光纖放大器/EDFA,光纖放大器/EDFA的原理和分類

?光放大器級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)，ASE噪聲、光纖色散及非線性效應(yīng)的影響會(huì)累積。

這些問題在應(yīng)用及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須考慮。

光放大器在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

在光纖通信系統(tǒng)中，光放大器既可作為發(fā)送機(jī)的功率提升放大器以提高發(fā)送功率，也可作為接收機(jī)的前置放大器以提高接收靈敏皮，亦可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光—電—光中繼器，延長(zhǎng)傳輸距離，實(shí)現(xiàn)全光通信。

在光纖通信系統(tǒng)中，限制傳輸距離的主要因素是光纖的損耗和色散。采用窄譜線光源，或工作在零色散波長(zhǎng)附近，光纖色散的影響就較小。這種系統(tǒng)不需要在每個(gè)中繼站進(jìn)行完全的信號(hào)定時(shí)再生(3R中繼)，只要用光放大器把光信號(hào)直接放大就足夠了(1R中繼)。光放大器不但可用于長(zhǎng)途干線系統(tǒng)中，也可用于光纖分配網(wǎng)，尤其是在WDM系統(tǒng)中，進(jìn)行多信道的同時(shí)放大。

1)光放大器在干線光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

圖2為光放大器在干線光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用示意。圖中(a)為用光放大器作為發(fā)送機(jī)功率提升放大器和接收機(jī)前置放大器，使無中繼距離成倍延長(zhǎng)。例如，采用EDFA，1.8Gb/s的系統(tǒng)傳輸距離從120km增大到250km甚至達(dá)到400km。圖2 (b)-(d)為多中繼系統(tǒng)中光放大器的應(yīng)用；圖(b)為傳統(tǒng)的3R中繼方式；圖(c)為3R中繼器與光放大器混合中繼方式；圖(d)為全光中繼方式；在全光通信系統(tǒng)中，不包含定時(shí)和再生電路，因此是比特穿透式的，沒有“電子瓶須”的限制，只要更換兩端的發(fā)送接收設(shè)備，就很容易從低速率提升到高速率，光放大器不必更換。

2)光放大器在光纖分配網(wǎng)中的應(yīng)用

光放大器(尤其是EDFA)的高功率輸出優(yōu)勢(shì)，在寬帶分配網(wǎng)(如CATV網(wǎng))中非常有用。傳統(tǒng)的CATV網(wǎng)采用同軸電纜、每隔幾百米就要放大，網(wǎng)的服務(wù)半徑約7km。采用光放大器的光纖CATV網(wǎng)，不但可大大增加分配用戶數(shù)，網(wǎng)徑亦可大大擴(kuò)大。最近發(fā)展表明，光纖／同抽電纜混合式(HFC)的分配悶取兩者的長(zhǎng)處，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

圖3為AM-VSB調(diào)制35路TV的光纖分配網(wǎng)例子。發(fā)送機(jī)光源為DFB-LD，波長(zhǎng)1550nm，輸出功率3.3dBm。采用4級(jí)EDFA作為功率分配放大器，其輸入功率為-6dBm左右，輸出功率約13dBm。光接收機(jī)靈敏度-9.2dBm。經(jīng)過4級(jí)分配，總的用戶數(shù)達(dá)420萬戶，網(wǎng)徑大于數(shù)十公里。測(cè)試的加權(quán)信噪比大于45dB，且EDFA沒有引起CSO的降低。