Dynamic gain equalization for EDFAs applied in reconfigurable optical networks

Resumo: As variações de potência de entrada em amplificadores a fibra dopada com érbio induzem alterações em seu perfil de ganho já dependente do comprimento de onda do sinal de entrada. Assim, em redes de multiplexação por divisão em comprimento de onda (WDM - wavelength division multiplexing) reconfiguráveis, a não uniformidade do perfil de ganho pode prejudicar a recepção do sinal tanto por falta quanto por excesso de potência. Neste contexto, este trabalho apresenta uma proposta de equalizador dinâmico para o amplificador a fibra dopada com érbio (EDFA - erbium doped fiber amplifier) com controle automático de ganho que é utilizado em redes ópticas reconfiguráveis. O projeto deste dispositivo baseou-se numa cascata de cinco filtros opto-cerâmicos senoidais que, de acordo com o perfil de ganho de operação do amplificador, adaptava-se para compensar a falta de equalização entre canais. Devido à alta sensibilidade da resposta espectral de filtros opto-cerâmicos com a temperatura, houve a necessidade de se desenvolver também um modelo para a função de transferência dos filtros onde o efeito da temperatura estivesse diretamente incluído em seus algoritmos de controle. Após a introdução deste sistema dinâmico de equalização na saída do EDFA, observou-se, experimentalmente, uma significativa equalização entre canais, melhor que 1 dB, para uma ampla faixa de temperatura de operação do dispositivo e variações extremas na potência de entrada do EDFAAbstract: Input optical power and gain variations at erbium doped fiber amplifiers induce fluctuations in its gain profile, which already presents a severe wavelength-dependence. In reconfigurable WDM networks this feature can compromise received signal performance due to lack or excess of optical power. Thus, this work suggests a new dynamic gain equalizer approach intended for EDFAs with electronic gain control in reconfigurable optical networks. The device is based on five opto-ceramic sinusoidal filters that dynamically adapt themselves to compensate power channel imbalances caused by EDFAs due to network resetting. Since opto-ceramic filters are extremely temperature sensitive, it was necessary to develop a transfer function model for filter control that directly included this temperature dependence. After placing the dynamic equalizer at an EDFA output, it was experimentally observed significant reduction of the power imbalance, better than 1 dB, for a wide temperature range and extreme EDFA input power oscillatio