光纤通信刘增基版第七章(1)

1、7.1 光放大器光放大器7.2 光波分复用技术光波分复用技术7.3 光交换技术光交换技术7.4 光孤子通信光孤子通信7.5 相干光通信技术相干光通信技术7.6 光时分复用技术光时分复用技术7.7 波长变换技术波长变换技术第第 7 章章 光纤通信新技术光纤通信新技术返回主目录 第第 7 章章 光纤通信新技术光纤通信新技术 光纤通信发展的目标是提高通信能力和通信质量，降低价格，满足社会需要。进入20世纪90年代以后，光纤通信成为一个发展迅速、 技术更新快、新技术不断涌现的领域。 本章主要介绍一些已经实用化或者有重要应用前景的新技术，如光放大技术，光波分复用技术，光放大技术，光波分复用技术，光交换技

2、术，光孤子通光交换技术，光孤子通信，相干光通信，光时分复用技术，波长变换技术信，相干光通信，光时分复用技术，波长变换技术和无源光网无源光网络（络（PON）技术（第）技术（第8章）章）等等等。 影响：光放大器最重要的意义在于促使波分复用技术影响：光放大器最重要的意义在于促使波分复用技术 (WDM) 走向实用化、促进了光接入网的实用化走向实用化、促进了光接入网的实用化历史：以历史：以1985年年英国南安普顿大学首先研制英国南安普顿大学首先研制 成功成功的掺铒光纤放大器的掺铒光纤放大器 (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA) 代表的全光放大技术是光纤通信技代表的全光

3、放大技术是光纤通信技 术上的一次革命术上的一次革命动机：解决电中继器设备复杂、维护难、成本高的问题动机：解决电中继器设备复杂、维护难、成本高的问题 David PayneTDM系统系统RXEDFATXTXTXTXTXTXTXTXRXRXRXRXRXRXRX120 km120 km120 kmDWDM系统系统EDFATXRXRegReg120 km120 km120 kmTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegEDFA在DWDM系统中的应

4、用光放大器与激光器的光放大器与激光器的唯一区别唯一区别就是光放大器没有正反馈机制就是光放大器没有正反馈机制( FBA: Fiber Brillouin Amplifier)原理：把泵浦光能量转化为信号光能量工作范围：1300 1560 nm铒离子的三能带结构hvhvhvhvhvhvhvhv980 nm亚稳态能带泵浦能带快速非辐射跃迁监视和监视和告警电路告警电路泵浦监视泵浦监视和控制电路和控制电路泵浦泵浦LDPD探测器探测器泵浦泵浦LD输入隔离器输入隔离器输入输入 WDM输出耦合器输出耦合器输出隔离器输出隔离器输出输出WDM掺铒掺铒光纤光纤热热 沉沉光输入光输入5 V0 V5 V电源电源监视监视

5、激光器驱动输入激光器驱动输入光输出光输出 图图7.3(b) 实用光纤放大器构成方框图实用光纤放大器构成方框图insoutsPPdBG,10log10)(outinnSNRSNRF)()( ：nsnsnsoptPDEEEEEEPi2222信号光和ASE噪声一同输入到光检测器中进行检测，各种频率分量相互拍频：因此，在PD之后，ASE 带来的噪声包括： - ASE噪声项 - ASE与信号的拍频项它们落在检测器带宽内降低接收机的信噪比解决办法：通过一个带通滤波器 抑制ASE噪声功率15441569典型的典型的EDFAEDFA增益谱增益谱固有的增益不平坦，增益固有的增益不平坦，增益差随级联放大而积累增大差随级联放大而积累增大各信道的信噪比差别增大各信道的信噪比差别增大各信道的接收灵敏度不同各信道的接收灵敏度不同增益谱的形状随信号功率而变，在有信道插入、增益谱的形状随信号功率而变，在有信道插入、分出的动态情况下，失衡情况更加严重分出的动态情况下，失衡情况更加严重降低SOA偏振灵敏性的方法（a）增益谱宽：除了覆盖常用的C+L波段，还覆盖了S和S+波段。而常用的EDFA一般只能单独放大C波段或者L波段；（b）增益谱与介质无关：增益谱不是由特定的掺杂元素决定，只