第五章光纖通信線路主要內(nèi)容光通信線路組成點(diǎn)到點(diǎn)鏈路的設(shè)計(jì)多路信號(hào)復(fù)用光放大器波分復(fù)用線路誤碼特性第五章光纖通信線路主要內(nèi)容光通信線路組成1§5.1光通信線路組成1、點(diǎn)到點(diǎn)單用戶線路光發(fā)送機(jī)光接收機(jī)光發(fā)送機(jī)光接收機(jī)光發(fā)送機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光發(fā)送機(jī)光纜光纜光端機(jī)光端機(jī)§5.1光通信線路組成1、點(diǎn)到點(diǎn)單用戶線路光發(fā)送機(jī)光接收22、點(diǎn)到點(diǎn)多用戶線路多路信號(hào)復(fù)用多路信號(hào)解復(fù)用多路信號(hào)復(fù)用多路信號(hào)解復(fù)用光端機(jī)光端機(jī)電端機(jī)電端機(jī)電源公務(wù)、管理2、點(diǎn)到點(diǎn)多用戶線路多路信號(hào)復(fù)用多路信號(hào)解復(fù)用多路信號(hào)復(fù)用多33、遠(yuǎn)距離線路光端機(jī)光端機(jī)電端機(jī)電端機(jī)中繼站中繼站遠(yuǎn)距離信號(hào)損耗衰減中繼站的作用：1）光信號(hào)放大2）光信號(hào)脈沖再生中繼方式：1）光信號(hào)直接放大-------光放大器2）光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)3、遠(yuǎn)距離線路光端機(jī)光端機(jī)電端機(jī)電端機(jī)中繼站中繼站遠(yuǎn)距離信號(hào)44、遠(yuǎn)距離光通信鏈路終端站中繼站分路站樞紐站為了節(jié)約建設(shè)成本，往往是一纜多對(duì)光纖，并行傳輸,m對(duì)為了防止線路故障中斷，往往留有備份線路因此線路中，應(yīng)有線路質(zhì)量檢測(cè)和倒換設(shè)備4、遠(yuǎn)距離光通信鏈路終端站中繼站分路站樞紐站為了節(jié)約建設(shè)成本5復(fù)用段、數(shù)字段中繼段當(dāng)發(fā)生線路故障中斷時(shí)，在該復(fù)用段倒換線路------用備份線路代替工作線路復(fù)用段、數(shù)字段中繼段當(dāng)發(fā)生線路故障中斷時(shí)，在該復(fù)用段倒換線路6§5.2點(diǎn)到點(diǎn)鏈路的設(shè)計(jì)設(shè)備主要器件參數(shù)的確定,設(shè)備選型系統(tǒng)速率的確定路由設(shè)計(jì)中繼距離的確定§5.2點(diǎn)到點(diǎn)鏈路的設(shè)計(jì)設(shè)備主要器件參數(shù)的確定,設(shè)備選型7損耗限制系統(tǒng)色散限制系統(tǒng)鏈路中繼距離設(shè)計(jì)損耗限制系統(tǒng)鏈路中繼距離設(shè)計(jì)8損耗限制系統(tǒng)中繼距離計(jì)算公式－從光源耦合進(jìn)尾纖的光功率－接收機(jī)靈敏度－連接器損耗－光纖衰減（dB/km）L－傳輸距離熔接損耗（dB/km）功率代價(jià)---計(jì)算靈敏度時(shí)沒有考慮的一些因素功率余量---老化使系統(tǒng)性能的下降消光比激光器強(qiáng)度噪聲模式噪聲模式分配噪聲反射噪聲頻率Chirp定時(shí)抖動(dòng)色散引起的脈沖峰下降損耗限制系統(tǒng)中繼距離計(jì)算公式－從光源耦合進(jìn)尾纖的光功率－接收9鏈路總的展寬時(shí)間等于各個(gè)因素引起的脈沖展寬時(shí)間的平方和的平方根

限制系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率的基本因素是：發(fā)送機(jī)展寬時(shí)間；光纖群時(shí)延色散（GVD）展寬時(shí)間；光纖模間色散展寬時(shí)間；接收機(jī)展寬時(shí)間。展寬時(shí)間預(yù)算－－色散限制確定光纖鏈路中色散限制的常用方法是進(jìn)行系統(tǒng)展寬時(shí)間分析。鏈路總的展寬時(shí)間等于各個(gè)因素引起的脈沖展寬時(shí)間10一般情況下，一條數(shù)字鏈路的總展寬時(shí)間劣化不能超過NRZ（非歸零）比特周期的70%，RZ（歸零）比特周期的35%。一般情況下，一條數(shù)字鏈路的總展寬時(shí)間劣化不能超過11單模光纖的群時(shí)延展寬時(shí)間為單模光纖的群時(shí)延展寬時(shí)間為12損耗限制系統(tǒng)色散限制系統(tǒng)損耗限制系統(tǒng)色散限制系統(tǒng)13§5.3多路信號(hào)復(fù)用技術(shù)1、多路信號(hào)復(fù)用方式的分類FDMTDMCDM多路電信號(hào)復(fù)用方式多路光信號(hào)復(fù)用方式WDM----DWDM(OFDM)OTDMOCDM頻分復(fù)用時(shí)分復(fù)用碼分復(fù)用密集波分復(fù)用2、TDM同步時(shí)分復(fù)用準(zhǔn)同步時(shí)分復(fù)用異步時(shí)分復(fù)用在頻域劃分子信道在時(shí)域劃分子信道正交編碼，不同信道碼型正交收發(fā)同步§5.3多路信號(hào)復(fù)用技術(shù)1、多路信號(hào)復(fù)用方式的分類FDM14時(shí)鐘時(shí)鐘同步時(shí)分復(fù)用異步時(shí)分復(fù)用PDHSDHATMIP時(shí)鐘時(shí)鐘同步時(shí)分復(fù)用異步時(shí)分復(fù)用PDHATM153、PDH速率等級(jí)數(shù)字復(fù)用等級(jí)包含64Kb/s信道的數(shù)目數(shù)據(jù)率（Mb/s）北美歐洲日本010.0640.0640.0641（次群）241.5541.554302.048483.1523.1522（次群）966.3126.3121208.4483（次群）48034.36832.06467244.376134491.053144097.7284（次群）1920139.2644032274.1765760397.2003、PDH速率等級(jí)包含64Kb/s信道的數(shù)目數(shù)據(jù)率（Mb/16一次群二次群三次群四次群一次群二次群三次群四次群174、PDH數(shù)字復(fù)接正碼速調(diào)整速率調(diào)整同步復(fù)用定時(shí)系統(tǒng)時(shí)鐘幀同步發(fā)生器分路恢復(fù)定時(shí)提取低速碼流高速碼流4、PDH數(shù)字復(fù)接正碼速調(diào)整速率調(diào)整同步復(fù)用定時(shí)幀同步分18§5.4光放大器

