光纤通信第四章幻灯片.pptVIP

可用性 可用性指在一个观察期内的可用时间所占的百分比，也称为可用性比率（AR） 不可用性指在一个观察期内的不可用时间所占的百分比，也称为不可用性比率（UR） 不可用时间的持续时间必须大于10s； 较短时间的性能恶化用“误块秒”或“严重误块秒”来度量，而不作为可用性性能的一部分。 AR?+?UR?=?1 四、掺铒光纤放大器结构 滤波器 泵浦波长为1480nm、980nm 信号波长为1550nm 应用最多 泵浦光在光纤中的路线 信号光在光纤中的放大过程 同向泵浦： 易于实现 易饱和 噪声大 四、掺铒光纤放大器结构（三种） 反向泵浦： 不易饱和 噪声低 四、掺铒光纤放大器结构（三种） 四、掺铒光纤放大器结构（三种） 双向泵浦： 不易饱和 增益大 五、EDFA的基本性能 增益特性 输出功率特性 噪声特性 增益特性 定义：光放大器输出功率与输入功率之比 EDFA的增益一般为15dB～40dB 增益特性 信号增益与泵浦光功率、掺铒光纤长度的关系如下。 输出功率 双向 反向 同向 输入功率 泵浦阈值功率Pth 噪声特性 EDFA的噪声主要有四种： ①信号光的散粒噪声 ②被放大的自发辐射光ASE的散粒噪声 ③自发辐射ASE光谱与信号光之间的差拍噪声 ④自发辐射ASE光谱间的差拍噪声。 六、掺铒光纤放大器应用 EDFA的应用 EDFA的基本应用形式 线路放大 功率放大 前置放大 （a）在线放大器； （b）前置放大器； （c）功率放大器； （d）局域网信号功率放大器 EDFA在DWDM系统中的应用 4.4 光纤放大器及其在光纤通信系统中的应用 4.4.2 喇曼光纤放大器 4.4 光纤放大器及其在光纤通信系统中的应用 喇曼光纤放大器（RFA）是被誉为光纤通信发展里程碑的EDFA之后又一引人注目的光放大器。 这种放大器可以提供整个光纤波长波段的放大，通过适当改变泵浦激光光波波长可达到在任意波段进行光放大的宽带放大器，甚至可以在1270nm～1670nm整个光纤波段内提供光放大。 * 根据不同的要求， 可将再生器分为三种类型: 只有放大和均衡功能的1R再生器， 用于模拟信号的传输; 2R再生器， 即在1R的基础上加上数字信号处理(如整形(Reshaping))的再生器； 3R再生器， 即在2R的基础上再增加重新定时与判决功能（Retiming）的再生器。 它们的功能如图所示。 尽管这种方式对于单个波长且数据速率不太高的通信很适用， 但对于高速率的多个波长系统显然是相当复杂的， 每一波长就需一个再生器， 如有N个波长就需要N个这样的再生器， 造价是相当高的。 另一方面， 对于很高的数据速率， 电放大器的实现难度很大。 因此， 人们试图对光信号直接放大， 如果这种放大的带宽较宽， 则可以同时对多个波长进行放大， 因而只需一个放大器即可。 人们经过很大的努力， 终于研制成功了全光放大器， 它可同时对多个波长进行放大。 光放大器从功能上来看属于1R再生器。 * 设备吸收了外部泵浦光源提供的能量，在激活介质中，泵浦为电子提供能量，使其达到较高能级，产生粒子数反转。输入信号光子会通过受激辐射过程触发这些已经激活的电子，使其跃迁到较低的能级，从而产生一个放大的信号。 因为它们工作在1300nm和1550nm的低损耗窗口，能够很容易地与其他光设备和电路（如耦合器、光隔离器及接收电路）集成在同一基片上；与DFA相比，SOA功耗低，组成器件少，结构紧凑。AOS具有1ps到0.1ns量级的快速增益响应。 光放大器有半导体光放大器和光纤放大器两种类型。半导体光放大器的优点是小型化，容易与其他半导体器件集成； 缺点是性能与光偏振方向有关，器件与光纤的耦合损耗大。光纤放大器的性能与光偏振方向无关，器件与光纤的耦合损耗很小， 因而得到广泛应用。 * 光纤放大器实际上是把工作物质制作成光纤形状的固体激光器，所以也称为光纤激光器。 非线性光纤放大器可达40db的增益，用在集中放大， * 铒(Er)是一种稀土元素， 在制造光纤过程中， 设法向其掺入一定量的三价铒离子， 便形成了掺铒光纤（EDF）。 除了所掺的铒以外， 这种光纤的构造与通信中单模光纤的构造一样， 如图所示。 铒离子位于EDF的纤芯中央地带， 将铒离子放在这里有利于其最大地吸收泵浦和信号能量， 从而产生好的放大效果。 * 铒(Er)是一种稀土元素， 在制造光纤过程中， 设法向其掺入一定量的三价铒离子， 便形成了掺铒光纤（EDF）。 除了所掺的铒以外， 这种光纤的构造与通信中单模光纤的构造一样， 如图所示。 铒离子位于EDF的纤芯中央地带， 将铒离子放在这里有利于