DWDM est une technologie de transmission dans la communication par fibre optique. Il utilise une fibre optique pour transmettre simultanément plusieurs signaux de porteuse optique de différentes longueurs d‘onde et divise la plage de longueurs d‘onde utilisée par la fibre optique en plusieurs canaux. Le canal transmet des signaux optiques. Par conséquent, DWDM a considérablement amélioré la capacité de transmission du système de communication optique. L‘apparition de l‘amplificateur à fibre dopée à l‘erbium (EDFA) rend la transmission du signal optique DWDM plus loin.

L‘erbium (Er) est un élément des terres rares. Lors de la fabrication d‘une fibre optique, une certaine proportion d‘élément erbium est ajoutée pour former une fibre optique dopée à l‘erbium, ce qui a pour effet d‘amplifier. Les ions erbium ont trois niveaux d‘énergie de travail : E1, E2 et E3. Parmi eux, E1 a le niveau d‘énergie le plus bas et est appelé l‘état fondamental ; E2 est l‘état métastable ; E3 a le niveau d‘énergie le plus élevé et devient l‘état excité. Dans le cas où elle n‘est excitée par aucune lumière, elle est au niveau d‘énergie le plus bas E1. Lorsque le laser de la source lumineuse de pompage est utilisé pour exciter en continu la fibre dopée à l‘erbium, les particules à l‘état fondamental sauteront à un niveau d‘énergie supérieur lorsqu‘elles gagneront en énergie. Si elle passe de E1 à E3, puisque la particule est instable au niveau d‘énergie de E3, elle passera rapidement au niveau d‘énergie métastable sans rayonnement, et la durée de vie de la particule à ce niveau d‘énergie est relativement longue, en raison de la pompe source de lumière Avec une excitation continue, le nombre de particules au niveau d‘énergie E2 continuera d‘augmenter, tandis que le nombre de particules au niveau d‘énergie E1 diminuera. Lorsque l‘énergie photonique du signal optique d‘entrée est exactement égale à la différence de niveau d‘énergie entre E2 et E1, les particules à l‘état métastable passeront à l‘état fondamental sous forme de rayonnement stimulé et émettront les mêmes photons que les photons. dans le signal optique d‘entrée, augmentant ainsi considérablement le nombre de photons, faisant du signal lumineux d‘entrée une sortie puissante dans la fibre dopée à l‘erbium. Le signal optique réalise l‘amplification directe de la lumière.

Bien sûr, cela a également certaines exigences sur la longueur d‘onde de travail de la source lumineuse de pompe. La figure ci-dessus montre le spectre d‘absorption des ions erbium, à partir duquel on peut voir qu‘il existe des bandes d‘absorption à des longueurs d‘onde de 650 nm, 800 nm, 980 nm et 1480 nm, et peut être utilisé dans ces bandes de fréquences. Elle est considérée comme la longueur d‘onde de travail de la source lumineuse de pompe EDFA. Cependant, après avoir comparé des facteurs tels que l‘efficacité, les lasers à semi-conducteurs 980 nm et 1480 nm sont plus appropriés comme sources de lumière de pompage pour l‘EDFA. Par rapport à 1480 nm, 980 nm a un gain élevé et un faible bruit, et est actuellement la longueur d‘onde de pompage préférée pour les amplificateurs à fibre. Il existe de nombreux types de méthodes de pompage utilisées dans l‘EDFA. Il est principalement nommé si l‘énergie de sortie de la source lumineuse de pompe est injectée dans la fibre dopée à l‘erbium dans la même direction que l‘énergie du signal optique d‘entrée. Il peut être divisé en pompage vers l‘avant et pompage vers l‘arrière. manière, et manière bidirectionnelle de pompage.

La méthode de pompage bidirectionnel présente les avantages du pompage vers l‘avant et du pompage vers l‘arrière, de sorte que cette méthode peut non seulement répartir uniformément la lumière de la pompe dans la fibre optique, mais également du point de vue de la puissance de sortie, la puissance de sortie du pompage unique est de 14 dBm, et la puissance de sortie du pompage bidirectionnel est de 14dBm. La pompe peut atteindre l 7dBm. De plus, le pompage bidirectionnel a la meilleure efficacité d‘amplification et le pompage codirectionnel a le bruit le plus faible.

A la réception du multiplexage en longueur d‘onde, afin de compenser la perte d‘insertion du démultiplexeur et la diminution de la sensibilité du récepteur due à l‘augmentation du débit, un préamplificateur optique à faible bruit doit être configuré avant le démultiplexeur. A la réception, EDFA est utilisé comme préamplificateur pour PIN et APD. Lorsque le débit du canal est aussi élevé que 2,5 Gbit/s, par rapport à l‘absence de préamplificateur optique, la sensibilité du récepteur peut être augmentée d‘environ 10 fois.

L‘EDFA est utilisé comme amplificateur de suralimentation, qui présente les avantages d‘une grande puissance de sortie, d‘une sortie stable, d‘un faible bruit, d‘une large bande de fréquence de gain et d‘une surveillance facile. Il est placé au niveau de l‘émetteur optique pour amplifier directement le signal de l‘émetteur optique. Les amplificateurs de puissance peuvent être utilisés seuls ou en combinaison. Après avoir été amplifiée par EDFA, la puissance de sortie de l‘extrémité émettrice peut être augmentée d‘environ un ordre de grandeur, ce qui améliore considérablement la puissance entrant dans la fibre.