【正文】 Lg(Pout/Pin)(dB) 增益與泵浦源功率曲線 Ｐ Ｇ 增益與ＥＤＦ的長度曲線 Ｐ Ｇ 七、主要參數(shù) 粒子數(shù)反轉趨于飽和 放大的光被損耗抵消 要得到最大的增益必須選擇合適的泵浦光功率和摻鉺光纖長度 第 7章 光纖通信新技術 （２）輸出飽和功率和最大輸出功率 輸入功率（ dBm） 0 20 10 0 10 20 輸出功率 (dBm) 當輸出光功率達到一定值時， 增加 輸入信號功率， 輸出光功率不變，這個輸出光功率叫做 輸出飽和光 功率。 第 7章 光纖通信新技術 第六節(jié)、放大器市場分析 EDFA FRA SOA 美國 CIBC worrld market公司對 2022年光放大器市場預測 96億美圓 2億美圓 第 7章 光纖通信新技術 要點 １、光放大器的分類 半導體放大器 光纖放大器 非線性光放大器 ＥＤＦＡ 第 7章 光纖通信新技術 要點 ２、ＥＦＤＡ的結構與分類 泵浦光源 摻鉺光纖 光隔離器 波分復用器 光濾波器 同向泵浦結構ＥＤＦＡ 反向泵浦結構ＥＤＦＡ 雙向泵浦結構ＥＤＦＡ 第 7章 光纖通信新技術 要點 ３、ＥＤＦＡ的工作原理 在泵浦光的照射下，摻鉺光纖處于粒子數(shù)反轉的狀態(tài)，接收到光子后產生受激輻射，實現(xiàn)了對光的放大。 ? 和 ， 。 增益特性穩(wěn)定： EDFA增益對溫度不敏感。減少信道間距。 3）響應時間很短，為瞬態(tài)反應（ fs） 4）增益具有 偏振依賴性 ，當泵浦光與信號光偏振方向平行時增益最大，垂直時增益最小為零。光纖類型（決定增益及其他如 DS、 DC) 4。 改善辦法： 1。仿真研究了 C波段的多泵浦 FRA的泵浦配置規(guī)律。 S39。 y是 STM等級 。 注 2 ：輸入信號使用白噪聲光源。 第 7章 光纖通信新技術 干線信號 解復用器 光開關 復用器 基于解復用器和光開關的O A D M 上路信號 下路信號 干線信號 典型的 OADM結構 第 7章 光纖通信新技術 光環(huán)形器 光環(huán)形器 光纖光柵 干線信號 下路信號 干線信號 上路信號 基于 光纖 光柵和 光 開關的O AD M 第 7章 光纖通信新技術 ? 波長通道網絡 電復用段一個單位的信息（如 SDH信號、 PDH信號、甚至模擬視頻信號）在光網絡中傳送時，需要為它選一條路由并分配波長，稱為建立光通道。這種方法可以大大降低光通道層選路的復雜性。 – 環(huán)網的物理結構 ? 兩纖單向環(huán) 兩纖雙向環(huán) ? 四纖雙向環(huán) – 環(huán)網的邏輯結構 ? 星型結構 網狀連接 ? 多跳網 平衡式連接 第 7章 光纖通信新技術 λ1λnλnλ 1解復用器復用器分插控制上下波長接口模塊波長分插模塊波長分插模塊保護倒換模塊保護倒換模塊λdλaλaλd圖 2 . 3 1 O A D M 功能結構光放大設備光放大設備第 7章 光纖通信新技術 ? 二纖單向光復用段保護環(huán) CDA B( A ) 正常工作CDA B信令信令信令( B ) 保護倒換示意圖信令第 7章 光纖通信新技術 二纖單向光復用段保護環(huán)的特點 外環(huán)光纖為工作光纖，其中復用的波長攜帶工作業(yè)務，內環(huán)光纖為備用光纖，復用保護波長。 主要包括： 為靈活的多波長網絡選路重新安排光復用段連接； 為保證多波長光復用段適配信息的完整性處理光復用段開銷； 為段層的運行和維護提供光復用段的檢測和管理功能 。 波長通道方式要求光通道層在選路和分配波長時必須采用集中控制方式，因為只有在掌握了整個網絡所有波長復用段的波長占用情況后，才可能為一個新傳送請求選一條合適的路由。