光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，會(huì)受到光纖衰減和色散等因素的影響。

光放大器的基本原理是利用受激輻射或受激散射來實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的放大。傳統(tǒng)的光纖通信系統(tǒng)在間隔一定的距離設(shè)置中繼器，對(duì)由于衰減和色散引起的信號(hào)劣化進(jìn)行再生，但光/電/光方式再生的中繼器已經(jīng)不能適應(yīng)高速率長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)的要求?？朔饫w衰減的最有效的措施就是使用光放大器?！?.4光放大器光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，會(huì)受到光191、光放大器類型1、光放大器類型202、光放大器的基本原理

光放大器的基本原理是受激輻射或受激散射效應(yīng)，其基本機(jī)制和激光器的發(fā)光原理非常相似。

實(shí)際上，可以將光放大器理解為是一個(gè)沒有反饋或反饋較小的激光器。對(duì)于某種特定的光學(xué)介質(zhì)，當(dāng)采用泵浦（電能源或光能源）方法，達(dá)到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)時(shí)就產(chǎn)生了光增益，即可實(shí)現(xiàn)光放大。

一般來說，光增益不僅與入射光頻率（波長(zhǎng)）有關(guān)，也與放大器內(nèi)部光強(qiáng)度有關(guān)。2、光放大器的基本原理光放大器的基本原理是受激213、光放大器的主要參數(shù)1.泵浦和增益系數(shù)2.增益譜寬與放大器帶寬3.增益飽和和飽和輸出功率4.放大器噪聲3、光放大器的主要參數(shù)1.泵浦和增益系數(shù)224、摻鉺光纖放大器EDFAEDFA，ErbiumDopedFiberAmplifier摻鉺光纖能放大光信號(hào)的基本原理在于鉺離子能吸收泵浦光的能量，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)波長(zhǎng)為1.55μm的信號(hào)光通過已被激活的摻鉺光纖時(shí)，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子以受激輻射的方式躍遷到基態(tài)。對(duì)應(yīng)于每一次躍遷，都將產(chǎn)生一個(gè)與激發(fā)該躍遷的光子完全一樣的光子，從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)光在摻鉺光纖的傳播過程中不斷放大。（1）EDFA的工作原理基態(tài)亞穩(wěn)態(tài)激發(fā)態(tài)鉺離子的能級(jí)4、摻鉺光纖放大器EDFAEDFA，ErbiumDoped23EDFA主要由摻鉺光纖（EDF）、泵浦光源、耦合器、隔離器等組成（2）EDFA組成EDFA主要由（2）EDFA組成24輸入功率（dBm）0-20-1001020輸出功率(dBm)輸出飽和光功率輸入功率（dBm）（4）EDFA特性1.增益特性輸入功率（dBm）0-20-1001020輸出功率(dBm)25光纖通信5線路-課件262.增益系數(shù)增益系數(shù)2.增益系數(shù)增益系數(shù)273.噪聲特性EDFA的輸出光中，除了有信號(hào)光外，還有自發(fā)輻射光，它們一起被放大，形成了影響信號(hào)光的噪聲源。EDFA的噪聲主要有以下四種：①信號(hào)光的散粒噪聲；②被放大的自發(fā)輻射光的散粒噪聲；③自發(fā)輻射光譜與信號(hào)光之間的差拍噪聲；④自發(fā)輻射光譜間的差拍噪聲。以上四種噪聲中，后兩種影響最大，尤其是第三種。噪聲是決定EDFA性能的主要因素。衡量EDFA的噪聲特性可用噪聲指數(shù)F來度量。3.噪聲特性EDFA的輸出光中，除了有信號(hào)光外，還有自發(fā)輻28光纖通信5線路-課件29EDFA基本配置結(jié)構(gòu)EDFA的內(nèi)部按泵浦方式分，有三種基本的結(jié)構(gòu)：即同向泵浦、反向泵浦和雙向泵浦。同向泵浦信號(hào)光與泵浦光以同一方向從摻鉺光纖的輸入端注入的結(jié)構(gòu)，也稱為前向泵浦。反向泵浦信號(hào)光與泵浦光從兩個(gè)不同方向注入進(jìn)摻鉺光纖的結(jié)構(gòu)，也稱后向泵浦。雙向泵浦同向泵浦和反向泵浦同時(shí)泵浦的結(jié)構(gòu)。EDFA基本配置結(jié)構(gòu)EDFA的內(nèi)部按泵浦方式分，有三種基本的30光纖通信5線路-課件31EDFA的應(yīng)用在長(zhǎng)距離、大容量、高速率光纖通信系統(tǒng)中，EDFA有多種應(yīng)用形式，其基本作用是：（1）延長(zhǎng)中繼距離，使無中繼傳輸達(dá)數(shù)百公里。（2）與波分復(fù)用技術(shù)結(jié)合，可迅速簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。（3）與光孤子技術(shù)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)超大容量、超長(zhǎng)距離光纖通信。EDFA的應(yīng)用在長(zhǎng)距離、大容量、高速率光纖通信系統(tǒng)中，EDF32基本應(yīng)用形式基本應(yīng)用形式33用于WDM系統(tǒng)中的EDFAEDFA對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)的影響非線性問題光浪涌問題色散問題光纖線路的長(zhǎng)期可靠性問題用于WDM系統(tǒng)中的EDFAEDFA對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)的影響非線性343、光纖拉曼放大器FRA拉曼放大具有廣闊的光譜范圍。拉曼放大器FRA是唯一能在1260nm到1675nm的光譜上進(jìn)行放大的器件。拉曼放大器適合于任何類型的光纖，且成本較低。FRA可采用同向、反向或雙向泵浦，增益帶寬可達(dá)6THz。分布式受激拉曼散射放大器能增加放大器之間的距離，因而可以在速率高達(dá)40Gbit/s的高速光網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。3、光纖拉曼放大器FRA拉曼放大具有廣闊的光譜范圍。拉曼放大35受激拉曼散射原理受激拉曼散射將光纖中一部分入射泵浦光頻率下移轉(zhuǎn)移到另一頻率的信號(hào)光功率。頻率下移量由介質(zhì)的振動(dòng)模式?jīng)Q定。入射泵浦光波的一個(gè)光子被一個(gè)分子散射成為另一個(gè)低頻光子，同時(shí)分子完成振動(dòng)態(tài)之間的躍遷，入射光作為泵浦光產(chǎn)生稱為斯托克斯波的頻移光。受激拉曼散射原理受激拉曼散射將光纖中一部分入射泵浦光頻率下移36泵浦波長(zhǎng)為1μm時(shí)測(cè)得的拉曼增益譜泵浦波長(zhǎng)為1μm時(shí)測(cè)得的拉曼增益譜37光纖拉曼放大器結(jié)構(gòu)光纖拉曼放大器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。在輸入端和輸出端各有一個(gè)隔離器，目的是使信號(hào)光單向傳輸。泵浦激光器用于提供能量。近年來，F(xiàn)RA的泵浦源共有三個(gè)方案：一是大功率半導(dǎo)體激光器（LD）及其組合，二是Raman光纖激光器（RFL）；三是半導(dǎo)體泵浦固體激光器（DPSSL）。光纖拉曼放大器結(jié)構(gòu)光纖拉曼放大器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。38拉曼放大器在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用目前的波分復(fù)用系統(tǒng)中大都采用EDFA補(bǔ)償傳輸中的光纖損耗，而隨著WDM系統(tǒng)的速率和帶寬的進(jìn)一步提高，EDFA由于其本身的局限性，已經(jīng)不能完全滿足光通信系統(tǒng)發(fā)展的要求，F(xiàn)RA和EDFA的特性比較見表10-1所示。拉曼放大器在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用目前的波分復(fù)用系統(tǒng)中大都采用E39FRA與EDFA比較FRA與EDFA比較40拉曼放大器的噪聲特性光纖拉曼放大器中主要有三種噪聲，一是放大器自發(fā)輻射（ASE）噪聲，二是串話噪聲，三是瑞利散射噪聲。另外，拉曼放大器還會(huì)受非線性和受激布里淵散射造成的噪聲影響。拉曼放大器的噪聲特性光纖拉曼放大器中主要有三種噪聲，41§5.5波分復(fù)用技術(shù)WDM，WavelengthDivisionMultiplexing1光波分復(fù)用的基本概念2WDM系統(tǒng)的特點(diǎn)3WDM系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理4光波分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)§5.5波分復(fù)用技術(shù)WDM，WavelengthDiv42光波分復(fù)用（WDM，WavelengthDivisionMultiplexing）技術(shù)是在一根光纖上能同時(shí)傳送多波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。1、光波分復(fù)用的基本概念它是在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來（復(fù)用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將組合波長(zhǎng)的光信號(hào)分開（解復(fù)用）并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)送入不同的終端。因此，此項(xiàng)技術(shù)稱為光波長(zhǎng)分割復(fù)用，簡(jiǎn)稱光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)。光波分復(fù)用（WDM，WavelengthDivisionM43單模光纖的帶寬100nm100nm單模光纖的帶寬100nm100nm44DWDM把在光纖同一低損耗窗口中信道間隔較小的波分復(fù)用稱為密集波分復(fù)用。兩個(gè)波長(zhǎng)之間的間隔為0.8nm、1.6nm或更低。密集波分復(fù)用DWDM，DenseWavelengthDivisionMultiplexing1550nm波長(zhǎng)DWDM把在光纖同一低損耗窗口中信道間隔較小的波分復(fù)用稱為密45WDM系統(tǒng)的基本形式1.雙纖單向傳輸2.單纖雙向傳輸3.光分路插入傳輸WDM系統(tǒng)的基本形式1.雙纖單向傳輸46雙纖單向傳輸雙纖單向傳輸47單纖雙向傳輸單纖雙向傳輸48光分路插入傳輸光分路插入傳輸49TTTRR波分復(fù)用器（也稱合波器Multiplexer）解復(fù)用器(也稱為分波器De-multiplexer)TTTRR波分復(fù)用器（也稱合波器Multiplexer）解復(fù)50光發(fā)射機(jī)中繼器中繼器中繼器光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)中繼器中繼器中繼器光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)中繼器中繼器中繼器光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)中繼器中繼器中繼器光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)N123光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)N123復(fù)用器解復(fù)用器EDFA波長(zhǎng)穩(wěn)定、窄線寬高速、小啁啾調(diào)制窄帶、小串話、穩(wěn)定濾波增益平坦、寬帶、較高輸出功率高靈敏度寬動(dòng)態(tài)范圍光發(fā)射機(jī)中繼器中繼器中繼器光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)中繼器中繼器中繼器512、WDM系統(tǒng)的特點(diǎn)充分利用光纖的帶寬資源可以在一根光纖同時(shí)傳輸多種電信業(yè)務(wù)可實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸節(jié)省大量光纖降低器件的超高速要求適用于多種網(wǎng)絡(luò)形式引入寬帶業(yè)務(wù)方便高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性2、WDM系統(tǒng)的特點(diǎn)充分利用光纖的帶寬資源523、

WDM系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)3、WDM系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)53WDM系統(tǒng)的分類根據(jù)WDM線路系統(tǒng)中是否設(shè)置有EDFA，可以將WDM線路系統(tǒng)分為有線路光放大器WDM系統(tǒng)和無線路光放大器WDM系統(tǒng)。WDM系統(tǒng)的分類根據(jù)WDM線路系統(tǒng)中是否設(shè)置有EDFA，可有54有線路光放大器WDM系統(tǒng)的參考配置有線路光放大器WDM系統(tǒng)的參考配置55無線路光放大器WDM系統(tǒng)的參考配置無線路光放大器WDM系統(tǒng)的參考配置56光波長(zhǎng)的分配目前在SiO2光纖上，光信號(hào)的傳輸都在光纖的兩個(gè)低損耗區(qū)段，即1310nm和1550nm。但由于目前常用的EDFA的工作波長(zhǎng)范圍為1530～1565nm。因此，光波分復(fù)用系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)應(yīng)該在1530～1565nm。在這有限的波長(zhǎng)區(qū)內(nèi)如何有效地進(jìn)行通路分配，關(guān)系到提高帶寬資源的利用率及減少相鄰?fù)烽g的非線性影響等。光波長(zhǎng)的分配目前在SiO2光纖上，光信號(hào)的傳輸都在光纖的兩個(gè)57標(biāo)稱中心頻率和最小通路間隔為了保證不同WDM系統(tǒng)之間的橫向兼容性，必須對(duì)各個(gè)通路的中心頻率進(jìn)行規(guī)范。標(biāo)稱中心頻率是指光波分復(fù)用系統(tǒng)中每個(gè)通路對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)。目前國(guó)際上規(guī)定的通路頻率是基于參考頻率為193.1THz，最小間隔為100GHz的頻率間隔系列。標(biāo)稱中心頻率和最小通路間隔為了保證不同WDM系統(tǒng)之間的橫向兼5816通路和8通路WDM系統(tǒng)中心頻率通路分配表16通路和8通路WDM系統(tǒng)中心頻率通路分配表59更多波長(zhǎng)的考慮隨著各種新業(yè)務(wù)對(duì)WDM系統(tǒng)容量的更高要求，32波乃至更多波長(zhǎng)數(shù)的WDM系統(tǒng)已經(jīng)成熟，其頻率間隔已經(jīng)縮小到50GHz。為了滿足未來通信業(yè)務(wù)的需要，已經(jīng)提出間隔低至12.5GHz的系統(tǒng)方案。更多波長(zhǎng)的考慮隨著各種新業(yè)務(wù)對(duì)WDM系統(tǒng)容量的更高要求，60

中心頻率偏差中心頻率偏差定義為標(biāo)稱中心頻率與實(shí)際中心頻率之差。對(duì)于16通路WDM系統(tǒng)，通道間隔為100GHz（約0.8nm），最大中心頻率偏移為±20GHz（約為0.16nm）；對(duì)于8通路WDM系統(tǒng)，通道間隔為200GHz（約為1.6nm）。也規(guī)定對(duì)應(yīng)的最大中心頻率偏差為±20GHz。中心頻率偏差中心頻率偏差定義為對(duì)于16通路WDM系統(tǒng)，通道61對(duì)于激光器的波長(zhǎng)及其穩(wěn)定性要求較高；光纖的非線性對(duì)光放大器的輸出功率有很大的限制；“四波混頻”效應(yīng)會(huì)造成信道間的串?dāng)_；光纖的色散效應(yīng)限制了信道速率的提高；如何監(jiān)測(cè)線路光放大器等問題。目前WDM還存在一些技術(shù)問題對(duì)于激光器的波長(zhǎng)及其穩(wěn)定性要求較高；目前WD62WDM系統(tǒng)要解決的技術(shù)問題1.光源的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度問題2.光信道的串?dāng)_問題3.光纖色散對(duì)傳輸?shù)挠绊憜栴}4.光纖的非線性效應(yīng)問題5.EDFA的動(dòng)態(tài)可調(diào)整增益與鎖定問題6.EDFA的增益平坦問題7.EDFA的光浪涌問題8.EDFA級(jí)聯(lián)使用時(shí)的噪聲積累問題WDM系統(tǒng)要解決的技術(shù)問題1.光源的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度問題63光波分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.光源技術(shù)--波長(zhǎng)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度高的LD2.多復(fù)用低串?dāng)_的合波分波器3.光纖的色散補(bǔ)償技術(shù)4.頻帶寬、增益平坦，動(dòng)態(tài)可調(diào)整增益與鎖定的EDFA光波分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.光源技術(shù)--波長(zhǎng)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度64光纖通信5線路-課件65光纖通信5線路-課件661.光源的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度問題在WDM系統(tǒng)中，必須對(duì)光源的波長(zhǎng)進(jìn)行精確的設(shè)定和控制，否則波長(zhǎng)的漂移必然會(huì)造成系統(tǒng)無法穩(wěn)定、可靠地工作。所以要求在WDM系統(tǒng)中要有配套的波長(zhǎng)監(jiān)測(cè)與穩(wěn)定技術(shù)。目前采用的主要方法有溫度反饋控制法和波長(zhǎng)反饋控制法來達(dá)到控制與穩(wěn)定波長(zhǎng)的目的。1.光源的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度問題在WDM系統(tǒng)中，必須對(duì)光源672.光信道的串?dāng)_問題光信道的串?dāng)_是影響接收機(jī)的靈敏度的重要因素。信道間的串?dāng)_大小主要取決于光纖的非線性和解復(fù)用器的濾波特性。在信道間隔為1.6nm或0.8nm的情況下，目前使用的光解復(fù)用器在系統(tǒng)中可以保證光信道間的隔離度大于25dB，可以滿足WDM系統(tǒng)的要求，但對(duì)更高速率的系統(tǒng)尚待研究。2.光信道的串?dāng)_問題光信道的串?dāng)_是影響接收機(jī)的靈敏度的重要683.光纖色散對(duì)傳輸?shù)挠绊憜栴}在系統(tǒng)中采用了EDFA后，衰減問題得到了解決，傳輸距離大大增加，但是色散也隨之增加，系統(tǒng)的無中繼傳輸距離由原來的受衰減限制變?yōu)榱耸苌⑾拗?。因此?duì)于高速光纖通信而言，光纖的色散效應(yīng)成為一個(gè)主要的限制因素必須解決，否則無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離通信3.光纖色散對(duì)傳輸?shù)挠绊憜栴}在系統(tǒng)中采用了EDFA后，衰減694.光纖的非線性效應(yīng)問題對(duì)于常規(guī)的單信道光纖通信系統(tǒng)來說，入纖光功率較小，光纖呈線性狀態(tài)傳輸，各種非線性效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響較小，甚至可以忽略。但在WDM系統(tǒng)中，隨著EDFA等放大器的使用，入纖的光功率顯著增大，光纖在一定條件下將呈現(xiàn)非線性特性，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能，包括信道間串?dāng)_和接收機(jī)靈敏度等產(chǎn)生影響。4.光纖的非線性效應(yīng)問題對(duì)于常規(guī)的單信道光纖通信系統(tǒng)來說，705.EDFA的動(dòng)態(tài)可調(diào)整增益與鎖定問題目前，EDFA的帶寬已經(jīng)達(dá)到了35～40nm，雖然其通帶內(nèi)的增益平坦度并不十分理想，但能滿足普通波長(zhǎng)密度的WDM系統(tǒng)的要求，然而對(duì)于密集型波分復(fù)用系統(tǒng)傳輸還不夠。在WDM系統(tǒng)中，各光信道之間的信號(hào)傳輸功率有可能發(fā)生起伏變化，這就要求EDFA能夠根據(jù)信號(hào)的變化，實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)調(diào)整自身的工作狀態(tài)，從而減少信號(hào)波動(dòng)的影響，保證整個(gè)信道的穩(wěn)定。在WDM系統(tǒng)中，如果有一個(gè)或幾個(gè)信道的輸入光功率發(fā)生變化甚至輸入中斷時(shí)，剩下的信道增益即輸出功率會(huì)產(chǎn)生躍變，甚至?xí)鹁€路阻塞。所以EDFA必須具有增益鎖定功能來避免某些信道完全斷路時(shí)對(duì)其他信道的影響。5.EDFA的動(dòng)態(tài)可調(diào)整增益與鎖定問題目前，EDFA的帶寬716.EDFA的增益平坦問題WDM系統(tǒng)中，因各信道的波長(zhǎng)不同而有增益偏差，經(jīng)過多級(jí)放大后，增益偏差積累使各信道信號(hào)特性惡化，最終造成整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作。因此，要使各信道上的增益偏差處在允許范圍內(nèi)，放大器的增益必須平坦。6.EDFA的增益平坦問題WDM系統(tǒng)中，因各信道的波長(zhǎng)不同727.EDFA的光浪涌問題EDFA的采用可使輸入光功率迅速增大，但由于EDFA的動(dòng)態(tài)增益變化較慢，在輸入信號(hào)跳變的瞬間將產(chǎn)生浪涌即輸出光功率出現(xiàn)“尖峰”。峰值光功率可達(dá)數(shù)瓦，有可能造成光/電變換器和光連接器的損壞。7.EDFA的光浪涌問題EDFA的采用可使輸入光功率迅速增738.EDFA級(jí)聯(lián)使用時(shí)的噪聲積累問題信號(hào)經(jīng)過EDFA傳輸后，信噪比會(huì)產(chǎn)生劣化，且信噪比的劣化與級(jí)聯(lián)的EDFA的數(shù)量和放大器之間的光纖段跨距有關(guān)，跨距越大，信噪比劣化越嚴(yán)重。所以，放大器之間的光纖段跨距一般控制在80～120km之內(nèi)，以保證信號(hào)傳輸性能對(duì)信噪比的要求。8.EDFA級(jí)聯(lián)使用時(shí)的噪聲積累問題信號(hào)經(jīng)過EDFA傳輸后74光源技術(shù)對(duì)WDM系統(tǒng)采用的光源技術(shù)主要有：波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)可調(diào)諧濾波器高精度光源外調(diào)制技術(shù)光源技術(shù)對(duì)WDM系統(tǒng)采用的光源技術(shù)主要有：波長(zhǎng)可調(diào)75光波分復(fù)用/解復(fù)用器與光濾波器技術(shù)光波分復(fù)用/解復(fù)用器（WDM/DWDM）是波分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵器件。其功能是將多個(gè)波長(zhǎng)不同的光信號(hào)復(fù)合后送入同一根光纖中傳送解復(fù)用器將在一根光纖中傳送的多個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分解后送入不同的接收機(jī)（解復(fù)用器）。波分復(fù)用器和解復(fù)用器也分別被稱為合波器和分波器.光波分復(fù)用器/解復(fù)用器性能的優(yōu)劣對(duì)于WDM系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量有決定性的影響，其性能指標(biāo)有插入損耗和串?dāng)_。WDM系統(tǒng)對(duì)光波分復(fù)用器/解復(fù)用器的特性要求是損耗及其偏差要小，信道間的串?dāng)_要小，通帶損耗平坦等。光波分復(fù)用/解復(fù)用器與光濾波器技術(shù)光波分復(fù)用/解復(fù)用器（WD761.WDM/DWDM器的結(jié)構(gòu)原理WDM器件類型熔錐光纖型WDM/DWDM干涉濾波器型WDM/DWDM光柵型WDM/DWDM集成光波導(dǎo)型WDM/DWDM1.WDM/DWDM器的結(jié)構(gòu)原理WDM器件類型熔錐77干涉濾波器型DWDM器件原理干涉濾波器型DWDM器件原理78光柵型DWDM器件原理光柵型DWDM器件原理79平面陣列波導(dǎo)光柵型波分復(fù)用器平面陣列波導(dǎo)光柵型波分復(fù)用器802.WDM/DWDM器件性能插入損耗隔離度回波損耗工作波長(zhǎng)范圍通路帶寬2.WDM/DWDM器件性能插入損耗815、光轉(zhuǎn)發(fā)器（OTU）技術(shù)1.OTU的基本結(jié)構(gòu)WDM系統(tǒng)在發(fā)送端采用OTU，主要作用是把非標(biāo)準(zhǔn)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為ITU-T所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)，以滿足系統(tǒng)的波長(zhǎng)兼容性?？梢愿鶕?jù)是否具有OTU將WDM系統(tǒng)分為集成式和開放式兩種OTU器件目前使用的還是光/電/光的變換形式。先由光電二極管PIN或者APD把接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過定時(shí)再生后，產(chǎn)生再生的電信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，再用該信號(hào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)的激光器重新進(jìn)行調(diào)制，從而得到新的合乎要求的標(biāo)準(zhǔn)光波長(zhǎng)信號(hào)（G.692要求的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)）。至于采用全光直接變換的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器目前尚未商用。5、光轉(zhuǎn)發(fā)器（OTU）技術(shù)1.OTU的基本結(jié)構(gòu)WDM系統(tǒng)在82集成式WDM系統(tǒng)集成式WDM系統(tǒng)83開放式WDM系統(tǒng)開放式WDM系統(tǒng)84基于XGM原理OTU基于XGM原理OTU85光纖傳輸技術(shù)WDM系統(tǒng)中的光纖傳輸技術(shù)與一般的光纖通信系統(tǒng)相比，由于存在傳輸速率高和信道數(shù)量多等特點(diǎn)，因此存在著一些特殊的要求，包括光纖選型、色散補(bǔ)償技術(shù)和色散均衡技術(shù)等。光纖傳輸技術(shù)WDM系統(tǒng)中的光纖傳輸技術(shù)與一般的光纖通861.光纖選型從系統(tǒng)成本角度考慮，尤其是對(duì)原有采用G.652光纖的系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)容而言，在G.652光纖線路上增加色散補(bǔ)償元件以控制整個(gè)光纖鏈路的總色散值也是一種可行的辦法。G.652具有成本低、制造和施工工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)于一些較短距離的WDM系統(tǒng)（如省內(nèi)或城域系統(tǒng)）而言仍是一種較好的選擇，此時(shí)可以采用色散補(bǔ)償光纖DCF等多種色散補(bǔ)償技術(shù)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，未來WDM系統(tǒng)中可能會(huì)利用整個(gè)O、S、C和L波長(zhǎng)段，因此色散平坦光纖G.656光纖可能會(huì)得到較大的應(yīng)用1.光纖選型從系統(tǒng)成本角度考慮，尤其是對(duì)原有采用G.65287色散補(bǔ)償技術(shù)隨著現(xiàn)代通信網(wǎng)對(duì)傳輸容量要求的急劇提高，原有光纖線路中大量使用的G.652光纖已不能適應(yīng)，如何在保留原有系統(tǒng)的前提下解決G.652光纖在λ＝1550nm波長(zhǎng)下的色散受限問題，應(yīng)用WDM技術(shù)開通更高速率的通信系統(tǒng)已是升級(jí)擴(kuò)容的當(dāng)務(wù)之急。采用波分復(fù)用和色散補(bǔ)償技術(shù)在現(xiàn)有光纖系統(tǒng)上直接升級(jí)高速率傳輸系統(tǒng)是目前較為適宜的技術(shù)方法。關(guān)于WDM的一些技術(shù)問題已在本章中闡述，色散補(bǔ)償問題將在第11章中詳細(xì)介紹。色散補(bǔ)償技術(shù)88色散均衡技術(shù)在原有采用G.652光纖的系統(tǒng)中，采用色散補(bǔ)償技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)整個(gè)鏈路或者其中部分?jǐn)?shù)字段的總色散為零，但是由于色散補(bǔ)償元件是分段式的使用的，這就可能造成光纖鏈路的色散值呈現(xiàn)起伏波動(dòng)的情況，這也不利于WDM系統(tǒng)。因此需要引入色散均衡技術(shù)，在保證整個(gè)鏈路色散最小的同時(shí)，中間任意數(shù)字段的色散起伏都不會(huì)很大。可行的方法有將G.652光纖和G.655光纖混合使用，或?qū)⑸⒅禐椤埃?、“－”的G.655光纖交替使用。色散均衡技術(shù)89WDM系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)在應(yīng)用EDFA來代替現(xiàn)有光纖系統(tǒng)中中繼器的WDM系統(tǒng)中，由于EDFA的光中繼器上業(yè)務(wù)信號(hào)不能上/下，無電接口接入，只有光信號(hào)放大，而且在業(yè)務(wù)信號(hào)的開銷位置上（如SDH的幀結(jié)構(gòu)）也沒有對(duì)EDFA進(jìn)行監(jiān)控的字節(jié)，因此必須增加一個(gè)電信號(hào)對(duì)EDFA的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控?，F(xiàn)在通常采用的是在一個(gè)新波長(zhǎng)上傳送監(jiān)控信號(hào)。另外對(duì)WDM系統(tǒng)的各相關(guān)部件的故障告警、故障定位、運(yùn)行中的質(zhì)量監(jiān)控、線路中斷時(shí)備用線路的監(jiān)控等也需要監(jiān)控。所以在WDM系統(tǒng)中考慮設(shè)置了光監(jiān)控信道（OSC，OpticalSupervisoryChannel）。WDM系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)90主要的監(jiān)控技術(shù)帶外監(jiān)控技術(shù)對(duì)于使用EDFA作為線路放大器的WDM系統(tǒng)，需要一個(gè)額外的光監(jiān)控信道。ITU-T建議采用一個(gè)特定波長(zhǎng)作為光監(jiān)控信道，傳送監(jiān)測(cè)管理信息。此波長(zhǎng)位于業(yè)務(wù)信息傳輸帶寬之外時(shí)可選用1510±10nm。帶內(nèi)監(jiān)控技術(shù)選用位于EDFA增益帶寬內(nèi)的波長(zhǎng)1532±4.0nm作為監(jiān)控信道波長(zhǎng)。此時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的速率可取為155Mbit/s。主要的監(jiān)控技術(shù)91帶外波長(zhǎng)監(jiān)控帶外波長(zhǎng)監(jiān)控92§5.4光通信線路性能指標(biāo)誤碼性能和抖動(dòng)性能

誤碼率與通話質(zhì)量誤碼率通話質(zhì)量10－6感覺不到干擾10－5在低話音電平范圍內(nèi)感覺輕微干擾10－4在低話音電平范圍內(nèi)有個(gè)別“咯咯”聲10－3在低話音電平范圍內(nèi)都感覺有干擾10－2強(qiáng)烈干擾，聽懂程度明顯下降0.5幾乎聽不懂如何測(cè)試§5.4光通信線路性能指標(biāo)誤碼性能和抖動(dòng)性能誤碼率與通93SERIESG:TRANSMISSIONSYSTEMSANDMEDIADigitaltransmissionsystems–Digitalnetworks–QualityandavailabilitytargetsErrorperformanceofaninternationaldigitalconnectionoperatingatabitratebelowtheprimaryrateandformingpartofanintegratedservicesdigitalnetwork低于基群速率的國(guó)際數(shù)字連接的誤碼性能ITU-TRecommendationG.821INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNIONITU-TG.821TELECOMMUNICATION

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITU(08/96)SERIESG:TRANSMISSIONSYSTEMS941、HRX HypotheticalReferenceConnection1、HRX HypotheticalReferenceC952、Parameterserroredsecond(ES)Itisaone-secondperiodinwhichoneormorebitsareinerrorseverelyerroredsecond(SES)Itisaone-secondperiodwhichhasabiterrorratio>

1.10-3erroredsecondratio(ESR)TheratioofEStototalsecondsinavailabletimeduringafixedmeasurementintervalseverelyerroredsecondratio(SESR)

TheratioofSEStototalsecondsinavailabletimeduringafixedmeasurementinterval2、Parameterserroredsecond(E96AvailableandunavailabletimeAperiodofunavailabletimebeginswhenthebiterrorratio(BER)ineachsecondisworsethan1

.

10-3foraperiodoftenconsecutiveseconds.Thesetensecondsareconsideredtobeunavailabletime.AnewperiodofavailabletimebeginswiththefirstsecondofaperiodoftenconsecutivesecondseachofwhichhasaBERbetterthan10-3.Itshouldbenotedthattotalobservationtime(Stotal)issplitintotwoparts,namely,timeforwhichtheconnectionisdeemedtobeavailable(Savail)andthattimewhenitisunavailable(Sunavail).Errorperformanceshouldonlybeevaluatedwhilsttheconnectionisintheavailablestate.Availableandunavailabletime973、PerformanceobjectivesPerformanceclassificationObjective(Notes1,2)SeverelyErroredSecondRatio

0.002ErroredSecondRatio

0.08NOTES1 Theratiosarecalculatedovertheavailabletime.Theobservationtimehasnotbeenspecifiedsincetheperiodmaydependupontheapplication.Aperiodoftheorderofanyonemonthissuggestedasareference.2 Annex

B

illustrateshowtheoverallperformanceshouldbeassessed.3、PerformanceobjectivesPerfo984、Allocationoftheobjectives

forthethree-circuitclassificationsCircuitclassificationAllocationoftheobjectivesgiveninTable1Localgrade

(2ends)15%blockallowancetoeachend

(Notes2,5and6)Mediumgrade

(2ends)15%blockallowancetoeachend

(Notes3,5and6)Highgrade40%(equivalenttoconceptualqualityof0.0016%perkmfor25000km)

(Notes4,7and8)4、Allocationoftheobjectives99AllocationofErroredSecondRatioobjectiveCircuitclassificationNetworkperformanceobjectives

ESRLocalgrade0.012Mediumgrade0.012Highgrade0.032AllocationofErroredSecondR100INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNIONITU-TG.826TELECOMMUNICATION

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITU(02/99)SERIESG:TRANSMISSIONSYSTEMSANDMEDIA,DIGITALSYSTEMSANDNETWORKSDigitaltransmissionsystems–Digitalnetworks–QualityandavailabilitytargetsErrorperformanceparametersandobjectivesforinternational,constantbitratedigitalpathsatorabovetheprimaryrateITU-TRecommendationG.826基群及更高速率的國(guó)際數(shù)字通道的誤碼性能INTERNATIONALTELECOMMUNICATI1011、HypotheticalReferencePath1、HypotheticalReferencePath1022、ErrorperformanceparametersErroredBlock(EB):Ablockinwhichoneormorebitsareinerror.ErroredSecond(ES):Aone-secondperiodwithoneormoreerroredblocksoratleastonedefect.SeverelyErroredSecond(SES):Aone-secondperiodwhichcontains30%erroredblocksoratleastonedefect.SESisasubsetofES.ErroredSecondRatio(ESR):TheratioofEStototalsecondsinavailabletimeduringafixedmeasurementinterval.SeverelyErroredSecondRatio(SESR):TheratioofSEStototalsecondsinavailabletimeduringafixedmeasurementinterval.BackgroundBlockErrorRatio(BBER):TheratioofBackgroundBlockErrors(BBE)tototalblocksinavailabletimeduringafixedmeasurementinterval.ThecountoftotalblocksexcludesallblocksduringSESs.2、Errorperformanceparameters1033、ErrorperformanceobjectivesEnd-to-endobjectivesRateMbit/s1.5to5

5to15

15to55

55to160

160to3500Bits/block800-50002000-80004000-20

0006000-2000015000-30000ESR0.040.050.0750.16SESR0.0020.0020.0020.0020.002BBER2

10–42

10–42

10–42

10–410–43、Errorperformanceobjectives104Allocationtothenationalportionoftheend-to-endpath

Eachnationalportionisallocatedafixedblockallowanceof17.5%oftheend-to-endobjectiveAnallocationof1%per500

kmisthenappliedtotheresultingdistance.Allocationtotheinternationalportionoftheend-to-endpathTheinternationalportionisallocatedablockallowanceof2%perintermediatecountryplus1%foreachterminatingcountry.Anallocationof1%per500

kmisthenappliedtotheresultingdistance.17.5%Allocationtothenationalpor105總指標(biāo)100%固定分配45%距離分配55%國(guó)際10%終端國(guó)1%x2中間國(guó)2%x4國(guó)內(nèi)35%=2x17.5%1%/500/km用戶線路6%總指標(biāo)100%固定分配45%距離分配55%國(guó)際10%終端國(guó)1106光放大器類型摻鉺光纖放大器（EDFA）

