光纤放大器技术的特点和应用

[来源：itsone] [日期：2015-03-06] [点击数：5444]

光放大器就是放大光信号。在此之前，传送信号的放大都是要实现光电变换及电光变换，即O/E/O变换。有了光放大器后就可直接实现光信号放大。光放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果，它大大地促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的发展。

随着密集波分复用（DWDM）技术、光纤放大技术，包括掺铒光纤放大器（EDFA）、分布喇曼光纤放大器（DRFA）、半导体放大器（SOA）和光时分复用（OTDM）技术的发展和广泛应用，光纤通信技术不断向着更高速率、更大容量的通信系统发展，而先进的光纤制造技术既能保持稳定、可靠的传输以及足够的富余度，又能满足光通信对大宽带的需求，并减少非线性损伤。

顾名思义，光放大器就是放大光信号。在此之前，传送信号的放大都是要实现光电变换及电光变换，即O/E/O变换。有了光放大器后就可直接实现光信号放大。光放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果，它大大地促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的发展。

光纤放大器与其他放大器比较，具有输出功率大、增益高、工作带宽宽、与偏振无关、噪声指数低、放大特性与系统比特率、数据格式无关等特点，它已成为新一代光通信系统的关键器件之一。

掺铒光纤放大器用在系统发射机输出短，提高发送功率，延长传输距离；用在光纤传输链路中，补偿光能量的损失，可增加传输距离；用在光接收机前，对信号进行预防大，可提高光接收机灵敏度。应用范围包括干线高速光通信系统、海缆系统、本地网、用户接入网、光纤CATV等工程。

功率放大器

掺铒光纤放大器作为功率放大器有许多特殊功能是电子线路放大器所不能比拟的，掺铒光纤放大器可用作数字、模拟以及相干光通信的功率放大器。即如果线路上已采用掺铒光纤放大器做功率放大器，那么，不管它需要传输数字信号还是传输模拟信号，不必改变掺铒光纤放大器线路设，掺铒光纤放大器可传输不同的码率。如果需要扩容，由低码率改变为高码率时，不必改变掺铒光纤放大器线路设备。

掺铒光纤放大器做功率放大器，可在不改变原有噪声特性和误码率的前提下，直接放大数字、模拟活二者混合的数据格式，特别适合光纤传输网络升级。实现语音、图像、数据同网传输，不必改变掺铒光纤放大器线路设备。

一个掺铒光纤放大器可同时传输若干波长的光信号，即用光波复用扩容时，不必改变掺铒光纤放大器线路设备。掺铒光纤放大器做功率放大器，不必经过光电转换可以直接对光信号放大，结构简单，成本低，性能稳定可靠。

使用掺铒光纤放大器的光纤干线传输，经过近千公里的传输后的误码率人能达到。如果采用饱和功率为18dBm的放大器，可是实现160—200km无中继通信。如果有必要，还可将中继距离延长更远。

前置放大器

把掺铒光纤放大器置于光接收机关监测器前面。来自光纤的光信号经掺铒光纤放大器放大后再由光检测器检测。由于掺铒光纤放大器的信噪比由于电子放大器，所以用掺铒光纤放大器作预放大器的光接收机具有较高的灵敏度，其灵敏度甚至不亚于相干光接收机的。各类接收机灵敏度。

线路放大器

线路放大器的显著优点是增益高，通常大于30dB。由于可以级联使用，特别适合海底远程通信和陆地超长距离传输使用。把掺铒光纤放大器至于光纤传输线路中，将已被衰减了的小信号进行放大，可以大大延长传输距离，也成为中继放大器。使用线路放大器必须解决远程监控问题，国际标准化组织已制定出多种监控标准，可以按照标准进行远程监控。

光纤CATV中的放大器

对于光纤/同轴混合结构的多种系统并存的CATV网络，掺铒光纤放大器日益抽到重视，尤其是前端集中的系统，点对多点的光波式结构和长距离的干线传输系统更是如此。对于CATV设计者最常用的树形分配网络中，系统的效率是由每个用户成本所决定的。因此，采用掺铒光纤放大器提高光功率可以在原有发射设备基础上，为更多的用户服务，从而降低发射机单位毫瓦的造价。另外，在近几年来，包含有掺铒光纤放大器的1550nm光发射设备可以最廉价的实现光纤到路边和光纤到大楼。总而言之，在CATV光纤干线传输和功率分配系统以及逐步实现语音、图像、数据通路传输的“三网合一”，为最终实现宽带的综合服务数字网，掺铒光纤放大器将发挥不可估量的作用。

功率放大器是在CATV系统的前段将发射机的输出光放大后再进行分配，以供各方向的光纤干线传输用。功率放大器于功率分配器也可考虑做成两端重复使用。从原理前短处奖光纤干线分支时，可在分支前面接入掺铒光纤放大器，作为线路放大器，以补偿分支损耗。

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