《城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)維護》光放大器02摻鉺光纖放大器（EDFA）

光放大器01光放大器的概念光放大器的概念1光放大器是可對微弱的光信號直接進行放大的有源光器件，其主要功能是放大光信號，以補償光信號在傳輸過程中的衰減，增加傳輸系統(tǒng)無中繼距離。在光纖通信系統(tǒng)中使用的主要有兩種主要類型的光放大器：半導(dǎo)體光放大器（SOA）和光纖放大器（FOA）。

11．半導(dǎo)體光放大器

半導(dǎo)體光放大器（SOA）是由半導(dǎo)體材料制成，如果將半導(dǎo)體激光器兩端的反射去掉，即變成沒有反饋的半導(dǎo)體型波長放大器，它能適合不同波長的光放大。它的優(yōu)點是體積小、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、便于光電集成；缺點是與光纖的耦合損耗較大，放大器的增益受偏振影響較大，噪聲及串?dāng)_較大等。

2．光纖放大器

光纖放大器（FOA）與半導(dǎo)體光放大器不同，光纖放大器的活性介質(zhì)（或稱增益介質(zhì)）是一段特殊的光纖或傳輸光纖本身，并且和泵浦激光器相連；當(dāng)信號光通過這一段光纖時，信號光被放大。光纖放大器有摻鉺光纖放大器（EDFA）和光纖拉曼放大器（FRA）。

光放大器的概念摻鉺光纖放大器（EDFA）2

鉺（Er）是一種稀土元素，將它注入到纖芯中，即形成了一種特殊的光纖，它在泵浦光源的作用下可直接對某一波長的光信號進行放大，因此稱為摻鉺光纖放大器。

摻鉺光纖放大器（EDFA）的主要優(yōu)點：工作波長在1

530～1

565nm范圍，與光纖最小損耗窗口一致，可在光纖通信中獲得廣泛應(yīng)用；對摻鉺光纖進行激勵的泵浦功率低，僅需幾十毫瓦；耦合效率高；增益高且特性穩(wěn)定、噪聲低、輸出功率大；可實現(xiàn)信號的透明傳輸。

摻鉺光纖放大器（EDFA）2

1）EDFA的基本結(jié)構(gòu)

摻鉺光纖放大器主要由摻鉺光纖（EDF）、泵浦光源、光耦合器、光隔離器及光濾波器等組成，如圖所示。

摻鉺光纖放大器（EDFA）2

各部分的作用：光耦合器將輸入光信號和泵浦光源輸出的光波耦合到摻鉺光纖中，多采用波分復(fù)用器；光隔離器的作用是抑制反射光，保證光信號只能正向傳輸，以確保光放大器穩(wěn)定工作；摻鉺光纖是一段長度大約為10～100m的摻鉺石英光纖；光濾波器是濾除光放大器的噪聲、降低噪聲對系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的信噪比；泵浦光源為半導(dǎo)體激光器，輸出的光功率為10～100mW，工作波長約為980nm或1

480nm。摻鉺光纖放大器（EDFA）2

2）EDFA的工作原理

EDFA之所以能放大光信號，簡單地說，是在泵浦光源的作用下，在摻鉺光纖中出現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生了受激輻射，從而使光信號得到放大。摻鉺光纖放大器（EDFA）23）光纖放大器的應(yīng)用EDFA在光纖通信系統(tǒng)中主要用作前置放大器（PA）、功率放大器（BA）和線路放大器（LA），如圖3-107所示。①作前置放大器

光接收機的前置放大器，一般要求是高增益、低噪聲的放大器。由于EDFA的低噪聲特性，將其用作光接收機的前置放大器時，可提高光接收機的靈敏度。

摻鉺光纖放大器（EDFA）2

②作功率放大器

若將EDFA接在光發(fā)射機的輸出端，可用來提高輸出功率，增加入纖光功率，延長傳輸距離。

③作線路放大器

這是EDFA在光纖通信系統(tǒng)中的一個重要應(yīng)用，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光/電/光中繼器，對線路中的光信號直接進行放大，延長中繼距離。

摻鉺光纖放大器（EDFA）2小結(jié)31、光放大器的概念光放大器是可對微弱的光信號直接進行放大的有源光器件，其主要功能是放大光信號，以補償光信號在傳輸過程中的衰減，增加傳輸系統(tǒng)無中繼距離。2、摻鉺光纖放大器（EDFA）摻鉺光纖放大器主要由摻鉺光纖（EDF）