光放大器基本知识简介

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1、光放大器基本知识交流研发六部6/23/20211议题一些通用的概念光放大器的价值应用分类EDFA相关基本概念和基本特性和发展历程Raman放大器基本概念和基本特性我们公司的现有EDFA产品生产能力光放产品之市场情况光放产品之器件电路总结推荐阅读6/23/20212一些通用的定义dB，dBm工程上，很多数值的变化范围都和很大，从几十倍到几十万倍都有。采用分贝单位的计数方法简化了计算和记录。RdB=10log10RabsoluteR=Ratio3dB=0.5引申的功率单位的对数表示如下：P=power3dBm=0.5mW6/23/20213dB和dBm转换举例：Relat

2、iveAbsolutedB%lossdBmmW12130100023720100350101046032568011090-30.51596.8-100.12099-200.016/23/20214S/C/L-BandS-band:short-band,1430~1510nmC-band:conventional-band,1528~1562nmL-band:long-band:1570~1605nmEDFA:erbium-dopedfiberamplifierSOA：semiconductoropticalamplifierMetro/long-haulsystem

3、Metrosystem一般指城域网Long-haulsystem一般指干线网DWDM：densewavelengthdivisionmultiplexing密集波分复用6/23/20215光放大器的价值和应用在光通信系统的物理层，可归纳成：发射－传输－接收在长距离传输（几百公里以上）的阶段，必须进行信号的放大和再生，才能保证接收端的误码率的要求这时，需要两种东西：Repeaters和Amplifiers。6/23/20216Repeaters:执行光-电-光的转换，重新生成光信号优点：光信号经过3R（regeneration,retiming,reshaping），信

4、号质量高。缺点：结构复杂，成本高。Amplifiers:放大过程不需要进行光电转换，在光域内完成优点：对不同的码率和格式透明，成本相对低廉，结构相对简单缺点：会劣化信号，500～800km后仍需要repeaters来重生。6/23/20217光放的简单应用功率放大器Booster/poweramplification中继In-lineamplification预放（也叫前放）Pre-amplification6/23/20218光放的简单分类按使用位置：功率放大器,中继（在线）放大器,前置放大器按放大介质：掺铒光纤放大器,喇曼放大器,布里渊放大器，半导体光放大器,线性

5、光放大器因为掺铒光纤放大器使用最广，一般我们提到的光放多半是指掺铒光纤放大器6/23/20219光放大器为光通信系统提供了一种好用、可靠、便宜的光传输的放大、中继方式，降低了系统的成本，提高了系统的性能，极大推动了光通信的发展6/23/202110EDFA的基本概念和基本理论和基本特性光放大器最重要的两个参数：增益、噪声、平坦度（多信道）增益比如：输入功率0.1mW，输出功率50mW，增益为500倍，用对数表示为输入功率－10dBm，输出功率17dBm，增益27dB6/23/202111噪声~~一般用噪声系数（Noisefigure）来表示：一般来讲，噪声系数定义为N

6、F＝SNRin/SNRout平坦度（Gainflatness）：多信道应用中最大增益波长的增益和最小增益波长的增益的差Gainflatness＝Gainmax－Gainmin6/23/202112EDFA的基本结构所用关键器件：980nmor1480nm半导体激光器、掺铒光纤通过掺铒光纤，把980nmor1480nm的泵浦激光转换成和输入信号的波长、振幅都相同的信号光。EDFA设计的关键，就是搭配好铒纤和泵浦光的参数，使其达到我们需要的性能指标6/23/202113增益特性1.要想有正增益，泵浦光功率需大于一个值2.不同长度的铒纤，在相同泵浦光下，达到的增益值不同6/

7、23/2021141.相同泵浦功率下，不同的铒纤长度，最大增益有个峰值2.可据此通过调整泵浦功率和铒纤长度来调整EDFA到我们需要的工作点6/23/202115噪声特性EDFA的噪声系数极限为3dB。一般为4.0~6.0dBEDFA的噪声系数和泵浦功率、铒纤长度有密切关系在输入功率不变的情况下，铒纤越长，噪声越大泵浦功率越小，噪声越大6/23/202116EDFA增益谱对于多信道DWDM的应用，以上的平坦度约5dB，不符合要求6/23/202117以上为一个实际EDFA的增益谱和噪声谱。其平坦度为0.7dB，噪声为4.2~4.7dB之间对于多信道应用