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Erbium Doped Fiber Amplifier EDFA Università degli studi di Palermo Facoltà di Ingegneria Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e delle Telecomunicazioni.

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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 Allievo Salvatore De Luca Professore: Dott. Ing. Alessandro Busacca

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 980 nm minima rumorosità 1480 nm massimo guadagno 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.

4 RED-C VG EDFA Potenza di uscita > 26 dBm; Sistema di Monitoraggio Ottico dei Canali (OCM); Diverse porte di comunicazione per collegare direttamente lEDFA 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 luscita del nodo di rete; Controllare la potenza di canale migliorando lequalizzazione ; Ottimizzare il guadagno in base al numero di canali; Funzionamento basato su filtro sintonizzabile.

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

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 Range di potenza in ingresso maggiore (aumento del numero di canali) Range di guadagno maggiore IMOC 2007

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 32 ch X -10 dBm/ch 1 ch X -10 dBm/ch Pin tot = 5 dBm Pin tot = -10 dBm ADD 32 ch DROP 31 ch Soglia di controllo = -14 dBm Controllo completamente elettronico in entrambi i casi POWER VARIATION = 0.34 dBm

14 Add/drop Gain Variation Caratteristiche misura: G= 25 dB 32 ch X -20 dBm/ch 1 ch X -20 dBm/ch Pin tot = -5 dBm Pin tot = -20 dBm ADD 32 ch DROP 31 ch Soglia di controllo = -14 dBm Controllo elettronico (ADD) Controllo ottico (DROP) POWER VARIATION = 0.03 dBm λs : nm Pout : 4.81 dBm λs : nm Pout : 4.84 dBm

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 dellERBIO; ingombro dellamplificatore 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 lASE, permettendo allEDFA di mantenere costante la potenza del segnale di uscita.


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