【訊石光通訊咨詢網(wǎng)】近年來,隨著信息和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,光纖放大器的研究和發(fā)展又進(jìn)一步擴(kuò)大了增益帶寬,將光纖通信系統(tǒng)推向了高速率、大容量、長距離方向發(fā)展。由于光纖放大器的獨(dú)特性能,在DWDM傳輸系統(tǒng)、光纖CATV和光纖接入網(wǎng)中有著廣泛的應(yīng)用。目前,實(shí)用化的光放大器主要有摻鉺光纖放大器(EDFA)、拉曼光纖放大器(RFA)和半導(dǎo)體光放大器(SOA)等。其中EDFA技術(shù)已非常成熟,成為現(xiàn)階段光放大器的主流。
摻鉺光纖放大器(EDFA)
摻鉺光纖放大器(EDFA)是目前應(yīng)用最為廣泛的光纖放大器,主要由摻鉺光纖(EDF)、泵浦光源、光耦合器、光隔離器、光濾波器等組成。摻鉺為增益介質(zhì),光耦合器的作用是把輸入光信號(hào)和泵浦光耦合進(jìn)摻鉺光纖,通過摻鉺光纖的作用把泵浦光的能量轉(zhuǎn)移到輸入光信號(hào)中,實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的能量放大;光隔離器的作用是抑制反射光,保證光放大器工作穩(wěn)定;光濾波器的作用是濾除鉺離子由于自發(fā)輻射產(chǎn)生的噪聲(ASE)。
EDFA作為光放大器市場的主流品種,在DWDM系統(tǒng)、接入網(wǎng)和有線電視領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 EDFA工作在1550nm窗口上,該窗口光纖低損耗窗口(僅0.2dB/km)。已商用的EDFA噪聲小,增益曲線好,放大器帶寬大,與密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)相兼容,同時(shí)EDFA泵浦效率高、工作性能穩(wěn)定、技術(shù)成熟,在現(xiàn)代長途DWDM通信系統(tǒng)中備受青睞。
目前市場上EDFA種類很多,包括單波長數(shù)字系統(tǒng)BA/LA,模擬CATV 系統(tǒng),單波長數(shù)字系統(tǒng)PA,C 波段多波道EDFA,L 波段多波道EDFA,動(dòng)態(tài)增益可調(diào)EDFA,小型化無制冷EDFA,C+L+S 波段寬帶光放大器等。高寬帶EDFA和小型化EDFA模塊近來取得很大進(jìn)展。
拉曼光纖放大器(FRA)
拉曼光纖放大器(FRA)也是一種技術(shù)較為成熟的光放大器,其工作原理是基于光纖的受激拉曼散射(SRS)效應(yīng)。光纖中的SRS源于光纖的三階非線性效應(yīng),表現(xiàn)為泵浦光子、Stokes光子與光學(xué)支聲子之間的相互作用。如果一個(gè)信號(hào)光與一個(gè)強(qiáng)泵浦光波同時(shí)在光纖中傳輸,并且信號(hào)光波長位于泵浦光波的拉曼增益譜帶寬之內(nèi),則此信號(hào)光可被該光纖放大。FRA可分為集總式LRA和分布式DRA。
FRA與EDFA結(jié)合的寬帶放大器(WEDFA)技術(shù)是系統(tǒng)擴(kuò)展至L波段時(shí)最具應(yīng)用潛力的器件。最新的WEDFA可同時(shí)放大C和L波段(80nm 帶寬),并可提供平坦的功率增益(40dB)和足夠大的輸出功率及良好的信噪比。
半導(dǎo)體光放大器(SOA)
SOA是未來全光網(wǎng)中十分重要的光器件,也是在城域網(wǎng)中有望成為與光纖放大器相抗衡的器件。高性能SOA的重要特征之一是增益與偏振無關(guān)。已獲得高達(dá)30~35dB的增益,3dB響應(yīng)譜寬已達(dá)50nm。在16個(gè)周期的SOA中,對(duì)波長1550nm的光增益為27dB。
半導(dǎo)體光纖放大器(SOA)的放大原理與半導(dǎo)體激光器類似,其放大特性主要取決于有源層的介質(zhì)特性和激光腔的特性。
當(dāng)前,摻鉺光纖放大器與波分復(fù)用相結(jié)合的傳輸技術(shù)(EDFA+WDM)已成為高速率、超大容量光通信發(fā)展的主流方向,對(duì)EDFA的核心器件的研究非常重要。認(rèn)真研究摻鉺光纖中共摻雜元素引入后的特性,利用合適的濾波器拉平EDFA的增益,適量增加摻鉺光纖的長度補(bǔ)償由于濾波器所導(dǎo)致的增益 衰減,優(yōu)化泵浦功率、泵浦波長等措施,研制出適合于WDM系統(tǒng)的增益平坦、寬帶寬、拍頻噪聲低的新型EDFA;對(duì)系統(tǒng)中EDFA的外部動(dòng)態(tài)增益均衡和增益鎖定,以解決系統(tǒng)中上、下話路或信道功率的隨機(jī)漲落引起各光信道功率失調(diào)是今后的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。
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