光纤通信 光放大器与WDM技术.pdf

光纤通信第四、五章 光放大器与WDM技术 徐兰青 lanqingxu@fjnu.edu.cn 光纤通信最具代表性技术 －波分复用WDM和光纤放大器EDFA 4.4 光放大器 1 光放大器概述 2 掺铒光纤放大器EDFA 3 光纤拉曼放大器FRA 4 其他光放大器 1. 光放大器概述  光放大器的出现，可视为光纤通信发展史上的重 要里程碑。  光放大器出现之前，光纤通信的中继器采用光－ 电－光(O-E-O)变换方式。  装置复杂、耗能多、不能同时放大多个波长信道，在 WDM系统中复杂性和成本倍增，可实现1R、2R 、3R 中继  光放大器（O-O）  多波长放大、低成本，只能实现1R中继 光放大器的原理  光放大器的功能：提供光信号增益，以补偿光 信号在通路中的传输衰减，增大系统的无中继 传输距离。  在泵浦能量（电或光）的作用下，实现粒子数 反转（非线性光纤放大器除外），然后通过受 激辐射实现对入射光的放大。  光放大器是基于受激辐射或受激散射原理实现 入射光信号放大的一种器件。其机制与激光器 完全相同。实际上，光放大器在结构上是一个 没有反馈或反馈较小的激光器。 光放大器的类型  利用稀土掺杂的光纤放大器（EDFA、 PDFA）  利用半导体制作的半导体光放大器（SOA）  利用光纤非线性效应制作的非线性光纤放大 器（FRA、FBA） 几种光放大器的比较 放大器 原理 激励 工作长 噪声 与光 与光 稳 类型 方式 度 特性 纤耦 偏振 定 合 关系 性 掺稀土光 粒子数反 光 数米到 好 容易 无 好 纤放大器 转 数十米 半导体光 粒子数反 电 100m 差 很难 大 差 放大器 转 ~1mm 光纤(喇 光学非线 光 数千米 好 容易 大 好 曼)放大 性(喇曼) 器 效应 光放大器的应用 线路放大(In-line) ：周 期性补偿各段光纤损耗 功率放大(Boost) ：增加 入纤功率,延长传输距离 前置预放大(Pre-Amplify): 提高接收灵敏度 局域网的功率放大器：补偿 分配损耗，增大网络节点数 光放大器的应用 高增益 低噪声 大功率 增益平坦 要求 要求 要求 要求 单信道线路 L M M L 放大器 功率放大器 L L H H 前置放大器 H H