除了實現(xiàn)這兩個主要功能外， OXC可以具有可擴展性（ scalability）、模塊性（ modularity）、靈活性、生存性等特性。0039。 第 7章 光纖通信新技術 Gb/s有 /無中繼放大器系統(tǒng)在 容限值和目標傳送距離 應用代碼 L V U nL5 nL8 最大色散容納值 (ps/nm) 1600 2400 3200 7200 8000 12022 12800 目標傳送距離(km) 80 120 160 360 400 600 640 L代表長距離 。 第 7章 光纖通信新技術 設計優(yōu)化泵浦配置模型 在模型中去掉噪聲，并合理簡化， 根據(jù)仿真結果，合理選擇出泵浦，不必要全部運算。熱噪聲，來源于玻璃的特性。 RS尤其是 DRS（雙向瑞里散射） 在光纖內部，瑞里散射主要有兩種形式：單向和雙向散射，單向散射主要散射 ASE, 而 DRS主要散射信號光，造成信號間串擾。串聯(lián) pump 2。量子力學描述為入射光波的一個光子被一個分子散射成為另一個低頻光子，同時分子完成振動態(tài)之間的躍遷，入射光作為泵浦光產生稱為斯托克斯波的頻移光。 第 7章 光纖通信新技術 EDFA的典型譜曲線 第 7章 光纖通信新技術 EDFA光放大器增益平坦技術 本征型： 高含鋁摻 鉺光纖 (AlEDF) 濾波型： 長周期 光纖光柵 第 7章 光纖通信新技術 W DM泵浦源均衡器摻鉺光纖隔離器 隔離器E t al on 1 E t al on 2透鏡輸入 輸出透鏡 光纖EDFA動態(tài)增益均衡示例 EDFA光放大器增益鎖定技術 泵浦源功率控制 飽和光控制技術 光功率 檢測控制 輸入光功率檢測 輸出光功率檢測 Pin Pout 泵浦激光器 EDF 第 7章 光纖通信新技術 1510 nmW D M W D M W D M W D M W D M W D MW D M泵浦源 泵浦源 泵浦源均 衡 D CF控 制 電 路1510 nm性 能 監(jiān) 測 告 警微 處 理 器 P I N P I N摻 鉺 光 纖 摻 鉺 光 纖一種實用 EDFA的組成方案 色散補償光纖 第 7章 光纖通信新技術 光線放 (OLA) 增益 G=20~25dB Pout=+17dBm 增益 G=20~25dB Pin=28dBm ATT 增益 G=20~25dB Pout=+17dBm 增益 G=30~35dB Pout=+17dBm 光功放 (OBA) 光預放 (OPA) OBA OPA OBA OLA OPA EDFA的應用 第 7章 光纖通信新技術 拉曼光纖放大器 背景 原理 優(yōu)點 應用 涉及問題 所作工作 第 7章 光纖通信新技術 拉曼光纖放大器 背景 傳統(tǒng) cband的 EDFA可用增益帶寬為 ，因特網的迅速發(fā)展要求光纖的傳輸容量大概每兩年就要翻一番，現(xiàn)在 c波段 5年就會用光。 雙向泵浦優(yōu)點：優(yōu)點相結合，光均勻分布，增益 也較平穩(wěn)。 壽命不小于 30萬小時 。 1530nm 1560nm 波長 增益 第 7章 光纖通信新技術 １、做前置放大器 Ｔ Ｒ 前置放大器 ＯＰＡ 八、 EDFA 在光纖通信中的應用 ２、做功率放大器 Ｔ Ｒ 光功率放大器 ＯＢＡ Ｔ Ｒ 光中繼放大器 ＯＬＡ ３、做中繼器 第 7章 光纖通信新技術 第五節(jié)、 摻鐠光纖放大器 一、 什么是摻鐠光纖。 （ 2）增益帶寬不平坦。 第三節(jié)、拉曼放大器 一、工作原理： 拉曼散射：介質在強光功率下產生對入射光 的非彈性散射，使得短波長光的 的能量向長波長轉移。 