Erbium Doped Fiber Amplifier EDFA

Presentazione sul tema: "Erbium Doped Fiber Amplifier EDFA"— Transcript della presentazione:

1 Erbium Doped Fiber Amplifier EDFA
Università degli studi di Palermo Facoltà di Ingegneria Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e delle Telecomunicazioni Corso di laurea specialistica in Ingegneria Elettronica Tesina di Comunicazioni Ottiche Erbium Doped Fiber Amplifier EDFA Professore: Dott. Ing. Alessandro Busacca Allievo Salvatore De Luca

2 Caratteristiche EDFA Supportare più di 80 canali con bit rate di 40 Gbit/s; Monitorare il canale per garantire le funzionalità dinamiche del sistema; Ottimizzare la risposta spettrale; Coordinare il sincronismo tra i vari dispositivi attivi.

3 Erbium Doped Fiber Nella fibra drogata i livelli energetici degli ioni di erbio vengono ad interagire con gli atomi di silicio del reticolo. Ogni singolo livello, si suddivide in molti livelli adiacenti estremamente ravvicinati, dando origine a "bande" energetiche. Le transizioni tra due bande possono riguardare due qualsiasi tra i rispettivi sottolivelli. In tal modo la risposta del guadagno si allarga. Si ha amplificazione ottica nella fibra drogata quando è applicata una potenza di pompa sufficiente per creare l'inversione di popolazione. 980 nm minima rumorosità 1480 nm massimo guadagno

4 “RED-C” VG EDFA Potenza di uscita > 26 dBm;
Sistema di Monitoraggio Ottico dei Canali (OCM); Diverse porte di comunicazione per collegare direttamente l’EDFA con il dispositivo ROADM; Accesso, in condizioni critiche, a dati memorizzati in EEPROM per migliorare i percorsi ottici; Riduzione dei tempi di transizione.

5 Monitoraggio Ottico dei Canali (OCM)
Monitorare l’uscita del nodo di rete; Controllare la potenza di canale migliorando l’equalizzazione ; Ottimizzare il guadagno in base al numero di canali; Funzionamento basato su filtro sintonizzabile.

6 Calcolo delle prestazioni di un percorso ottico
EDFA EDFA EDFA CONTROL SISTEM + EEPROM RX TX EDFA EDFA EDFA EDFA EDFA

7 TRANSIET SUPPRESSION Maximum overshoot below 1dB
Setting time less than 200 µs

8 SICUREZZA APR: Automatic Power Reduction
ARP: Automatic Restart Procedure

9 Hibrid Gain Control Technique
IMOC 2007 Range di potenza in ingresso maggiore (aumento del numero di canali) Range di guadagno maggiore

10 Controllo Ottico/elettronico
Controllo ottico: potenze di ingresso inferiori ad un valore di soglia Pin Controllo elettronico: potenze di ingresso maggiori del valore di soglia

11 Risultati ottico elettronico

12 Risultati

13 Add/drop Gain Variation
λs : nm Pout : 4.88 dBm λs : nm Pout : 5.22 dBm Caratteristiche misura: G= 15 dB G= 15 dB 32 ch X -10 dBm/ch ch X -10 dBm/ch Pin tot = 5 dBm Pin tot = -10 dBm ADD 32 ch DROP 31 ch Soglia di controllo = -14 dBm POWER VARIATION = dBm Controllo completamente elettronico in entrambi i casi

14 Add/drop Gain Variation
λs : nm Pout : 4.81 dBm λs : nm Pout : 4.84 dBm Caratteristiche misura: G= 25 dB G= 25 dB 32 ch X -20 dBm/ch ch X -20 dBm/ch Pin tot = -5 dBm Pin tot = -20 dBm ADD 32 ch DROP 31 ch Soglia di controllo = -14 dBm POWER VARIATION = dBm Controllo elettronico (ADD) Controllo ottico (DROP)

15 Conclusioni e nuovi sviluppi
Potenza di uscita > di 26 dBm; OCM; Scelta del percorso; Transitorio < di 200 µs; Massima variazione del guadagno ~0.6 dB

16 Conclusioni e nuovi sviluppi
SVANTAGGI: necessità di utilizzare esclusivamente un laser di pompa per eccitare opportunamente le strette righe di assorbimento dell’ERBIO; ingombro dell’amplificatore in fibra dovuto al limite di concentrazione di Erbio nella matrice vetrosa che estende la lunghezza efficace del cavo drogato; scarsa integrazione con altri componenti ottici viste le dimensioni del cavo. NUOVI STUDI uso di materiali organici, costituiti da molecole organiche (leganti) drogate con ioni lantanidi (Er, Nd…); sviluppo di algoritmi in grado di calcolare l’ASE, permettendo all’EDFA di mantenere costante la potenza del segnale di uscita.