Modeling and characterization of erbium-doped fiber amplifiers

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark S80

Authors

Date

1999

Department

Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto

Major/Subject

Sovellettu elektroniikka

Mcode

S-66

Degree programme

Language

en

Pages

69

Series

Abstract

Erbium-seostettua kuituvahvistinta (EDFA, erbium-doped fiber amplifier) käytetään optisessa aallonpituuskanavoiduissa (WDM, wavelength-division multiplexed) tiedonsiirtojärjestelmässä signaalivahvistimena. Aallonpituuskanavoidulla tiedonsiirtojärjestelmällä tarkoitetaan usean aallonpituuden yhdistämistä samaan optiseen kuituun. Erbium-seostetut kuituvahvistimet mahdollistavat useiden aallonpituuksien samanaikaisen vahvistamisen 1540-1565 nm alueella. Toisaalta kuituvahvistimet lisäävät kohinaa vahvistamaansa signaaliin, heikentäen signaali kohinasuhdetta ulostulossa. Tämän lisäksi vahvistuksen spektraalisen kaltevuuden (gain tilt) johdosta eri aallonpituudet kokevat erisuuren vahvistuksen, mikä johtaa kanavakohtaisten signaalitehojen sekä signaali kohinasuhteiden vaihteluun. Ongelmia tuottaa myös kuituvahvistimen hidas dynamiikka, mikä saattaa johtaa signaalin ylikuulumiseen esimerkiksi verkon uudelleenjärjestelyjen yhteydessä. Edellä mainitut epäidealisuudet kumuloituvat vahvistinketjuissa. Tässä työssä on kehitetty työkalu aallonpituuskanavoituun tiedonsiirtojärjestelmään soveltuvan erbium-seostetun kuituvahvistimen toiminnan kuvaamiseen ja optimointiin. Työssä on kuvattu erbium-seosteisen kuidun ominaisuuksia, vahvistimen toimintaa sekä rakennetta. Teoreettisen mallin pohjalta on kehitetty simulaattori, joka ottaa huomioon seostuksen sekä signaalien jakaumat kuidun ytimessä. Simulaattori käyttää mitattua spektraalista seostetun kuidun absorptiota ja emissiota hyväkseen mallintamisessa. Simuloitujen tulosten varmentamiseksi rakennettiin mittalaitteisto. Simuloidut tulokset sovitettiin mitattuihin vaihtelemalla annettuja kuidun parametrejä.

Description

Supervisor

Leppihalme, Matti

Thesis advisor

Tammela, Simo

Keywords

Erbium-doped fiber amplifier, modeling, amplifier measurements, ASE-noise, gain dynamics, Erbium-seostettu kuituvahvistin, mallintaminen, kuituvahvistimen mittaaminen, ASE-kohina, vahvistimen dynamiikka

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120445468

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK