1、CATV-EDFA Project項目啟動報告Outline 光放大器簡介 EDFA的基本理論和結(jié)構(gòu) EDFA在CATV中的應(yīng)用 CATV-EDFA的性能參數(shù) CATV-EDFA項目小組光放大器簡介光放大器簡介 什么是光放大器？光放大器光放大器(G)弱光弱光Pin強光強光PoutASEASE泵浦源泵浦源被放大的光信號輸入光信號光放大器被放大的光信號輸入光信號光放大器光放大器是一種在保持光信號特征不變的情況下，對信號光功率進行在線直接放大的光有源模塊。光放大器一般都由增益介質(zhì)，激勵源和輸入輸出耦合結(jié)構(gòu)組成。按增益介質(zhì)不同，可分為兩種類型：1.采用活性介質(zhì)，如半導(dǎo)體材料或者摻稀土元素(Er,Pr,

2、Yb)的光纖，利用受激輻射機制實現(xiàn)光的放大。例如半導(dǎo)體光放大器和摻雜光纖放大器；2.基于光纖的非線性效應(yīng)，利用受激散射機制實現(xiàn)光的放大。例如受激拉曼和受激布利淵散射光放大器輸入光信號輸出光信號電流半導(dǎo)體介質(zhì)輸入光信號輸出光信號泵浦光泵浦光石英光纖/摻雜光纖耦合器耦合器 EDFA EDFA的基本理論和的基本理論和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)一些基本的概念電子軌道、能級 躍遷輻射躍遷（發(fā)光）非輻射躍遷（不發(fā)光）受激吸收（光泵浦）受激輻射（光放大）自發(fā)輻射（產(chǎn)生噪聲）獲得光放大的基本條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，即上能級的粒子數(shù)比下能級的多。受激吸收E1E2hvE1E2受激吸收后E2受激發(fā)射hvE1E2受激發(fā)射后hvhv自發(fā)輻射E

3、1E2自發(fā)輻射后E1E2hv什么是EDFA？摻鉺光纖放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier）EDFA的基本原理利用受激輻射機制，在激光介質(zhì)（鉺光纖）中注入泵浦光使其激發(fā)，達到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)時對信號光產(chǎn)生增益來實現(xiàn)光信號的放大。泵浦波長可以是514、679、800、980、1480nm波長短于980nm的泵浦效率低，因而通常采用980和1480nm泵浦。01234514501500155016001650Wavelength (nm)Emission/Absorption (dB/m)EmissionAbsorptionEDFAEDFA的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)Signal In

4、Signal OUTInput CouplerOutput CouplerEDFIsolator1Isolator2WDMInput PIN DetectorOutput PIN DetectorCo- Pump LaserWDMCounter-Pump LaserRS232RS485Other CommunicationRack CPU SystemRS232RS485Ethernet PortT1/E1 PortDisplayKeyPower SupplyBackup Power2Notes:1 for Gain Block1+2 for EDFA with Control Circuit

5、GFF EDFA EDFA在在CATVCATV中的應(yīng)用中的應(yīng)用CATV（Community Antenna Television）CATV稱為有線電視網(wǎng),由有線電視公司運營,提供廣播業(yè)務(wù),包括電視,圖文電視等,CATV網(wǎng)采用模擬傳輸方式,是一種模擬網(wǎng)絡(luò)。1310nm1310nm系統(tǒng)和系統(tǒng)和1550nm1550nm系統(tǒng)系統(tǒng) 1310nm光傳輸系統(tǒng)光傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)色散最小，采用直接調(diào)制的DFB光發(fā)射機；光傳輸損耗大，最大為0.4dB/km，最大無中繼距離為35km；系統(tǒng)設(shè)備簡單，技術(shù)成熟，成本較低；適合短距離傳輸，光節(jié)點數(shù)少。 1550nm光傳輸系統(tǒng)光傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)色散較大，采用外調(diào)制的光發(fā)射機；光傳

6、輸損耗小，典型值為0.25dB/km；可以采用EDFA作為傳輸中繼，考慮到SBS效用，單級中繼最大長度在60km左右，EDFA可以級聯(lián)，最大級聯(lián)次數(shù)應(yīng)少于或等于3次；適合長距離傳輸，覆蓋范圍大；在長距離和多節(jié)點系統(tǒng)中，具有技術(shù)指標(biāo)和成本的雙重優(yōu)勢；是目前CATV發(fā)展的主流方案。EDFAEDFA在在CATVCATV中的應(yīng)用中的應(yīng)用光放大器在CATV光纖傳輸系統(tǒng)中基本作用有四種，即功率放大器（后置），前置放大器（預(yù)放），分配放大器和線路放大器（中繼）。 (1)功率放大器：緊接光發(fā)射機輸出端之后。由于光發(fā)射機后的信號功率一般都比較大，所以，對功率放的噪聲指數(shù)、增益要求并不是很高，但要求放大后，有比較

7、大的飽和輸出功率. 如上圖中的EDFA1。(2)前置放大器：在光接收機前，對信號進行預(yù)放，提高光接收機的接收靈敏度。要求應(yīng)有較大的增益和較低的噪聲，如上圖中的EDFA2。(3)分配放大器：在光分路器之前插入EDFA，用于分配光信號。一般要求比較小的噪聲指數(shù)，較大的輸出光功率。如上圖中的EDFA3。(4)線路放大器：在功放之后，傳輸線路中間插入EDFA，用于周期性地補償線路傳輸損耗，增加傳輸距離。一般要求比較小的噪聲指數(shù)，較大的輸出光功率。如上圖中的EDFA4。 CATV-EDFA CATV-EDFA的性能參數(shù)的性能參數(shù)工作帶寬（Working Bandwidth）是指在輸入功率范圍內(nèi)，光纖放大

8、器能達到標(biāo)稱的輸出光功率的工作波長范圍，以nm表示。輸入光功率范圍（Input Optical Power Range）當(dāng)光纖放大器的輸出光功率滿足標(biāo)稱功率時，光纖放大器輸入信號功率所在的光功率范圍。輸出光功率（Output Optical Power）當(dāng)輸入信號光功率在標(biāo)稱的輸入功率范圍內(nèi)，光纖放大器輸出信號的光功率。噪聲系數(shù)（Noise Figure）受限于散彈噪聲信號通過光纖放大器傳輸引起的具有特定量子效率光，在檢測器輸出端信噪比與輸出端信噪比之比，以dB表示泵浦泄漏功率（Pump Leakage）從光纖放大器泄漏的泵浦光功率，以dBm表示。 CATV-EDFA CATV-EDFA項目項目小小組組項目小組的工作分為以下四個部分：光學(xué)模塊：光無源器件的選型，光路設(shè)計和器件組裝以及光