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第 1 页 共 2 页 电子报/2010 年/10 月/17 日/第 013 版 广电技术 光放大器在光传输系统中的应用光放大器在光传输系统中的应用 江苏 史良艳 随着光网络的发展，特别是 DWDM 系统和超长传输的出现，利用光放大器直接对光信号进行放大的中继方式被运用到光纤传输系统中。一、光放大器特点 光放大器是用来提高光信号强度的器件，它的工作不需要光信号转换到电信号，然后再转回光信号，常作为中继放大器。这个特性导致光放大器比再生器有两大优势。第一，放大器支持任何比特率和信号格式，因此光放大器简单地放大所收到的信号，也就是说对任何比特率和信号格式是透明的。第二，光放大器不仅支持单个信号波长放大，而且支持一定波长范围的的光信号放大。其原理见图 1。二、光放大器的分类 光放大器有半导体激光放大器和光纤放大器两类。在有线电视系统中常用光纤放大器，光纤放大器有工作波长为1.55m的掺铒光纤放大器(EDFA)和工作波长为1.31m的掺镨光纤放大器(PDFA)两种。1.掺镨光纤放大器(PDFA)PDFA 是工作于 1300nm 波长窗口的，以掺镨光纤作为增益介质，以 1017nm 附近波长的激光器作为泵浦光源的一种光纤放大器。PDFA 的性能主要决定于掺镨光纤、泵浦光源的性能及 PDFA 的光路设计。2.掺铒光纤放大器(EDFA)EDFA 一般是工作在 1550nm 窗口上，该窗口光纤损耗系数比 1310nm 窗口还要低(仅 0.2dB/km)。EDFA 噪声小，增益曲线好，放大器带宽大，与密集波分复用(DWDM)系统相兼容，同时 EDFA 泵浦效率高、工作性能稳定、技术成熟。在 DWDM 的应用中它既可以采用前向泵浦工作方式、也可以采用后向泵浦和双向泵浦工作方式，因此在 DWDM 通信系统中备受青睐。EDFA 主要是由一段掺铒光纤(长约 10m30m)和泵浦光源组成。其工作原理是:光能被泵入后，通过光复用器进入一定长度的铒添加光纤，后者作为一种转化介质把光能加载在输入的 1.55m 光信号上，光信号以某个功率进入单元，出去时功率便增大了。光隔离器把不需要的反射信号滤除，如图 2。三、光放大器的主要性能参数 1.增益增益是输出光功率与输入光功率之比，即增益=Pout/Pin；Pout 为输出光功率，Pin 为输入光功率，功率单位为 W，其比值换算成 dB 为增益(dB)=10log(Pout/Pin)。2.噪声指数光放大器噪声指数(NF)的定义为光放大器输入输出端口的信躁比的比值:NF=SNRin/SNRout。3.增益带宽所谓增益带宽是指光放大器有效的频率(或波长)范围，通常指增益从最大值下降 3dB 时，对应的波长范围，单位是 nm。4.饱和输出功率光放大器的输入光功率范围有一定的要求，当输入光功率大于某一阀值时，就会出现增益饱和；增益饱和是指输出功率不再随输入功率增加而增加或增加很小。通常当增益比正常情况低 3dB 时的输出光功率称饱和输出功率，单位用 dBm 表示。光放大器在光传输系统中起着非常重要的作用，既用于远距离光缆传输，也可以紧接着小功率光发射机用于提高光功率。因此了解光放大器的原理和性能是非常有必要的。第 2 页 共 2 页