摻鐠光纖放大器（PDFA）2、光纖放大器（FRA）1、半導(dǎo)體放大器（SOA）ErbiumDopedFiberAmplifer§5.5

光放大器

光放大器類型摻鉺光纖放大器（EDFA）摻鐠光纖放大器（P107傳統(tǒng)放大技術(shù)的缺陷放大整形判決再生O/EE/O未來全光網(wǎng)絡(luò)（AON）的發(fā)展趨勢(shì)：光復(fù)用、光交換、光路由，所以必須在光傳輸上實(shí)現(xiàn)全光化。光放大器：直接在光域進(jìn)行放大。缺點(diǎn)：1、設(shè)備復(fù)雜。2、穩(wěn)定性可靠性不夠。3、不利于波分復(fù)用。4、光電轉(zhuǎn)換限制通信的容量。傳統(tǒng)放大技術(shù)的缺陷放大整形判決再生O/EE/O未來全光108常用光放大器的結(jié)構(gòu)圖耦合器件激活物質(zhì)耦合器件泵浦源光輸入信號(hào)放大光信號(hào)常用光放大器的結(jié)構(gòu)圖耦合激活物質(zhì)耦合泵浦源光輸入放大光109半導(dǎo)體光放大器（SOA）半導(dǎo)體光放大器（SOA）是通過受激輻射過程來實(shí)現(xiàn)入射光功率放大的，產(chǎn)生受激輻射所需的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)機(jī)制與半導(dǎo)體激光器中使用的完全相同。盡管光放大器再結(jié)構(gòu)上與激光器很相似，但它沒有反饋機(jī)制，而反饋機(jī)制對(duì)于發(fā)射機(jī)是很有必要的。因此，光放大器可以放大輸入信號(hào)，但不能產(chǎn)生相干的光輸出。如圖所示。其中設(shè)備吸收了外部泵浦光源提供的能量，在激活介質(zhì)中，泵浦為電子提供能量，使其達(dá)到較高能級(jí)，產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。輸入信號(hào)光子會(huì)通過受激輻射過程觸發(fā)這些已經(jīng)激活的電子，使其躍遷到較低的能級(jí)，從而產(chǎn)生一個(gè)放大的信號(hào)。光輸入信號(hào)光纖到放大器的輸入耦合器件激活介質(zhì)泵浦源放大的光輸出信號(hào)圖11.2普通光放大器的基本工作原理半導(dǎo)體光放大器（SOA）半導(dǎo)體光放大器（SOA）是通過受激110半導(dǎo)體光放大器（SOA）有很多吸引人的地方，因?yàn)樗鼈児ぷ髟?300nm和1550nm的低損耗窗口，能夠很容易地與其他光設(shè)備和電路（如耦合器、光隔離器及接收電路）集成在同一基片上；與DFA相比，SOA功耗低，組成器件少，結(jié)構(gòu)緊湊。AOS具有1ps到0.1ns量級(jí)的快速增益響應(yīng)?？焖僭鲆骓憫?yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)：他的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)同時(shí)要求交換和信號(hào)處理時(shí)，SOA能夠完成這樣的任務(wù)；缺點(diǎn)是在比特速率增加到幾個(gè)Gb/s時(shí)，快速載波響應(yīng)會(huì)導(dǎo)致特定波長(zhǎng)上的增益隨著信號(hào)速率起伏。又因?yàn)檫@種起伏會(huì)影響到整個(gè)增益，其他波長(zhǎng)上的信號(hào)增益也會(huì)產(chǎn)生起伏，從而在必須放大波長(zhǎng)寬譜時(shí)引起串?dāng)_。半導(dǎo)體光放大器（SOA）有很多吸引人的地方，因?yàn)樗鼈児ぷ髟?111摻雜光纖放大器（DFA）：在DFA中，用來在1550nm窗口工作的激活介質(zhì)是通過在石英光纖纖芯中摻少量稀土元素鉺或鎰而產(chǎn)生的，工作在1300nm窗口的激活介質(zhì)是由在氟化物光纖中摻釹或鐠元素得到的。DFA的重要特性包括：在不同的波長(zhǎng)上對(duì)器件進(jìn)行泵浦的能力。與之相容的光纖傳輸介質(zhì)間的耦合損耗低、增益對(duì)光偏振狀態(tài)依存性小等。另外，由于其載流子壽命在0.1～10ms量級(jí)，DFA表現(xiàn)為慢增益動(dòng)態(tài)特性，因而對(duì)信號(hào)格式和比特速率具有很高的透明度。當(dāng)信號(hào)調(diào)制超過幾個(gè)千赫茲時(shí)，DFA的增益響應(yīng)基本是不變的。通常，DFA是不受同時(shí)注入放大器的波長(zhǎng)寬譜內(nèi)不同光信道的干擾（串?dāng)_和互調(diào)制失真）影響的。摻雜光纖放大器（DFA）：112常用光放大器及其工作波段PDFAFRASOAEDFA波長(zhǎng)1550nm1310nm損耗常用光放大器及其工作波段PDFAFRASOAEDFA波長(zhǎng)151131半導(dǎo)體光放大器工作原理：

在電泵浦源的作用下，半導(dǎo)體材料發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)遇到外來光子激勵(lì)時(shí)，產(chǎn)生受激輻射，對(duì)光的能量進(jìn)行放大。放大波段：1300nm-1600nm優(yōu)點(diǎn)：1、覆蓋1310nm和1550nm的窗口范圍。2、充分利用激光器技術(shù)，工藝成熟，便于集成。缺點(diǎn)：1、與光纖耦合困難。2、對(duì)光的偏振特性敏感。3、噪聲及串?dāng)_大。1半導(dǎo)體光放大器工作原理：在電泵浦源的作用下，半導(dǎo)體材料發(fā)生114半導(dǎo)體光放大器的類型 法布里-珀羅放大器（FPA） 行波放大器(TWA)法布里-珀羅放大器（FPA）：

在FPA中，半導(dǎo)體晶體的兩個(gè)理解面作為形成法布里-珀羅腔的部分反射端面鏡，其自然理解反射率接近32％，有時(shí)會(huì)通過在端面上形成的反射電介質(zhì)薄層而提高反射率。當(dāng)光信號(hào)進(jìn)入FPA時(shí)，在兩個(gè)鏡面間來回反射并得到放大，直到以較高的強(qiáng)度發(fā)射出去。盡管FPA很容易制作，但光信號(hào)增益對(duì)放大器溫度及入射光頻率變化都很敏感，因此FPA要求溫度和注入電流有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。行波放大器(TWA)：行波放大器在結(jié)構(gòu)上與FPA相同，但其端面上或者有增透膜或者有切面角度，因此不會(huì)發(fā)生內(nèi)反射，入射光信號(hào)只要通過一次TWA就會(huì)得到放大。因?yàn)門WA的光帶寬較寬，飽和功率高以量級(jí)，所以TWA比FPA使用得更為廣泛。又因?yàn)門WA得3dB帶寬比FPA大三個(gè)數(shù)量級(jí)，所以在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中選擇TWA作為SOA。要特別注意的是，TWA在1300nm窗口用作放大器，在1550nm窗口則用作波長(zhǎng)變換器。對(duì)于大多數(shù)情況來說，在有關(guān)光纖系統(tǒng)得近期著作中都不加限定地用“SOA”表示行波半導(dǎo)體光放大器。半導(dǎo)體光放大器的類型 法布里-珀羅放大器（FPA）法布里-115增益對(duì)輸入光功率得典型依存關(guān)系增益對(duì)輸入光功率得依存關(guān)系如圖增益對(duì)輸入光功率得典型依存關(guān)系增益對(duì)輸入光功率得依存關(guān)系如116利用光泵浦源對(duì)光纖進(jìn)行激發(fā)，使光纖中產(chǎn)生非線性效應(yīng)（拉曼散射），將泵浦光的能量向信號(hào)光轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)光的放大。2、拉曼放大器一、工作原理：拉曼散射：介質(zhì)在強(qiáng)光功率下產(chǎn)生對(duì)入射光的非彈性散射，使得短波長(zhǎng)光的的能量向長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)移。λ

