光传输网络技术——SDH与DWDM 实现DWDM通信的关键技术.ppt

图10-17EDFA的工作原理图（4）典型的EDFA产品介绍图10-18典型的EDFA组成图 4．EDFA的噪声和性能指标（1）放大器的噪声 放大器本身产生的噪声使信号的信噪比下降，造成对传输距离的限制，因而是放大器的一项重要指标。 光纤放大器的噪声主要来自它的自发辐射。（2）EDFA的性能指标 ①净增益或增益 净增益或增益G是指输出信号光功率Pout与输入信号光功率Pin之比，一般以分贝（dB）来表示。 G=Pout/Pin G=10lg(Pout/Pin)dB 净增益或增益反映信号光经过光纤放大器后得到了多大加强。 对于掺铒光纤放大器其增益一般为30～40?dB，有的甚至可高达54?dB。 ②增益系数 增益系数是指从泵浦光源输入1?mW泵浦光功率通过光纤放大器所能获得的增益，其单位为dB/mW。 例如，用输出光功率150?mW，波长为980?nm的半导体激光二极管去泵浦铒光纤放大器，可获得35?dB的增益，其增益系数为7/30?dB/mW。 增益和增益系数的区别在于：增益主要是针对输入信号光而言的，而增益系数主要是针对输入泵浦光而言的。图10-19EDFA增益与泵浦光功率关系 ③饱和输出功率 饱和输出功率是指光纤放大器的增益降低到它的最大增益一半时的输出功率。 一般来说，随着输入信号光功率的增加，光纤放大器的输出光功率也将随之增加，如图10-20所示。图10-20EDFA输出光与输入光关系 但放大器的输出光功率不可能无限制地增加，当光纤放大器的输出功率变得和泵浦光功率可以相比较时，光纤放大器的输出就将变得饱和，增益将随之降低或压缩。 换句话说，输入信号光功率的增加和输出光功率的增加两者之间不一定是线性关系。 当增益降低到最大值的一半时，其输出功率即为饱和输出功率。 如果以分贝为单位，其饱和输出功率即为在光纤放大器的增益曲线上从它的最大值降低３dB时的输出功率，如图10-21所示。图10-21EDFA增益与输出光功率关系 5．DWDM系统对EDFA的要求（1）增益平坦的EDFA（2）EDFA的增益动态调节和锁定技术（3）EDFA的光浪涌（4）EDFA的级联（5）使用EDFA的安全措施 6．EDFA的应用10.4光纤光缆技术

DWDM系统信号在光纤中要能有效长距离传输，不仅要考虑光纤传输特性损耗和色散对光信号的影响，还要考虑光纤的非线性效应对光信号的影响。 10.4.1光纤的非线性效应 1．光纤的非线性效应概述 从本质上讲，所有的介质都是非线性的，只是有些介质的非线性效应很小，一般情况下难以表现出来。 光纤也是如此，在常规光纤系统中，由于传输码速不高，功率不大，光纤一般呈线性传输特性。 然而，在高码速、大光功率传输时，光纤开始呈现非线性传输特性。 由于DWDM系统多个光波道通路的增加以及光纤放大器的使用，使得光纤产生非线性效应，并已成为最终限制系统性能（高码速、长距离传输）的因素。 光纤非线性效应，一方面可以引起传输信号的附加损耗、信道之间的串话、信号频率的移动等；另一方面，可以利用它开发出新型的光学器件，如激光器、放大器、调制器等；再者利用非线性效应可以克服色散的影响，实现高码速、长距离传输。 例如，光弧子通信就是利用非线性与色散效应对光脉冲的影响效果相反，使光脉冲宽度在传输过程中保持不变，实现超窄光脉冲通信。 （光脉冲宽度只有６fs，1fs=10?15?s，称为飞秒）。2．光开关图10-14光半导体放大器作为光开关原理图10.3光放大器技术

在光纤通信中，总是希望能将光信号不失真地传送得越远越好。 然而，由于光纤传输损耗等各种因素影响，使得光信号的幅度在传输过程中会变得越来越小，从而限制了光纤通信系统的传送距离。 20世纪80年代末光纤放大器的出现，使光信号的中继放大问题得到有效解决。 可以说，光纤放大器的出现预示着光纤通信将进入一个新纪元。 因为利用光纤放大器可以大大提高发射端入纤光功率，实现光/光中继放大，可以提高接收端的接收灵敏度。 正是光纤放大器的商用化，促使了DWDM光纤通信系统的迅速成熟和发展。 10.3.1光放大器应用与分类 1．传统光/电/光中继器的不足 为了延长通信距离，在光纤通信系统中需加再生中继器，实现对衰减的光信号进行放大、再生、整形。而采用光/电/光中继器存在以下一些不足。（1）需要大量的光发送和光接收设备，实现光/电、电/光转换，使设备很复杂。（2）采用光/电/光中继器的无中继通信距离不能过长，否则由于信号的过度衰减，中继器无法实现信号的再生。这种中继器的通信距离一般在10?km以内。