edfa和cwdm在无源光接入网中的应用

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1、B数字化与增值业务EDFA和CWDM在无源光接入网中的应用广东省有线广播电视网络股份有限公司黄小韵广东省饶平广播电视台黄瑞灿摘要：本文主要对EDFA和CWDM在无源光接入网络应用前，在网络工程进行设计或改造时讨论应注意问题。并对无源光网络接入链路进行分析与计算。关键词：EDFACWDM无源光接入网(PON)1概述随着信息技术迅速发展，大功率EDFA光纤放大器和高隔离度CWDM波分复用器的出现和它们的结合，为广播电视网络信号传输、扩容，实现多功能无源光接入网络和“三网合一一传输提供了一定硬件基础。无源光接入(PON)的应用使光纤到户(F兀P)变为现实，而采用无源光纤接入网络便是光纤

2、网络朝向高宽带、多功能发展必然趋势。因此，大功率光纤放大器EDFA和高隔离度波分复用器CWDM能在无源光网络信号传输扩容、多功能和“三网合一一改造中得到大量应用。但是，因为各地网络结构与传输信号性质、容量、强弱、距离不同，所以对于EDFA和CWDM在无源光接入网中的应用不是一种简单任意组合，而是必须根据实际，针对不同形式网络，首先对EDFA和CWDM性能及技术指标进行充分了解，在工程网络设计或改造前进行综合考虑，做到少走弯路，使工程网络设计或改造达到设计合理、节约资金、高效运行的目的。2EDFA光纤放大器(1)EDFA即掺铒光纤放大器，工作波长为1550rim，其光路结构原理图见

3、图1。(2)掺铒光纤放大器有三种常规结构，按泵浦光和信号光的相对传输方向划分，当信号光与泵浦光同向传输时，称为前向泵浦，逆向传输时，称为反向泵浦，当两种泵浦同时存在时，称为双向泵浦。如图1(a)、(b)、(c)所示。(a)前向泵浦1082007年中国数字电视与网络发展高峰论坛ChinaCableNetSummit2007B数字化与增值业务(b)后向泵浦(c)双向泵浦图1(3)EDFA放大原理铒离子Er+3有三个能级E1、E2、E3，见图2。E1能级为基态，E2为亚稳态，E3为激发态。当高功率的泵浦光源的光子不断激发掺铒光纤时，可以使束缚光子从E1基态能级跃迁到E3激发能级，这称之

4、为光抽运，然而E3激发能级是不稳定的，经过很短时间(只有1lIs)，通过无辐射过程(即不释放光子)落到E2亚稳态能级，只要泵浦光源足够强，在E2亚稳态能级的光子就多，出现了E2多，E1少的粒子数反转分布状态，此时，当有1550rim波长光信号进入粒子反转掺铒光纤，则E2亚稳态能级上的大量光子受激，从E2落到El，出现受激辐射，发出波长为1550nm的强光，实现了光的放大。(4)EDFA主要参数①增益●泵竺籽墨放：，光厂嘉篇子图2EDFA放大原理2007年中国数字电视与网络发展高峰论坛ChinaCableNetSummit2007109B数字化与增值业务定义为光输出与光输入之比，以

5、分贝(dB)表示。目前，应用中的掺铒光纤放大器，因光路结构不同，工作在三种状态：线性放大区、半饱和区、饱和区。在这里需要特别说明的是：掺铒光纤放大器工作在饱和区与电缆半导体放大器工作在饱和区引起非线性失真，造成信号交调互调不同，其原因在于光纤放大器对输入信号变化速率远大于1／．【时(信号频率>5kHz)放大器的饱和增益特性对输入信号的变化不响应，不引起信号交调互调，而半导体放大器的饱和增益动态时间在0．111s数量级，在摸拟调制系统中则会造成非线性失真即交调互调现象。这就是光纤放大器与半导体放大器工作在饱和区的重大区别。也就是说在传输模拟调制信号时光纤放大器级联增加与失真无关，使

6、网络系统可以得到更大扩展。②噪声系数其定义为EDFA的输入，输出信噪比的比值。由于噪声系数与输入光功率有关，所以对于选定的光纤放大器系统载噪比实质取决于输入光功率的大小，常用EDFA放大器输入在+5dB时噪声指标在>4．5"5．5dB(包含光隔离器插损)，当EDFA输入功率为+6dB时该光纤放大器所引起系统载噪比损失只约1．1dB。因此，当EDFA应用于模拟光纤传输系统时，输入光功率应取得较大些。3CWDM波分复用器CWDM波分复用器称为粗波分复用器或稀疏波分复用器，信道间隔为20rim，同一根光纤可以复用5到6个波长，通常取1290-一1610nm波长范围。CWDM波分复用器最

7、为重要技术指标是隔离度，该指标的大小对信道的串音水平有着直接影响，常规要求对相邻通路的隔离度为25dB以上，非相邻通路的隔离度应在30dB以上。从CWDM的隔离度特性上来分，可分为标准型、高隔离度型、超高隔离度型，一般在±10rim带宽内，标准型为20dB、高隔离度型为30dB、超高隔离度型为45dB"-57dB。为增加CwDM隔离度也可采用多级串接，当然，相应也增加了链路损耗。4无源光纤网络(PON)波分复用无源光纤网络(PON)使用单一光纤即可实现上下行信号双向传输，上行波长