光放大器：直接在光域進行放大。 開放式 WDM設備 能兼容其他廠家的設備 第 7章 光纖通信新技術 三、 WDM的特點 充分利用光纖的帶寬 對信號透明 經濟、靈活、方便 降低對器件的要求 第 7章 光纖通信新技術 第四節(jié)、光濾波器和光波分復用器 一、光濾波器的應用 （一）單純的濾波作用： 只允許一路特定波長的光通過。 放 大 放 大 放 大 頻道 1 頻道 2 頻道 3 調制 調制 調制 Rf1 Rf2 Rf3 BPF BPF BPF 微 波 合 成 電 路 寬 放 光 源 發(fā)送框圖 驅 動 電 路 fs1 fs2 fs3 第 7章 光纖通信新技術 光 檢 測 器 寬 放 微 波 分 離 電 路 解調器 解調器 解調器 LPF LPF LPF fs1 fs2 fs3 頻道 1 頻道 2 頻道 3 接收框圖 技術成熟，應用于光纖 CATV系統(tǒng)。 第 7章 光纖通信新技術 三、光碼分復用（ OCDMA） 系統(tǒng)給每個用戶分配一個唯一的光正交碼的碼字作為該用戶的地址碼。第 7章 光纖通信新技術 第 7章 光纖通信新技術 光放大技術 光波分復用和時分復用技術 光交換技術 光孤子通信技術 相干光通信技術 波長變換技術 第 7章 光纖通信新技術 WDM技術 第 7章 光纖通信新技術 第一節(jié)、多信道復用技術 光纖通信最大的特點是高的帶寬，可以通過 以下幾種方式實現(xiàn)光信號的復用： 光時分復用（ OTDM） 光波分復用（ WDM） 光空分復用（ OSDM） 光碼分復用（ OCDMA） 副載波復用（ SCM） 光頻分復用（ OFDM） 第 7章 光纖通信新技術 一、光空分復用（ OSDM） 多條光纖的復用：利用現(xiàn)有的光纖管道，加縛更多的光纖。在發(fā)送端，對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)該地址碼進行光正交編碼，然后實現(xiàn)信道復用；在接收端，用與發(fā)端相同的地址碼進行光正交解碼。 第 7章 光纖通信新技術 第二節(jié)、波分復用原理 波分復用的理論依據(jù) 常用 窗口 1310nm附近：通信帶寬 17700GHz 1550nm附近 :通信帶寬 12500GHz 30THz的帶寬 信道間隔 10GHz 3000個信道 第 7章 光纖通信新技術 波分復用的分類 按信道間的間隔分： 寬波分復用（ WWDM）：信道間隔 ≧ 100nm(已淘汰 ) 粗波分復用（ CWDM）：信道間隔在 20nm10nm之間，復用窗口 1310/1550nm. (尚未發(fā)展起來 ) 密集波分復用（ DWDM） :信道間隔在 110nm，復用窗口在 1550nm. (廣泛使用，因此可用 WDM代指密集波分復用 ) 第 7章 光纖通信新技術 WDM 的實現(xiàn)方式 國際上高速光纖通信的發(fā)展趨勢是： EDFA+DWDM+NZDSF+PIC EDFA：對光信號進行放大，工作頻段在 1550nm的窗口附近， 與 DWDM的工作窗口相匹配。 λ 1 λ 4 λ 2 λ 3 λ 1 λ 2 λ 3 λ 4 光濾波器與光波分復用器密切相關， 有時也用做波分復用器 第 7章 光纖通信新技術 （二）波長的復用和解復用中 λ 2 λ 3 λ 4 λ 1 λ 1 λ 4 λ 2 λ 3 合波作用 λ 1 λ 4 λ 2 λ 3 λ 2 λ 3 λ 4 λ 1 分波作用 第 7章 光纖通信新技術 （三）在波長路由中的應用 λ 1 λ 2 λ 4 λ 3 λ 1 λ 3