《光纖放大器培訓(xùn)資料》課件

光纖放大器培訓(xùn)資料課程目標(biāo)了解光纖放大器的工作原理和特點(diǎn)掌握光纖放大器的分類和應(yīng)用熟悉光纖放大器的設(shè)計(jì)和維護(hù)洞悉光纖放大器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)光纖放大器概述光信號(hào)增強(qiáng)光纖放大器通過(guò)增加光信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)擴(kuò)展信號(hào)傳輸距離提高傳輸容量通過(guò)增大信號(hào)功率，提高傳輸帶寬，支持更高速度的數(shù)據(jù)傳輸降低傳輸成本減少中繼站的數(shù)量，降低維護(hù)成本光纖放大器的工作原理1光信號(hào)輸入光信號(hào)進(jìn)入放大器2增益介質(zhì)通過(guò)增益介質(zhì)放大光信號(hào)3輸出光信號(hào)放大后的光信號(hào)輸出光纖放大器的特點(diǎn)高增益能夠顯著增強(qiáng)光信號(hào)的強(qiáng)度寬帶寬能夠放大各種波長(zhǎng)的光信號(hào)低噪聲不會(huì)引入過(guò)多的噪聲高可靠性擁有較長(zhǎng)的使用壽命光纖放大器的分類摻鉺光纖放大器EDFA，應(yīng)用最為廣泛拉曼光纖放大器RAMAN，具有更大的增益帶寬光纖布拉格光柵放大器FBG，具有較高的增益穩(wěn)定性EDFA工作原理1泵浦光源激發(fā)摻鉺光纖中的鉺離子2激發(fā)態(tài)的鉺離子受到信號(hào)光的刺激3鉺離子躍遷到低能級(jí)并釋放光子4釋放的光子與信號(hào)光同向傳播5信號(hào)光被放大EDFA主要參數(shù)10-30dB增益放大倍數(shù)10-20nm帶寬放大光信號(hào)的波長(zhǎng)范圍1-5dB噪聲系數(shù)放大器引入的噪聲100mW-1W泵浦功率泵浦光源的功率EDFA結(jié)構(gòu)和組件泵浦光源為摻鉺光纖提供泵浦光摻鉺光纖增益介質(zhì)，放大光信號(hào)光耦合器將泵浦光耦合到摻鉺光纖隔離器防止反射光進(jìn)入泵浦光源EDFA泵浦機(jī)制1泵浦光激發(fā)泵浦光激發(fā)鉺離子2能級(jí)躍遷鉺離子躍遷到高能級(jí)3受激輻射信號(hào)光激發(fā)鉺離子釋放光子4信號(hào)放大信號(hào)光被放大EDFA的噪聲特性EDFA的增益特性增益曲線描述增益隨波長(zhǎng)的變化飽和特性描述增益隨輸入功率的變化EDFA的飽和特性當(dāng)輸入信號(hào)功率足夠大時(shí)，EDFA的增益會(huì)降低飽和特性會(huì)影響放大器的性能EDFA的抗色散特性1色散補(bǔ)償EDFA可以補(bǔ)償信號(hào)在光纖傳輸中的色散2提高傳輸質(zhì)量保證信號(hào)的完整性EDFA的應(yīng)用領(lǐng)域長(zhǎng)途光纖通信用于放大光信號(hào)，擴(kuò)展傳輸距離光纖接入網(wǎng)用于放大光信號(hào)，提高接入網(wǎng)的覆蓋范圍光纖傳感用于放大光信號(hào)，提高傳感器的靈敏度RAMAN光纖放大器工作原理1泵浦光源激發(fā)光纖中的分子2分子受激發(fā)射拉曼散射光3拉曼散射光與信號(hào)光同向傳播4信號(hào)光被放大RAMAN光纖放大器特點(diǎn)寬帶寬能夠放大更寬范圍的光信號(hào)靈活可調(diào)增益可以靈活調(diào)節(jié)分布式放大可以實(shí)現(xiàn)分布式放大RAMAN光纖放大器結(jié)構(gòu)泵浦光源提供泵浦光光纖產(chǎn)生拉曼散射信號(hào)光輸入信號(hào)光輸入信號(hào)光輸出放大后的信號(hào)光輸出RAMAN光纖放大器性能10-20dB增益放大倍數(shù)20-50nm帶寬放大光信號(hào)的波長(zhǎng)范圍2-5dB噪聲系數(shù)放大器引入的噪聲RAMAN光纖放大器應(yīng)用長(zhǎng)途光纖通信用于放大光信號(hào)，擴(kuò)展傳輸距離光纖接入網(wǎng)用于放大光信號(hào)，提高接入網(wǎng)的覆蓋范圍光纖傳感器用于放大光信號(hào)，提高傳感器的靈敏度光纖放大器設(shè)計(jì)考慮因素增益和帶寬噪聲系數(shù)穩(wěn)定性和可靠性成本和尺寸光纖放大器性能優(yōu)化方法泵浦功率調(diào)節(jié)通過(guò)調(diào)整泵浦功率來(lái)優(yōu)化增益溫度控制通過(guò)控制溫度來(lái)穩(wěn)定性能濾波技術(shù)使用濾波器來(lái)抑制噪聲光纖放大器器件制造工藝1光纖材料制備2光纖摻雜和拉絲3光纖封裝和測(cè)試4器件組裝5最終測(cè)試和檢驗(yàn)光纖放大器測(cè)試和檢測(cè)增益測(cè)試測(cè)試放大器的增益值噪聲系數(shù)測(cè)試測(cè)試放大器引入的噪聲光纖放大器故障分析和維護(hù)故障診斷分析故障原因維修方案制定維修方案更換元件更換損壞的元件性能測(cè)試測(cè)試修復(fù)后的性能光纖放大器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1高功率發(fā)展更高功率的放大器2高效率提高放大器的能量效率3小型化發(fā)展更小巧的放大器4集成化實(shí)現(xiàn)放大器與其他器件的集成行業(yè)應(yīng)用案例分享行業(yè)發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展數(shù)據(jù)中心建設(shè)云計(jì)算和邊緣計(jì)算光纖傳感技術(shù)發(fā)展行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管要求國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ITU-T，