In una linea in fibra ottica più lunga, gli amplificatori in fibra DWDM drogati con erbio sono installati a distanze specificate allo scopo di garantire il recupero dei segnali indeboliti dalla fibra. L'amplificatore in fibra drogata con erbio EDFA può amplificare qualsiasi forma di segnale ottico e, allo stesso tempo, recuperare un gran numero di segnali di canale WDM indipendenti. Tuttavia, gli amplificatori in fibra drogata con erbio, che forniscono l'amplificazione di potenza del segnale ottico trasmesso, accumulano distorsioni, che si verificano in varie parti della rete DWDM. Questa distorsione si traduce in un OSNR (rapporto segnale ottico/rumore) inferiore all'estremità ricevente del sistema.

Requisiti del sistema WDM per EDFA
Per garantire la qualità di trasmissione del sistema WDM, l'EDFA utilizzato nel sistema WDM dovrebbe avere larghezza di banda sufficiente, guadagno piatto, figura di rumore bassa e potenza di uscita elevata.

1. Larghezza di banda di guadagno EDFA
Allo stato attuale, la gamma di spettro di guadagno disponibile di EDFA è l530-l565nm e la larghezza di banda di guadagno è di circa 35 nm, che può soddisfare il sistema WDM di 4-32 canali. Se si desidera aumentare ulteriormente la larghezza di banda per utilizzare le risorse di lunghezza d'onda, è necessario sviluppare un nuovo tipo di amplificatore ottico.

2. I requisiti di sistema WDM per EDFA guadagnano planarità
La piattezza del guadagno (GF) di EDFA si riferisce alla differenza tra il guadagno del punto di lunghezza d'onda di guadagno massimo e il guadagno del punto di lunghezza d'onda di guadagno minimo all'interno della larghezza di banda dell'intero guadagno disponibile. Nel sistema WDM, più piccolo è richiesto il GF dell'EDFA, meglio è. Generalmente, EDFA ha una certa fluttuazione del guadagno nella sua banda di lavoro, cioè il guadagno ottenuto da diverse lunghezze d'onda è diverso. Sebbene la differenza di guadagno non sia grande, quando vengono collegati in cascata più EDFA, la differenza di guadagno si accumula linearmente. In casi gravi, dopo che il segnale raggiunge l'estremità ricevente, la potenza ottica ricevuta di alcuni canali ad alto guadagno è troppo alta per sovraccaricare il ricevitore, mentre la potenza ottica ricevuta di alcuni canali a basso guadagno è troppo piccola per raggiungere la sensibilità del ricevitore. Perciò, il guadagno dell'amplificatore deve essere piatto per mantenere la deviazione del guadagno su ciascun canale all'interno della gamma consentita. Esistono due modi per appiattire il guadagno degli amplificatori in fibra: uno è la tecnologia di equalizzazione del guadagno; l'altro è la tecnologia in fibra ottica.

Vantaggi e svantaggi di EDFA
1. La lunghezza d'onda di lavoro è coerente con la finestra di perdita minima della fibra ottica, che può essere ampiamente utilizzata nella comunicazione in fibra ottica.

2. Elevata efficienza di accoppiamento. Poiché si tratta di un amplificatore in fibra ottica, è facile da collegare con l'accoppiamento in fibra e può anche essere saldato insieme alla fibra di trasmissione mediante tecnologia di giunzione a fusione e la perdita può essere ridotta a 0,1 dB.

3. Alta efficienza di conversione energetica. La materia di lavoro del laser è concentrata nel nucleo della fibra e concentrata nella parte dell'asse vicino del nucleo della fibra, mentre la luce del segnale e la luce della pompa sono anche più forti nella parte dell'asse vicino, il che rende la luce e la materia completamente interagire.

4. Alto guadagno e basso rumore. La potenza di uscita è elevata, il guadagno può raggiungere i 40 dB, la potenza di uscita può raggiungere i 14 dBm con il pompaggio unidirezionale, 17 dBm o anche 20 dBm con il pompaggio bidirezionale, quando è completamente pompato, la cifra di rumore può scendere fino a 3 ~ 4 dB e il crosstalk è anche basso molto piccolo.

5. La caratteristica di guadagno non è sensibile. In primo luogo, il guadagno dell'EDFA non è sensibile alla temperatura e la caratteristica del guadagno è stabile entro 100°C. Inoltre, il guadagno non ha nulla a che fare con la polarizzazione.

6. È possibile realizzare una trasmissione trasparente dei segnali, ovvero segnali analogici e segnali digitali, segnali ad alta velocità e segnali a bassa velocità possono essere trasmessi simultaneamente nel sistema di multiplexing a divisione di lunghezza d'onda. Quando il sistema viene espanso, solo la macchina terminale può essere modificata senza modificare la linea.

L'EDFA presenta anche svantaggi intrinseci:

1. La lunghezza d'onda è fissa e può amplificare solo onde luminose intorno a 1,55 μm. Quando si utilizzano fibre ottiche con diversi substrati, il livello di energia degli ioni erbio può cambiare solo leggermente. La lunghezza d'onda regolabile è limitata e possono essere utilizzati solo altri elementi;

2. La larghezza di banda del guadagno non è piatta e sono necessari mezzi speciali per compensare lo spettro del guadagno nel sistema WDM.