華為光放大器

1、光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品課程開發(fā)室光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品課程開發(fā)室TC000002 光放大器引入引入l我們知道光信號(hào)沿光纖傳播時(shí)將會(huì)衰減。因此，為了使信號(hào)傳得更遠(yuǎn)，我們必須增強(qiáng)光信號(hào)。傳統(tǒng)的增強(qiáng)光信號(hào)的方法是使用再生器。但是，這種方法存在許多缺點(diǎn)。這種方法有那些缺點(diǎn)？學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)l描述光放大器的類型和對光放大器性能的描述光放大器的類型和對光放大器性能的要求要求;l描述摻鉺光纖放大器描述摻鉺光纖放大器EDFA工作原理及性工作原理及性能特點(diǎn)能特點(diǎn);l描述拉曼光纖放大器描述拉曼光纖放大器RFA的工作原理及性的工作原理及性能特點(diǎn)能特點(diǎn);l簡述半導(dǎo)體光放大器的工作原理簡述半導(dǎo)體光放大器的工作原理.學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：學(xué)

2、習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：參考資料參考資料lTC000001 光纖與光器件 ISSUE1.0.doclTC000003 WDM原理 ISSUE1.0.doclDjafar.K.Mynbaev, Lowell.L.Scheiner 光纖通信技術(shù)，北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002l邱昆 光纖通信導(dǎo)論，四川 電子科技大學(xué)出版社 1995l聶秋華 光纖激光器與光放大技術(shù)，北京電子工業(yè)出版社 1997l趙梓森等 光纖通信工程，北京 人民郵電出版社 1994 課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 光放大器概述光放大器概述第二章第二章 摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器第三章第三章 拉曼光纖放大器拉曼光纖放大器第四章第四章

3、半導(dǎo)體光放大器半導(dǎo)體光放大器光放大器的特點(diǎn)光放大器的特點(diǎn)l光放大器是用來提高光信號(hào)強(qiáng)度的器件。被放大的光信號(hào)輸入光信號(hào)光放大器光放大器的主要性能參數(shù)光放大器的主要性能參數(shù)l增益（Gain）l噪聲指數(shù)（NF）l增益帶寬l飽和輸出功率 01020Gain(dB)303dBbaPinGain(dB)3dBPTPout (dBm)PSPoutGain課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 光放大器格式光放大器格式第二章第二章 摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器第三章第三章 拉曼光纖放大器拉曼光纖放大器第四章第四章 半導(dǎo)體光放大器半導(dǎo)體光放大器第二章第二章 摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器l第一節(jié)第一節(jié) EDFA的工作原理

4、的工作原理l第二節(jié)第二節(jié) EDFA的優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)EDFA的工作原理的工作原理l摻鉺光纖中Er3+離子受激輻射和自發(fā)輻射泵 浦 光E2 亞 穩(wěn) 態(tài)E3激 發(fā) 態(tài)1550nm信 號(hào) 光E1 基 態(tài)1550nm信 號(hào) 光l放大的自發(fā)輻射（ASE）是噪聲的最主要來源。EDFA的工作原理的工作原理l摻鉺光纖放大器光學(xué)結(jié)構(gòu) EDF泵浦激光器泵浦激光器輸入信號(hào)輸出信號(hào)光隔離器分光器光耦合器光探測器光耦合器光隔離器分光器光探測器EDFA的優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：l工作波長與單模光纖的最小衰減窗口一致。l耦合效率高。l增益高、噪聲指數(shù)較低、輸出功率大，信道間串?dāng)_很低。l增益特性穩(wěn)定：EDFA對溫度不敏感，增益與偏

