城市轨道交通通信传输系统维护光放大器课件

《城市轨道交通通信传输系统维护》光放大器02掺铒光纤放大器（EDFA）

光放大器01光放大器的概念光放大器的概念1光放大器是可对微弱的光信号直接进行放大的有源光器件，其主要功能是放大光信号，以补偿光信号在传输过程中的衰减，增加传输系统无中继距离。在光纤通信系统中使用的主要有两种主要类型的光放大器：半导体光放大器（SOA）和光纤放大器（FOA）。

11．半导体光放大器

半导体光放大器（SOA）是由半导体材料制成，如果将半导体激光器两端的反射去掉，即变成没有反馈的半导体型波长放大器，它能适合不同波长的光放大。它的优点是体积小、功耗低、结构简单、便于光电集成；缺点是与光纤的耦合损耗较大，放大器的增益受偏振影响较大，噪声及串扰较大等。

2．光纤放大器

光纤放大器（FOA）与半导体光放大器不同，光纤放大器的活性介质（或称增益介质）是一段特殊的光纤或传输光纤本身，并且和泵浦激光器相连；当信号光通过这一段光纤时，信号光被放大。光纤放大器有掺铒光纤放大器（EDFA）和光纤拉曼放大器（FRA）。

光放大器的概念掺铒光纤放大器（EDFA）2

铒（Er）是一种稀土元素，将它注入到纤芯中，即形成了一种特殊的光纤，它在泵浦光源的作用下可直接对某一波长的光信号进行放大，因此称为掺铒光纤放大器。

掺铒光纤放大器（EDFA）的主要优点：工作波长在1

530～1

565nm范围，与光纤最小损耗窗口一致，可在光纤通信中获得广泛应用；对掺铒光纤进行激励的泵浦功率低，仅需几十毫瓦；耦合效率高；增益高且特性稳定、噪声低、输出功率大；可实现信号的透明传输。

掺铒光纤放大器（EDFA）2

1）EDFA的基本结构

掺铒光纤放大器主要由掺铒光纤（EDF）、泵浦光源、光耦合器、光隔离器及光滤波器等组成，如图所示。

掺铒光纤放大器（EDFA）2

各部分的作用：光耦合器将输入光信号和泵浦光源输出的光波耦合到掺铒光纤中，多采用波分复用器；光隔离器的作用是抑制反射光，保证光信号只能正向传输，以确保光放大器稳定工作；掺铒光纤是一段长度大约为10～100m的掺铒石英光纤；光滤波器是滤除光放大器的噪声、降低噪声对系统的影响，提高系统的信噪比；泵浦光源为半导体激光器，输出的光功率为10～100mW，工作波长约为980nm或1

480nm。掺铒光纤放大器（EDFA）2

2）EDFA的工作原理

EDFA之所以能放大光信号，简单地说，是在泵浦光源的作用下，在掺铒光纤中出现了粒子数反转分布，产生了受激辐射，从而使光信号得到放大。掺铒光纤放大器（EDFA）23）光纤放大器的应用EDFA在光纤通信系统中主要用作前置放大器（PA）、功率放大器（BA）和线路放大器（LA），如图3-107所示。①作前置放大器

光接收机的前置放大器，一般要求是高增益、低噪声的放大器。由于EDFA的低噪声特性，将其用作光接收机的前置放大器时，可提高光接收机的灵敏度。

掺铒光纤放大器（EDFA）2

②作功率放大器

若将EDFA接在光发射机的输出端，可用来提高输出功率，增加入纤光功率，延长传输距离。

③作线路放大器

这是EDFA在光纤通信系统中的一个重要应用，它可代替传统的光/电/光中继器，对线路中的光信号直接进行放大，延长中继距离。

掺铒光纤放大器（EDFA）2小结31、光放大器的概念光放大器是可对微弱的光信号直接进行放大的有源光器件，其主要功能是放大光信号，以补偿光信号在传输过程中的衰减，增加传输系统无中继距离。2、掺铒光纤放大器（EDFA）掺铒光纤放大器主要由掺铒光纤（EDF）