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掺铒光纤放大器(EDFA)

[来源:sky]  [日期:2015-05-15]  [点击数:941] 
掺铒光纤放大器(EDFA)是目前光放大器市场的主流品种,在WDM系统、接入网和有线电视领域得到广泛应用,在CATV系统中通常作为功率放大器以提高发射机的功率,使发射机覆盖的用户数大大增加,也可作为光纤线路的中继放大器,以补偿光分路器及线路损耗,使传输距离大大增加。光纤放大器与其他放大器比较,具有输出功率大、增益高、 工作带宽宽、与偏振无关、噪声指数低、放大特性与系统比特率、数据格式无关等特点,它已成为新一代光通信系统的关键器件之一。

掺铒光纤放大器(EDFA )作为新一代光通信系统的关键部件,具有增益高、输出功率大、工作光学带宽较宽、和偏振无关、噪声指数较低、放大特性和系统比特率和数据码型无关等优点。它是大容量WDM 系统中必不可少的关键部件。


光纤放大器是光纤通信系统中广泛应用的一种重要设备。光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件,在使用光纤的通信系统中,不需将光信号转换为电信号,直接对光信号进行放大的一种技术。


光纤放大器不但可对光信号进行直接放大,同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能,是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件;由于这项技术不仅解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制,更重要的是它开创了1550nm频段的波分复用,从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、全光传输、光孤子传输等成为现实,是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。在目前实用化的光纤放大器中主要有掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)和光纤拉曼放大器(FRA)等,其中掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、接入网、光纤CATV网、军用系统(雷达多路数据复接、数据传输、制导等)等领域,作为功率放大器、中继放大器和前置放大器。


前置放大器(Pre-Amplifier),处于分波器之前,线路放大器之后,用于信号放大,提高接收机的灵敏度(在光信噪比(OSNR)满足要求情况下,较大的输入功率可以压制接收机本身的噪声,提高接收灵敏度),要求噪声指数很小,对输出功率没有太大的要求。


功率放大器(booster-Amplifier),处于合波器之后,用于对合波以后的多个波长信号进行功率提升,然后再进行传输,由于合波后的信号功率一般都比较大,所以,对一功率放大器的噪声指数、增益要求并不是很高,但要求放大后,有比较大的输出功率。


线路放大器(Line-Amplifier),处于功率放大器之后,用于周期性地补偿线路传输损耗,一般要求比较小的噪声指数,较大的输出光功率。


光纤放大器(CATV)是专门对CATV射频信号而设计,核心器件采用高可靠性的Pump激光器,采用独特的APC(自动功率控制)和ATC(自动温度控制)电路,输出功率稳定、可靠性好;采用高稳定和高精度的MPU(微处理器)系统使调节、显示方便、可靠、智能。


掺镨光纤放大器(PDFA)工作在1.31μm波段,已敷设的光纤90%都工作在这一窗口。PDFA对现有光通信线路的升级和扩容有重要的意义。目前已经研制出低噪声、高增益的PDFA,但是它的泵浦效率不高,工作性能不稳定,增益对温度敏感,离实用还有一段距离。


在WDM系统中的应用


掺铒光纤放大器(EDFA)是目前光放大器市场的主流品种,在WDM系统、接入网和有线电视领域得到广泛应用,在CATV系统中通常作为功率放大器以提高发射机的功率,使发射机覆盖的用户数大大增加,也可作为光纤线路的中继放大器,以补偿光分路器及线路损耗,使传输距离大大增加。光纤放大器与其他放大器比较,具有输出功率大、增益高、 工作带宽宽、与偏振无关、噪声指数低、放大特性与系统比特率、数据格式无关等特点,它已成为新一代光通信系统的关键器件之一。


掺铒光纤放大器EDFA在WDM系统中可以作为前置放大器、线路放大器和功率放大器。 EDFA作前置放大器时,放在光接收机之前,以提高光接收机的灵敏度,一般工作于小信号或线性状态,信号输入功率约一40dBm。要求EDFA的增益足够高,噪声系数则越小越好。 EDFA用作线路放大器时,可以直接插入到光纤传输链路中作为光中继放大器,省去了电中继器的光/电/光转换过程,直接放大光信号,以补偿传输线路损耗,延长中继距离。一般工作在近饱和区,信号输入功率约一20dBm。要求EDFA同时具有较高的增益和输出光功率,还应有对其工作状态的实时监控。 EDFA作为功率放大器时,装在光发送机之后,对光源发出的光信号进行放大,以补偿无源光器件的损耗和提高发送光功率。通常工作于深饱和区,要求EDFA在保持适中的增益和噪声系数下,能提供尽可能高的输出光功率,必要时可用双泵浦。


光纤放大器在用户接入网中也占有重要地位。在光纤用户网中,虽然用户系统的距离较短,但是用户网的分子太多,光线干线中的光信号功率要进行众多的分配,甚至是多级进行分配。这样一来被分配到每个分支获得光信号就相当的弱,不能保证用户的终端设备的接收质量。为此,需要将光信号进行放大,这就需要光纤放大器。将光纤放大器置于光发射机后端,以提高入纤的光功率,使整个线路系统的光功率得到提高,以满足各级需要,这就要用到光纤功率放大器。


在用户网中,当用户系统距离过长时需要使用线路放大器;为了提高各支路的光功率分配数量,也要使用这类掺铒光纤放大器。


纤亿通光纤放大器系列:


掺铒光纤放大器

CATV光纤放大器



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