西安工业学院：《网络技术与应用》第八讲 光放大器

第八讲 光放大器 2004.10.26 2004-10-26

2004-10-26 1 光放大器 2004.10.26 第八讲

DWDM工作原理 1 入1.A2..AN 入 光发送 光接收—0 2 0—光发送 oMUx OA oDMUx 光接收—0 光发送 光接收-0 DWDM光纤传输系统 后置放 大 前置放 大 2004-10-26

2004-10-26 2 DWDM工作原理 DWDM光纤传输系统 O M U X O D M U X OA 光发送 光发送 光发送 λ１ λ２ λΝ λ１，λ２……λΝ 光接收 光接收 光接收 λ１ λ２ λΝ 后置放 大 前置放 大 λ２ λ２

内容提要 1、光放大器的形式(分类) 2、EDFA的结构与部件 3、EDFA的工作原理 4、EDFA在光纤通信中的应用形式 2004-10-26

2004-10-26 3 内容提要 １、光放大器的形式（分类） ２、EDFA的结构与部件 ３、EDFA的工作原理 ４、EDFA在光纤通信中的应用形式

01序 光放大器的出现,可视为光纤通信发展史 上的重要的里程碑。 在光纤放大器出现之前,光纤通信的中继 器无一例外的采用光/电/光变换的方式,导 致通信系统的复杂化,进而系统效率降低 因此人们一直致力于全光型中继器的研制 出现了很多种光放大器。 2004-10-26

2004-10-26 4 0.1 序 光放大器的出现，可视为光纤通信发展史 上的重要的里程碑。 在光纤放大器出现之前，光纤通信的中继 器无一例外的采用光/电/光变换的方式，导 致通信系统的复杂化，进而系统效率降低 因此人们一直致力于全光型中继器的研制， 出现了很多种光放大器

0.1传统放大技术的缺陷 放大上整形判决再生 O/E E/O 缺点:1、设备复杂。 2、稳定性可靠性不够。 3、不利于波分复用。 4、光电转换限制通信的容量。 未来全光网络(AON)的发展趋势:光复用、光交换、光 路由,所以必须在光传输上实现全光化 光放大器:直接在光域进行放大 2004-10-26 5

2004-10-26 5 放大 整形 判决再生 O/E E/O 0.1 传统放大技术的缺陷 缺点：1、设备复杂。 2、稳定性可靠性不够。 3、不利于波分复用。 4、光电转换限制通信的容量。 未来全光网络（AON）的发展趋势：光复用、光交换、光 路由，所以必须在光传输上实现全光化。 光放大器：直接在光域进行放大

发展历程: 80年代中、后期SOA的研究为主; 90年代EDFA获得巨大成功,成为光纤通信 系统必不可少的器件。 Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) 2004-10-26

2004-10-26 6 发展历程： 80年代中、后期SOA的研究为主； 90年代EDFA获得巨大成功，成为光纤通信 系统必不可少的器件。 Erbium-doped fiber amplifier (EDFA)

02放大器的形式 利用光纤非线性效应制作的常规光纤放大 器,如:喇曼放大器; 利用半导体制作的半导体放大器; 利用稀土掺杂的光纤放大器 2004-10-26

2004-10-26 7 0.2 放大器的形式 利用光纤非线性效应制作的常规光纤放大 器，如：喇曼放大器； 利用半导体制作的半导体放大器； 利用稀土掺杂的光纤放大器

0.3几种类型放大器的比较 激励 「工作输出「噪声与常规光|与光偏 放大器类型 原理 激励功率 稳定性 方式 长度」光功率特性纤拇合振关系 常规光纤 光学非线性 数千米20dBm好容易大好 (喇曼)放大器(喇曼)效应 光数百毫 瓦到数瓦 半导体光 粒子数反转电数百毫瓦100m 0dBm差很难 大差 放大器 mm 摻稀土光 粒子数反转光 数毫瓦数米到 10dBm好容易 无好 纤放大器 到数十毫瓦数十米 2004-10-26

2004-10-26 8 0.3 几种类型放大器的比较

04常用光放大器及其工作波段 半导体放大器(SOA) 2、光纤拉曼放大器(FRA) 3、掺铒光纤放大器(EDFA) 4、掺镨光纤放大器(PDFA) 损耗 1310nm 1550nm 波长 PDFA EDFA SOA FRA 2004-10-26

2004-10-26 9 0.4 常用光放大器及其工作波段 3、掺铒光纤放大器（EDFA） 4、掺镨光纤放大器（PDFA） 2、光纤拉曼放大器（FRA） 1、半导体放大器（SOA） 损耗 1310nm 1550nm 波长 SOA FRA PDFA EDFA

1.1常规光纤放大器 所谓常规光纤放大器:用传输光纤制作的放 大器,这种光纤放大器是利用光纤的非线性 光学效应产生增益机制从而对光信号放大。 特点:传输线路和放大线路同为一体 (都是光纤) 不足:单位长度的增益系数很低,需要很高 的泵浦功率,不利于在高速大容量光纤通信 系统中使用。 2004-10-26

2004-10-26 10 1.1 常规光纤放大器 所谓常规光纤放大器：用传输光纤制作的放 大器，这种光纤放大器是利用光纤的非线性 光学效应产生增益机制从而对光信号放大。 特点：传输线路和放大线路同为一体 (都是光纤） 不足：单位长度的增益系数很低，需要很高 的泵浦功率，不利于在高速大容量光纤通信 系统中使用