西安邮电大学电子工程学院光纤传输技术课件第四章 有源器件技术.pptVIP

EDFA的增益谱 有效放大的光信号的频谱范围。ndB谱宽为增益Gsmax-ndB对应的两个光波长之差Dl或(Dn)。 商用EDFA的Dl为2~40nm， 噪声指数 光放大器的噪声指数NF定义为输入信噪比(S/N)in和输出信噪比(S/N)out的商的分贝数 EDFA的NF较小，已接近量子极限3dB 光放大器的增益G、饱和输出功率Psat以及噪声指数NF还与泵浦情况有关，泵浦强度增大，它们也增大，泵浦强度减小，它们也减小; 还和EDF的长度有关 光放大器的应用 EDFA作为线路中继器 EDFA作为接收机前置放大器 EDFA作为光发射机的后置放大 EDFA作为光无源器件的补偿放大器 EDFA的特点 可用做数字和模拟系统的中继器 可传输不同的码速，在系统增容时，EDFA线路设备可不必改变 增益频谱宽，可同时放大多信道中的光信号，适用于波分复用通信 （波长透明、速率透明和调制方式透明） 结构紧凑，可靠性高，价格低廉 EDFA的噪声 自发辐射噪声ASE Amplified Spontaneous Emission ASE光源 一种高稳定、高功率输出的宽带光源。广泛应用于光纤耦合器、隔离器、环形器、光纤光栅、DWDM薄膜滤波器、CWDM薄膜滤波器、AWG等光无源器件的生产与测试。 根据光谱覆盖范围可分为C和C+L波段两种。 特点：宽光谱输出，覆盖C波段或C+L波段；高输出功率；超高稳定性? 应用：光纤光栅、DWDM滤波器、AWG、光纤耦合器和其它光纤无源器件产品的生产与测试；光纤传感、光纤陀螺等需要超稳定性光源的场合 用于WDM的光纤放大器 WDM系统中使用的光纤放大器应具有: 低噪声系数 高输出功率 足够的带宽 平坦的增益 动态特性：不同波长信道的增益随输入信号光功率变化而产生的动态变化 用于WDM的光纤放大器的改进 选用EDFA的平坦区域 采用增益均衡和增益斜率补偿技术：连接一段掺钐光纤 利用光滤波器抑制EDFA增益不平坦：采用与增益谱相反的滤波谱特性的光滤波器来抑制增益不平坦 采用掺铝EDFA 采用掺铒氟化物玻璃光纤 掺铒光纤放大器的监控技术 监控系统必须具备监测和控制两大功能。 监测主要完成与系统性能有关的参量，包括输入输出信号光功率，泵浦电流、EDFA环境温度等的测量 控制功能主要是完成备用器件的切换（如：备用EDFA模块的切换及其他备用电设备的切换等）。 告警项目 分严重故障告警、一般故障告警和告警显示： 无输入信号（严重故障告警）； 无输出信号（严重故障告警）； EDFA输出功率超出规定范围（一般故障）； 温度超出范围或失去控制---泵浦激光器故障（严重故障告警） 泵浦激光器电流超出规定范围（一般故障）； 告警处理单元的微处理器故障（一般故障）； 光保护的插入/清除（告警显示）； 通过监控信道传输FERF（告警显示）； 基于泵浦源调制的监控技术 EDFA增益调制法：（低速时）利用监控信号对泵浦光进行调制，通过调制光放大器的增益将监控信号叠加在主信号上传输至接收端 泵浦源调制+WDM法：（高速时）利用100kHz以上的调制光放大器的增益不敏感性，即泵浦光的调制对主信号传输不产生明显影响的特点，在泵浦源调制后。利用WDM技术使加有小信号调制的泵浦光和信号光同时在光纤中传输。 光纤拉曼放大器 受激拉曼散射（SRS）是光纤中的一种非线性现象，它将一小部分入射光功率转移到频率比其低的斯托克斯波上；如果一个弱信号与一强泵浦光波同时在光纤中传输，并使弱信号波长置于泵浦光的拉曼增益带宽内，弱信号光即可以得到放大，这种基于受激拉曼散射机制的光放大器即称为光纤拉曼放大器（FRA）。 增益谱 RA的结构 光纤拉曼放大器的优点 增益介质为普通传输光纤，与光纤系统具有良好的兼容性； 增益波长由泵浦光波长决定，不受其它因素的限制，理论上只要泵浦源的波长适当，就可以放大任意波长的信号光； 增益高、串扰小、噪声指数低、频谱范围宽、温度稳定性好。 可放大EDFA不能放大的波段，可在1292~ 1660nm范围内进行光放大，获得比EDFA宽得多的增益带宽；是EDFA的补充，而不是代替，两者结合起来可获得大于100nm增益平坦宽带 缺点 需要特大功率的泵浦激光器：几百mW到几十W 对信号的偏振态有要求 光纤放大器的发展方向 EDFA从C-Band向L-Band发展； 宽频谱、大功率的光纤拉曼放大器； 将局部平坦的EDFA与光纤拉曼放大器进行串联使用，获得超宽带的平坦增益放大器； 研发具有动态增益平坦技术的光纤放大器； 小型化、集成化光纤放大器。 光纤传输技术 2012/2013学年第二学期 Fiber-Optic Communication Technology 第四章