KHUKHUẾẾCH ĐCH ĐẠẠI EDFA & RAMANI EDFA & RAMAN

Gv: TrGv: Trầần Nhn Nhựựt Kht Khảải Hoi HoàànnBBộộ môn Đi môn Điệện tn tửử ViViễễn thôngn thôngKhoa Công nghKhoa Công nghệệTrưTrườờng Đng Đạại hi họọc Cc Cầần Thơn ThơEmailEmail: tnkhoan@ctu.edu.vn: tnkhoan@ctu.edu.vn

Slide 2

NNỘỘI DUNGI DUNG

1. Giới thiệu Tổng quan

2. Khuếch đại EDFA

3. Khuếch đại RAMAN

Slide 3

GiGiớới thii thiệệu tu tổổng quanng quan

Phương pháp khuếch đại cũ

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 4

GiGiớới thii thiệệu tu tổổng quanng quan

Phân chia băng sóng

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 5

GiGiớới thii thiệệu tu tổổng quanng quan

Nguyên tắc khuếch đại quang

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 6

GiGiớới thii thiệệu tu tổổng quanng quan

Mô hình tổng quát Bộ khuếch đại quang

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 7

GiGiớới thii thiệệu tu tổổng quanng quan

Khuếch đại quang sợi OFA (Optical Fiber Amplifier)

Vùng tích cực là sợi quang được pha đất hiếm. Do đó, OFA còn được gọi là DFA (Doped-Fiber Amplifier)

Vùng bước sóng được khuếch đại thay đổi tuỳ theo loại đất hiếm pha vào sợi quang:

+ EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier): 1530nm – 1565nm

+ PDFA (Praseodymium-Doped Fiber Amplifier): 1280nm – 1340nm

+ TDFA (Thulium-Doped Fiber Amplifier): 1440nm -1520nm

+ NDFA (Neodymium-Doped Fiber Amplifier): 900nm, 1065nm hoặc 1400nm

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 8

Một số thông số kỹ thuật của bộ khuếch đại

- Độ lợi Gain (khoảng 20dB): G = Pout – Pin ; G (dB) = Pout – Pin

- Băng thông khuếch đại: Tính đến điểm độ lợi giảm -3dB so với độ lợi đỉnh

- Công suất ngõ ra bảo hoà

- Hệ số nhiễu (NF: Noise Figure)

GiGiớới thii thiệệu tu tổổng quanng quan

Slide 9

GiGiớới thii thiệệu tu tổổng quanng quan

Công suCông suấất ngõ ra bt ngõ ra bảảo hoo hoàà (Saturation Output Power)(Saturation Output Power)

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 10

GiGiớới thii thiệệu tu tổổng quanng quan

HHệệ ssốố nhinhiễễu NF : Noise Figureu NF : Noise Figure

Nguồn nhiễu chính là do phát xạ tự phát (Spontaneous Emission) – pha & hướng ngẫu nhiên

Gây nhiễu pha và biên độ nếu hướng truyền gần với tín hiệu

Nhiễu này cũng được khuếch đại ở ngõ ra - ASE (Amplified Spontaneous Emission)

Pout = G.Pin + PASE

Làm giảm SNR ở ngõ ra, đo bằng hệ số NF:

NF thường từ 3dB đến 5dB

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 11

EDFA ErbiumEDFA Erbium--Doped Fiber Amplifier Doped Fiber Amplifier

Sơ đSơ đồồ nguyên tnguyên tắắcc

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 12

EDFA ErbiumEDFA Erbium--Doped Fiber Amplifier Doped Fiber Amplifier

HHìình EDFA thnh EDFA thựực tc tếế

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 13

NGUYÊN TNGUYÊN TẮẮC HOC HOẠẠT ĐT ĐỘỘNG EDFANG EDFA

Thời gian sống của Ion Er3+ trong vùng giả bền khoảng 10ms

Độ rộng vùng giả bền cho phép khuếch đại ở 1530nm - 1565nm (Band C – L)

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 14

SSỬỬ DDỤỤNG EDFANG EDFA

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 15

KHUKHUẾẾCH ĐCH ĐẠẠI RAMAN I RAMAN

Dựa trên tán xạ kích thích RAMAN (Stimulated Raman Scattering)

Nguyên tắc: Một e hấp thu năng lượng của 1 photon sau đóphát ra một photon có năng lượng khác

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 16

CCẤẤU TRU TRÚÚC KHUC KHUẾẾCH ĐCH ĐẠẠI RAMAN I RAMAN

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 17

BĂNG TBĂNG TẦẦN & HN & HỆỆ SSỐỐ KHUKHUẾẾCH ĐCH ĐẠẠII

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 18

TĂNG ĐTĂNG ĐỘỘ RRỘỘNG BĂNG TNG BĂNG TẦẦNN

Nguồn: Kỹ thuật thông tin quang 2 – Đỗ Văn Việt Em – HV CN BCVT

Slide 19

RAMAN GAINRAMAN GAIN

Tham khảo: Govind P.Agrawal, “Fiber Optics Communication Systems”, Third Edition, 2002 – P250

CÁM ƠN!