光放大器應用迅速發(fā)展 EDFA成為主流品種

【訊石光通訊咨詢網(wǎng)】近年來，隨著信息和通信技術的飛速發(fā)展，光纖放大器的研究和發(fā)展又進一步擴大了增益帶寬，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)中有著廣泛的應用。目前，實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）和半導體光放大器（SOA）等。其中EDFA技術已非常成熟，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，光耦合器的作用是把輸入光信號和泵浦光耦合進摻鉺光纖，通過摻鉺光纖的作用把泵浦光的能量轉移到輸入光信號中，實現(xiàn)光信號的能量放大；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)和有線電視領域得到廣泛應用。 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，與密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)相兼容，同時EDFA泵浦效率高、工作性能穩(wěn)定、技術成熟，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，動態(tài)增益可調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展。

拉曼光纖放大器（FRA）

       拉曼光纖放大器（FRA）也是一種技術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。光纖中的SRS源于光纖的三階非線性效應，表現(xiàn)為泵浦光子、Stokes光子與光學支聲子之間的相互作用。如果一個信號光與一個強泵浦光波同時在光纖中傳輸，并且信號光波長位于泵浦光波的拉曼增益譜帶寬之內，則此信號光可被該光纖放大。FRA可分為集總式LRA和分布式DRA。

      FRA與EDFA結合的寬帶放大器（WEDFA）技術是系統(tǒng)擴展至L波段時最具應用潛力的器件。最新的WEDFA可同時放大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。已獲得高達30～35dB的增益，3dB響應譜寬已達50nm。在16個周期的SOA中，對波長1550nm的光增益為27dB。 

       半導體光纖放大器（SOA）的放大原理與半導體激光器類似，其放大特性主要取決于有源層的介質特性和激光腔的特性。

       當前，摻鉺光纖放大器與波分復用相結合的傳輸技術(EDFA＋WDM)已成為高速率、超大容量光通信發(fā)展的主流方向，對EDFA的核心器件的研究非常重要。認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償由于濾波器所導致的增益 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；對系統(tǒng)中EDFA的外部動態(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漲落引起各光信道功率失調是今后的研究方向和發(fā)展趨勢。