光纖通信放大器-全文預(yù)覽
【正文】 時(shí)必須要考慮幾個(gè)關(guān)鍵的系統(tǒng)因素 ， 如為了抑制多通道干擾 (MPI)， 必須注意到光反射的影響 、 雙向通路之間的隔離 、 串?dāng)_的類型和數(shù)值 、 兩個(gè)方向傳輸?shù)墓β孰娖街岛拖嗷ラg的依賴性 、 光監(jiān)控信道 (OSC)傳輸和自動(dòng)功率關(guān)斷等問(wèn)題 ， 同時(shí)要使用雙向光纖放大器 。反方向通過(guò)另一根光纖傳輸?shù)脑砼c此相同 。 單向 WDM傳輸是指所有光通路同時(shí)在一根光纖上沿同一方向傳送 。 反之 ， 經(jīng)同一傳輸光纖送來(lái)的多波長(zhǎng)信號(hào)分解為各個(gè)波長(zhǎng)分別輸出的器件稱為解復(fù)用器 (也叫分波器 )。 WDM、 DWDM和 OFDM在本質(zhì)上沒有多大區(qū)別 。 如果信道頻率間隔為 10 GHz， 在理想情況下 ， 一根光纖可以容納 3000個(gè)信道 。 圖 中心波長(zhǎng)在 μm和 μm的硅光纖低損耗傳輸窗口 (插圖表示 μm傳輸窗口的多信道復(fù)用 ) 8 0 001 . 02 . 03 . 04 . 01 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 1 8 0 0載 波 頻 率信 道 間 隔1 ~ 1 0 G H z波長(zhǎng) / n m衰減 / (dB 已經(jīng)介紹過(guò)的副載波 CATV系統(tǒng) ， WDM或OFDM系統(tǒng) ， 相干光系統(tǒng)以及光孤子通信系統(tǒng) ， 都應(yīng)用了EDFA， 并大幅度增加了傳輸距離 。 (4) 頻帶寬 ， 在 1550 nm窗口 ， 頻帶寬度為 20～ 40 nm， 可進(jìn)行多信道傳輸 ， 有利于增加傳輸容量 。 飽和輸出光功率大 ， 約為10～ 15 dBm。 圖 摻鉺光纖放大器增益 、 噪聲指數(shù)和輸出光功率與輸 入光功率的關(guān)系曲線 － 1 0 . 0－ 40－ 5 . 00 . 05 . 01 0 . 01 5 . 02 0 . 02 5 . 03 0 . 03 5 . 0－ 35 － 30 － 25 － 20 － 15 － 10 － 5 0IIIII I I噪 聲 指 數(shù) / d B輸 出 光 功 率 / d B m增益 / d B輸 入 光 功 率 / d B m增益 / dB表 EDFA商品的技術(shù)參數(shù) 。 光隔離器的作用是防止光反射 ， 保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作和減小噪聲 ， 對(duì)它的基本要求是插入損耗小 ， 反射損耗大 。 對(duì)泵浦光源的基本要求是大功率和長(zhǎng)壽命 。 當(dāng)泵浦光功率為 60 mW時(shí) ， 吸收效率 ［ (信號(hào)輸入光功率 信號(hào)輸出光功率 )/泵浦光功率 ］ 為 88%。 圖 (a) 硅光纖中鉺離子的能級(jí)圖； (b) EDFA的吸收和增益頻譜 4F9 / 24I9 / 24I1 1 / 24I1 3 / 24I1 5 / 21 . 4 8 ? m泵浦0 . 6 5 ? m0 . 8 0 ? m0 . 9 8 ? m1 . 5 3 ? m123光 信 號(hào)1 . 4 8 1 . 5 0 1 . 5 2 1 . 5 4 1 . 5 602460246810吸收增益波長(zhǎng) / ? m損耗或增益 /( dB 從圖 (a)可以看到 ， 在摻鉺光纖(EDF)中 ， 鉺離子 (Er3+)有三個(gè)能級(jí)： 其中能級(jí) 1代表基態(tài) ， 能量最低；能級(jí) 2是亞穩(wěn)態(tài) ， 處于中間能級(jí)；能級(jí) 3代表激發(fā)態(tài) ， 能量最高 。 鉺離子為激活物質(zhì) ， 稱為摻鉺光纖放大器 （ EDFA） 。光纖放大器的性能與光偏振方向無(wú)關(guān) ， 器件與光纖的耦合損耗很小 ， 因而得到廣泛應(yīng)用 。 半導(dǎo)體光放大器的優(yōu)點(diǎn)是小型化 ， 容易與其他半導(dǎo)體器件集成； 缺點(diǎn)是性能與光偏振方向有關(guān) ， 器件與光纖的耦合損耗大 。 在光通信中普遍使用的
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