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Definition

Erbium-Verstärker

Ein Erbium-Verstärker, auch optischer Verstärker oder Erbium-dotierter Glasfaserverstärker oder EDFA genannt, ist ein optischer oder IR-Repeater (Infrarot), der einen modulierten Laserstrahl direkt, ohne optoelektronische und elektronisch-optische Umwandlung, verstärkt. Das Gerät verwendet eine kurze optische Glasfaser, die mit dem Seltenerdelement Erbium dotiert ist. Wenn die signalführenden Laserstrahlen diese Glasfaser durchlaufen, wird von außen Energie zugeführt, meist bei IR-Wellenlängen. Dieses sogenannte Pumpen regt die Atome im Erbium-dotierten Abschnitt der Glasfaser an und erhöht die Intensität der durchtretenden Laserstrahlen. Die aus dem EDFA austretenden Strahlen behalten alle ihre ursprünglichen Modulationseigenschaften, sind aber heller als die Eingangsstrahlen.

In faseroptischen Kommunikationssystemen ergeben sich Probleme aus der Tatsache, dass kein Fasermaterial vollkommen transparent ist. Die von einer Faser übertragenen Strahlen für sichtbares Licht oder Infrarot werden auf ihrem Weg durch das Material abgeschwächt. Dies macht den Einsatz von Repeatern bei Glasfaserstrecken notwendig, die länger als etwa 100 Kilometer sind.

Bei einem herkömmlichen Repeater durchläuft ein moduliertes optisches Signal drei Stufen:

  1. optisch-elektronische Umwandlung
  2. elektronische Signalverstärkung
  3. elektronisch-optische Umwandlung.

Der Begriff optisch umfasst in diesem Zusammenhang sowohl IR- als auch sichtbares Licht. Repeater dieses Typs begrenzen die Bandbreite der Signale, die über lange Strecken von Lichtwellenleitern übertragen werden können. Denn auch wenn ein Laserstrahl mehrere Gigabit pro Sekunde (GBit/s) an Daten übertragen kann, die elektronischen Schaltungen eines herkömmlichen Repeaters können dies nicht.

Neben dem Wegfall komplexer und ineffizienter Umwandlungs- und elektronischer Verstärkungsstufen ermöglicht der EDFA die Übertragung von Signalen, die Wellenlängenmultiplexing (WDM) verwenden. Dies erhöht die realisierbare Bandbreite im Vergleich zu konventionellen Repeatern noch weiter.

Diese Definition wurde zuletzt im Juni 2021 aktualisiert
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