Seção: Tutoriais Redes Opticas

Amplificadores Puramente Ópticos são aqueles que amplificam exclusivamente as Radiações Luminosas, na forma de Fótons.

Os Amplificadores Puramente Ópticos ou, simplesmente Amplificadores Ópticos, conhecidos como: AO ´s (do Inglês: O ptical A mplifiers ), são considerados um dos pontos mais importantes de um Sistema de Telecomunicações Ópticas.

Sua finalidade básica é a de promover a amplificação óptica dos sinais entrantes, de forma transparente, independente do tipo de modulação ou protocolo utilizado.

Portanto com o uso de AO´s, um sinal óptico poderá ser transmitido á distâncias muito maiores, sem necessidade de Regeneradores.

Lembramos que os Regeneradores são equipamentos que convertem primeiramente as Radiações Luminosas em Energia Elétrica, na forma de Elétrons, promovem a amplificação elétrica e, a re-converte novamente em Radiações Luminosas, fazendo desta forma uma conversão indesejável O - E - O.

No caso de Enlaces Ópticos que se utilizam Sistemas C/D/DWM, esta amplificação deve ser a mais uniforme possível, em todos os canais em que o Sistema opera.

Os Amplificadores Ópticos são largamente usados em Sistemas de Comunicações Ópticas, exercendo funções de Amplificador de Potencia (conhecido como Booster ), usado logo após o Multiplexador, Amplificador de Linha, colocado no meio de um enlace e, também como Pré-Amplificador, logo antes do Demultiplexador.

As Figuras 22, 23 e 24, nos mostram a aplicação de cada tipo de Amplificador Óptico.

Parâmetros dos Amplificadores Ópticos

Os Parâmetros que normalmente definem um Amplificador Óptico, são os seguintes:

• Faixa de Operação [ nm ]
• Faixa de Variação de Potencia de Entrada [ dBm ]
• Faixa de Variação de Ganho [ dB ]
• Figura de Ruído [ dB ]
• Potência de Saída [ dBm ]
• Eficiência da Conversão de Potência [ % ]
• PDG ( P olarization D ependent G ain ) [ dB ]
• PMD ( P olarization M ode D ispersion ) [ ps ]

Principais Tipos de Amplificadores Ópticos

Vamos para fins didáticos, dividir os Amplificadores Puramente Ópticos, em duas Categorias:

1. Amplificadores Ópticos baseados em Fibras Ópticas, geralmente denominados de OFA ´s (do Inglês: O ptical F ibre A mplifiers ).

2. Amplificadores Ópticos baseados em Guias de Onda Ópticas, normalmente chamados de OWGA ´s (do Inglês: O ptical W ave G uide A mplifiers ).

Assim sendo, podemos subdividir Amplificadores Ópticos baseados em Fibras Ópticas, (OFA´s) da maneira abaixo:

1.1. EDFA (do Inglês: E rbium D oped F ibre A mplifier )

1.2. EYDFA ( do Inglês: E rbium Y tterbium D oped F ibre A mplifier )

1.3. PDFFA (do Inglês: P raseodymium D oped F luoride F ibre A mplifier )

1.4. TDFFA (do Inglês: T hulium D oped F luorid F ibre A mplifier )

1.5. RA (do Inglês: R aman A mplifier )

1.6 Híbridos

Os Amplificadores Ópticos baseados em Guias de Onda Ópticas ( OWGA ´s), podem ser subdivididos da seguinte forma:

2.1. EDWA (do Inglês: E rbium D oped W aveguide A mplifier )

2.2. SOA (do Inglês: S emiconductor O ptical A mplifier )

•  LOA (do Inglês: L inear O ptical A mplifier )

•  TIA (do Inglês: T ransimpedance I ntegrated A mplifier )

Compressão de Ganho

Independentemente do tipo do Amplificador Óptico utilizado, utiliza uma técnica chamada de Compressão de Ganho.

Esta técnica reserva uma parte do ganho do Amplificador Óptico para compensar problemas Sistêmicos e, também existentes no amplificador em si.

As compensações sistêmicas são as advindas da degeneração das condições iniciais de projeto, devido á:

• Aumento da atenuação do enlace, devido á Degradação das Fibras Ópticas.
• Perda de sensibilidade pelo Receptor Óptico, geralmente por envelhecimento.
• Aumento da atenuação do enlace, pela introdução de emendas por fusão, devido á rupturas acidentais, no Cabo de Fibras Ópticas.
• Aumento da atenuação dos ´´ Jumpers `` (cabos óticos usados na interligação dos equipamentos ópticos) devido, via de regra, a realocação de equipamentos nas estações terminais e de passagem.
• Aumento da atenuação nos conectores Ópticos, principalmente quando sujeitos a um número elevado de manobras.

Como já dissemos, os Amplificadores Ópticos operam em uma determinada Faixa de Passagem (também chamada de Banda Passante) e, apresentam Variação de seu Ganho, em função do Comprimento de Onda e da Potência do Sinal de Entrada.

Dessa forma, a amplificação de determinados Comprimentos de Ondas está limitada a Faixa Passagem do Amplificador Óptico e, a Variação de Ganho em Função da Potência do Sinal de Entrada.

Quando um sinal de pequena intensidade é aplicado na entrada de um Amplificador Óptico inicia-se um processo de amplificação, proporcionando um alto ganho. Com o aumento do Sinal de Entrada, o ganho do amplificador diminui, e desta forma, a potência do sinal na saída, diminui na mesma proporção.

Esse comportamento ocorre até um ponto onde um aumento da Potência do Sinal de Entrada implica em uma queda da Potência do Sinal de Saída.

Este valor da Potência do Sinal de Entrada define a condição de Saturação do Amplificador, isto é, para Sinais de Entrada com intensidade superior ao ponto de saturação, não haverá uma amplificação significativa.

A esta faixa de onde o ganho está saturado, denomina-se Compressão de Ganho.

Alguns Fabricantes utilizam em seus equipamentos um ganho menor que o máximo ganho possível, logo abaixo da Compressão de Ganho , com a finalidade de poder garantir a operação do Amplificador Óptico, mesmo com uma diminuição indesejável da Potência do Sinal de Entrada.

Isto é feito para compensar algumas das degenerações das condições iniciais de projeto que já descritas anteriormente e, o valor adotado para esta Compressão é, de 3db.

Síntese

Abaixo mostramos de forma sintética, todos os tipos, existentes até hoje, de Amplificadores Ópticos, aqui abordados:

Nas próximas edições da TELECO, iremos discorrer, de forma bem detalhada, cada um destes tipos de Amplificadores Ópticos.