aanzienlijk verminderen en de relaisafstand sterk vergroten, wat van groot belang is voor langeafstandskabelnetwerken.
De belangrijkste toepassingen zijn onder meer:
1. Kan worden gebruikt als lichtversterker voor afstandsoverdracht. Traditionele elektronische glasvezelrepeaters hebben veel beperkingen. Zo moet de repeater bijvoorbeeld worden aangepast wanneer een digitaal signaal in een analoog signaal wordt omgezet; en moet de repeater worden vervangen wanneer de apparatuur van een lage naar een hoge snelheid overschakelt. Bovendien kunnen ze alleen lichtsignalen met dezelfde golflengte verzenden, en is de structuur complex en duur. Erbium-gedoteerde glasvezelversterkers overwinnen deze tekortkomingen. Ze hoeven niet alleen niet te worden aangepast aan een verandering van signaalmodus, maar hoeven ook niet te worden vervangen wanneer de apparatuur wordt uitgebreid of wordt gebruikt voor optische golflengteverdelingmultiplexing.
2. Kan worden gebruikt als naversterker voor een optische zender en als voorversterker voor een optische ontvanger. Als naversterker van de optische zender kan het zendvermogen van de laser worden verhoogd van 0 dB tot +10 dB. Wanneer deze als voorversterker van een optische ontvanger wordt gebruikt, kan de gevoeligheid ervan ook aanzienlijk worden verbeterd. Daarom zijn slechts 1-2 erbium-gedoteerde versterkers op de lijn nodig, en kan de signaaloverdrachtsafstand met 100-200 km worden vergroot.
Daarnaast is erbium-gedoteerde vezelversterker (EDFA-versterker) om het probleem op te lossen. De unieke voordelen van erbium-gedoteerde glasvezelversterkers zijn wereldwijd erkend en worden steeds vaker gebruikt. Erbium-gedoteerde glasvezelversterkers hebben echter ook enkele beperkingen. Zo kunnen ze bijvoorbeeld niet op en neer bewegen bij communicatie over lange afstanden, is het contact tussen stations lastiger, zijn storingen moeilijker op te sporen en is de levensduur van de pomplichtbron niet lang. Met de voortdurende vooruitgang van de glasvezelcommunicatietechnologie zullen deze problemen naar verwachting op bevredigende wijze worden opgelost.
Geplaatst op: 14 maart 2025