5、振相關(guān)性小。l增益特性與系統(tǒng)比特率和數(shù)據(jù)格式無關(guān)。缺點(diǎn)：l增益波長范圍固定。l增益帶寬不平坦。l光浪涌問題 。課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 光放大器概述光放大器概述第二章第二章 摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器第三章第三章 拉曼光纖放大器拉曼光纖放大器第四章第四章 半導(dǎo)體光放大器半導(dǎo)體光放大器拉曼光纖放大器的原理拉曼光纖放大器的原理l受激拉曼散射效應(yīng)泵浦泵浦增益增益30nm70100nm 拉曼光纖放大器的特點(diǎn)拉曼光纖放大器的特點(diǎn)l其增益波長由泵浦光波長決定；l其增益介質(zhì)為傳輸光纖本身 ；l噪聲指數(shù)低。PUMP1PUMP370100nm30nmGAINPUMP2EDFASpan 1Raman Pum

6、p發(fā)送接收EDFASpan kRaman Pump拉曼光纖放大器的分類拉曼光纖放大器的分類l分立式拉曼放大器l分布式拉曼放大器 20 10 0 -10 功率（dBm） 單元前端 單元末端 泵浦光 信號(hào)光 拉曼光纖放大器的優(yōu)缺點(diǎn)拉曼光纖放大器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：l在任何類型光纖上都有增益，增益波長由泵浦波長決定；l放大器結(jié)構(gòu)較簡單；l可抑制非線性效應(yīng)；l寬帶范圍（30nm）內(nèi)增益平坦 (1 dB) ；l選擇更多泵浦波長，可增加帶寬和增益平坦度。PUMP1PUMP370100nm30nmGAINPUMP2拉曼光纖放大器的優(yōu)缺點(diǎn)拉曼光纖放大器的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：l泵浦的光子效率較低，需要高功率泵浦；l強(qiáng)烈的偏振

7、相關(guān)增益，采用正交泵浦方式；l瞬態(tài)增益，采用后向泵浦方式；l光器件和光纖承載高光功率；l現(xiàn)場光纖的增益特性不一致；課程內(nèi)容課程內(nèi)容第一章第一章 光放大器概述光放大器概述第二章第二章 摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器第三章第三章 拉曼光纖放大器拉曼光纖放大器第四章第四章 半導(dǎo)體光放大器半導(dǎo)體光放大器半導(dǎo)體光放大器的原理半導(dǎo)體光放大器的原理耦合光設(shè)備注入電流（泵浦）有源區(qū)傳輸光纖傳輸光纖包層纖芯放大后的光信號(hào)光輸入信號(hào)SOA的優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：lSOA能工作在1310nm和1550nm兩個(gè)波長窗口上，甚至能同時(shí)工作在兩個(gè)波長窗口上；lSOA有較寬的工作帶寬。lSOA能夠和其他的半導(dǎo)體器件和光學(xué)器件集

8、成為一個(gè)芯片，稱為光電集成電路（OEIC）。缺點(diǎn)：lSOA存在相對較高的串?dāng)_和噪聲；lSOA對偏振較敏感且對溫度敏感；lSOA與光纖耦合的效率較低。 問題問題l目前主要有那兩種類型的光放大器？那一種已經(jīng)商用？l與再生器相比，光放大器有何優(yōu)點(diǎn)？l簡述摻鉺光纖放大器的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。l摻鉺光纖放大器中的主要噪聲來源是什么？l簡述拉曼光纖放大器的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)？ 本章總結(jié)本章總結(jié)l目前主要有兩種類型的光放大器：半導(dǎo)體光放大器和光纖放大器。l光放大器的作用是補(bǔ)償光信號(hào)傳輸和處理過程中的功率衰減。l光放大器的特性參數(shù)有增益、工作帶寬、噪聲指數(shù)和飽和輸出功率。l摻鉺光纖放大器是運(yùn)用受激輻射的原理增強(qiáng)光信號(hào)的功率，工作波長范圍在1550nm窗口；摻鉺光纖放大器具有增益高、輸出功率大、工作光學(xué)帶寬較寬、與偏振性小、噪聲指數(shù)較低等特點(diǎn)，摻鉺光纖放大器的噪