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EDFA掺铒光纤放大器优点及应用

掺铒光纤放大器的优点

      EDFA的主要优点有
       1) EDFA工作波长1500nm恰好落在光纤通信的最佳波长区。
       2) 因为EDFA的主体是一段光纤,它与线路光纤的耦合损耗很小, 甚至可达到0.1dB。
       3) 噪声指数低,一般为4~7dB。
       4) 增益高,为20~40dB;饱和输出功率大,为8~15dBm。
       5) 频带宽,在1550nm窗口有20~40nm带宽,可进行多信道传输, 便于扩大传输容量,从而节省成本费用。
       6) 与半导体光放大器不同,光纤放大器的增益特性与光纤极化状态无关,放大特性与光信号的传输方向也无关,在光纤放大器内无隔离器时,可以实现双向放大。
       7) 所需泵浦功率较低(数十毫瓦),泵浦效率却相当高,用980nm光源泵浦时,增益效率为10dB/mW,用1480nm光源泵浦时为5.1dB/mW;泵浦功率转换为输出信号功率的效率为92.6%,吸收效率为88%。
       8) 放大器中只有低速电子元件和几个无源器件,结构简单、可靠性高、体积小。
       9) 对不同传输速率的数字制式具有完全的透明度,即与准同步数字制式(PDH)和同步数字制式(SDH)的各种速率兼容,也不受LD 直接调制或外调制的影响。
       10) EDFA需要的工作电流比光-电-光再生器的小,因此可大大减小远供电流,从而可降低对海缆的电阻和绝缘性能的要求。
       11) EDFA的增益压缩特性,使它具有增益自调整能力,在放大器级联使用中可自动补偿线路上损耗的增加,使系统经久耐用。

 EDFA的应用

       在光纤通信系统的设计中,光放大器有四种用途,如图8.1.8所示。在长距离通信系统中,光放大器的一个重要应用就是取代电中继器。只要系统性能没被色散效应和自发辐射噪声所限制,这种取代就是可行 的。在多信道光波系统中,使用光放大器特别具有吸引力,因为光-电- 光中继器要求在每个信道上使用各自的接收机和发射机,对复用信道进行解复用,这是一个相当昂贵、麻烦的转换过程。而光放大器可以同时放大所有的信道,可省去信道解复用过程。用光放大器取代光-电-光中继器的放大器就称为在线放大器。
光放大器在光纤通信系统中的应用
图8.1.8 光放大器在光纤通信系统中的应用
a)在线放大器 b)光发射机功率增强器 c)接收机前置放大器 d)在局域网中用于补偿分配损耗
       光放大器的另一种应用是把它插在光发射机之后,来增强光发射机功率。称这样的放大器为功率放大器或功率增强器。使用功率放大器可使传输距离增加10~100km,其长短与放大器的增益和光纤损耗有关。为了提高接收机的灵敏度,也可以在接收机之前,插入一个光放大器, 对微弱光信号进行预放大,这样的放大器称为前置放大器,它也可以用来增加传输距离。光放大器的另一种应用是用来补偿局域网(LAN) 的分配损耗,分配损耗常常限制网络的节点数,特别是在总线拓扑结构的情况下。
       另外,EDFA可在多信道系统中应用,因为EDFA的带宽与半导体光放大器(SOA)的带宽都很宽(1~5THz),使用光放大器可同时放大多个信道,只要多信道复合信号带宽比放大器带宽小就行。