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第六章  新技术简介 新技术简介 光放大器 半导体光放大器 (SOA) 光纤拉曼放大器 (FRA) 掺铒光纤放大器 (EDFA) 半导体光放大器 (SOA) 光纤拉曼放大器 (FRA) 利用强泵浦光使光纤产生非线性效应受激拉曼散射(SRS),信号光与泵浦光沿光纤一起传输时光功率将由泵浦光转移到信号光, 使信号光放大. 掺铒光纤放大器 (EDFA) 原理 EDF粒子数反转 Er+3的能级图 掺铒光纤放大器 (EDFA) EDFA的ASE谱 掺铒光纤放大器 (EDFA) 结构 前向泵浦型 易于实现，易饱和，噪声大. 掺铒光纤放大器 (EDFA) 结构 反向泵浦型 不易饱和，噪声较低。 掺铒光纤放大器 (EDFA) 结构 双向泵浦型 增益大，不易饱和. 掺铒光纤放大器 (EDFA) EDFA的输入/输出关系 掺铒光纤放大器 (EDFA) 双向泵源EDFA的增益与噪声性能 掺铒光纤放大器 (EDFA) 性能 增益 G: 30~40dB 增益波长: 1528nm~1560nm 噪声系数: Fn:~4dB 饱和输出功率: Ps: ~10dBm 掺铒光纤放大器 (EDFA) 特点 工作波长于光纤最小损耗窗口一致 增益高，噪声低，输出功率大 增益特性稳定：EDFA增益对温度不敏感 与fb无关. 与信道数无关 可级联 不积累抖动 掺铒光纤放大器 (EDFA) 应用 高速系统中功率放大，中继，接收预放。 掺铒光纤放大器 (EDFA) 应用 DWDM系统，OTDM系统，光孤子系统等。 掺铒光纤放大器 (EDFA) 应用 系统扩容,改造 密集波分复用(DWDM)系统 选择波分复用的原因 光纤拥有巨大的带宽资源 从1300nm～1700nm，带宽约54.3THz(5.43×1013Hz) Internet对带宽的爆炸性需求 IP骨干网带宽要求每6～9个月翻番，是Moore定律的2～3倍 波分复用是各种扩容方案中最有效的一种 光纤通信的扩容方案有空分复用 、时分复用 、光时分复用 、波分复用等 各种新技术、新器件使波分复用迅速推广使用 EDFA、复用/解复用器、新型光纤，色散补偿技术等 密集波分复用(DWDM)系统 光纤传输容量极限 增加谱宽：1300nm～1700nm=54.3THz 提高谱利用率?：?=0.5时可达～25Tb/s/光纤对 密集波分复用(DWDM)系统 光纤通信系统的新波段 密集波分复用(DWDM)系统 DWDM系统构成 密集波分复用(DWDM)系统 波分复用系统的优越性 大幅度提高一对光纤的通信容量 目前常用的波长数为8～40，每个波长的调制速率为2.5～10Gb/s，商用系统的最高容量为160×10Gb/s 大幅度降低成本 EDFA能同时放大所有波长的光信号，节省了大量光纤和再生中继器 逐步升级，前期投入小 可以根据业务的需要，逐渐增加复用的波长，避免大量的带宽闲置，造成资金的占用 密集波分复用(DWDM)系统 波分复用系统的优越性 对速率透明 各种速率的信号可以在同一个WDM系统中传输，目前WDM系统传输的速率包括：STM-16、 STM-64、GE、10GE等 对业务透明 无论是SDH业务，还是IP业务，无论是语音、图象还是数据，都可以在同一个WDM系统中传输 可以联网 目前WDM系统已开始由点对点的简单系统，逐渐向带有光分插复用(OADM)和光交叉连接(OXC)的全光网络演化 密集波分复用(DWDM)系统 波长间隔: 0.4nm 的整数倍 0.4nm ---- 50GHz ---- 32 路 0.8nm ----100GHz ---- 16 路 1.6nm ----200GHz ---- 8 路 参考频率: 193100GHz (1552.52nm) 波长偏差: 20%信道间隔 (10%) 监控信道: 1510 ± 10nm 总功率: ? + 17 dBm 光纤: G. 655 距离: 80-160 km 光中继 (EDFA) 增益均衡 (色散补偿) 标准: G.692 密集波分复用(DWDM)系统 常用DWDM复用/解复用器件 反射光栅型 多层介质膜滤波器型 阵列波导型(AWG) 光纤光栅型 密集波分复用(DWDM)系统 常用DWDM复用/解复用器件 反射光栅型 密集波分复用(DWDM)系统 常用DWDM复用/解复用器件 多层介质膜滤波器型 密集波分复用(DWDM)系统 常用DWDM复用/解复用器件 阵列波导型(AWG) 密集波分复用(DWDM)系统 常用DWDM复用/解复用器件 光纤光栅型 光纤的非线性效应及其影响 受激散射 部分能量偏离预定的传播方向,光波频率发生改变. 受激拉曼散射(SRS) 限制光纤中传输的最大功率 引起波分