λ

二、放大波段三、優(yōu)點(diǎn)1、輸出光功率大，工作穩(wěn)定2、噪聲特性好，耦合容易四、缺點(diǎn)光纖長(zhǎng)度過大，于偏振態(tài)有關(guān)1270nm-1670nm利用光泵浦源對(duì)光纖進(jìn)行激發(fā)，使光纖中產(chǎn)生非線性效應(yīng)（拉曼散117五、結(jié)構(gòu)圖與能帶圖光波長(zhǎng)耦合器泵浦光λ1信號(hào)光λ2λ1λ2+濾波器放大信號(hào)光λ2λ1λ2<hν1hν

2泵浦光信號(hào)光振動(dòng)態(tài)光聲子五、結(jié)構(gòu)圖與能帶圖光波長(zhǎng)耦合器泵浦光λ1信號(hào)光λ2λ1λ2+118什么是摻鉺光纖放大器工作波長(zhǎng)：１５３０nm～１５６０nm

3、摻鉺光纖放大器ＥＤＦＡ是在石英光纖中摻入Er元素，在泵浦光的激勵(lì)下，對(duì)特定波長(zhǎng)的信號(hào)光進(jìn)行放大。優(yōu)點(diǎn)（1）工作波長(zhǎng)與光纖的最小窗口和目前的波分窗口相對(duì)應(yīng)。（2）耦合效率高。（3）增益與偏振態(tài)無關(guān)。（5）增益高、輸出功率大。（4）所需的泵浦功率小。（6）噪聲小Nf=4—7dB(7)對(duì)信號(hào)和傳輸速率透明，兼容各種制式（8）頻帶寬（9）WDM無串話什么是摻鉺光纖放大器工作波長(zhǎng)：１５３０nm～１５６０nm31191）、工作原理

在泵浦光源的激勵(lì)下，摻鉺光纖基級(jí)上的電子產(chǎn)生受激吸收被激發(fā)到到高的激發(fā)能級(jí)上，繼而馬上下降到稍低的亞穩(wěn)態(tài)級(jí)，與基級(jí)形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，當(dāng)信號(hào)光滿足hν=Eg時(shí)，將產(chǎn)生受激輻射激發(fā)同頻同偏振方向的光子，從而對(duì)光產(chǎn)生放大?；鶓B(tài)亞穩(wěn)態(tài)激發(fā)態(tài)1）、工作原理在泵浦光源的激勵(lì)下，摻鉺光纖基級(jí)上的電子產(chǎn)120一般使用發(fā)射980nm光子的泵浦激光器去激勵(lì)電子，使之從基態(tài)躍遷到泵浦能級(jí)。這些受激離子從泵浦帶到亞穩(wěn)帶衰變得非常快。在衰變過程中，多余的能量以聲子得形式釋放，或者等價(jià)地認(rèn)為在光纖內(nèi)產(chǎn)生了機(jī)械振動(dòng)。在亞穩(wěn)態(tài)能帶中，激發(fā)態(tài)離子的電子將移至能帶的底端，在這里，人們使用熒光時(shí)間來表征這個(gè)過程，這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10ns左右。另一種可能的泵浦波長(zhǎng)是1480nm，這些泵浦光子的能量很接近信號(hào)光子能量，只是要稍高一些，吸收個(gè)這樣的泵浦光子，會(huì)直接吧一個(gè)電子從基態(tài)激發(fā)到很少被粒子占據(jù)的亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的頂部，然后這些電子又將移向粒子數(shù)較多的亞穩(wěn)態(tài)較低端。位于亞穩(wěn)態(tài)的電子，在沒有外部激勵(lì)光子流時(shí)，一部分會(huì)衰變回到基態(tài)，這種現(xiàn)象就是所謂的自發(fā)輻射，自發(fā)輻射會(huì)導(dǎo)致放大器的噪聲。一般使用發(fā)射980nm光子的泵浦激光器去激勵(lì)電子，使之從基態(tài)1212）、ＥＤＦＡ的基本結(jié)構(gòu)及功能合波器光濾波器泵浦光源ＥＤＦ（摻鉺光纖）信號(hào)光光隔離器光隔離器放大的信號(hào)光將輸入光信號(hào)和泵浦光混合在一起送給ＥＤＦ輸出一個(gè)較短波長(zhǎng)的激光為ＥＤＦ提供激勵(lì)防止反射光影響光放大器的工作穩(wěn)定性。提供能產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)，放大光信號(hào)。清除放大器的噪聲，提高系統(tǒng)的信噪比光纖放大器由摻雜光纖、一個(gè)或多個(gè)泵浦激光器、無源波長(zhǎng)耦合器、光隔離器組成。雙色性的耦合器能夠運(yùn)用980/1550nm或1480/1550nm的波長(zhǎng)組合，將泵浦光功率與信號(hào)光功率一起有效的耦合進(jìn)光纖放大器。抽頭耦合器不受波長(zhǎng)影響，典型分光比是從到95:5。通常應(yīng)用于放大器的兩側(cè)，將輸入信號(hào)與放大的輸出信號(hào)進(jìn)行比較。。光隔離器是用來防止放大的光信號(hào)反射回原器件，這稱為同向泵浦;也可以沿相反方向進(jìn)行。2）、ＥＤＦＡ的基本結(jié)構(gòu)及功能合波器光濾波器泵浦ＥＤＦ（摻鉺122同向泵浦反向泵浦雙向泵浦EDFA三種配置結(jié)構(gòu)同向泵浦反向泵浦雙向泵浦EDFA三種配置結(jié)構(gòu)123（1）、功率增益G=10Lg(Pout/Pin)(dB)增益與泵浦源功率曲線增益與ＥＤＦ的長(zhǎng)度曲線ＰＧ3）、主要參數(shù)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)趨于飽和放大的光被損耗抵消要得到最大的增益必須選擇合適的泵浦光功率和摻鉺光纖長(zhǎng)度（1）、功率增益G=10Lg(Pout/Pin)(dB)增益124（２）輸出飽和功率和最大輸出功率輸入功率（dBm）0-20-1001020輸出功率(dBm)當(dāng)輸出光功率達(dá)到一定值時(shí)，增加輸入信號(hào)功率，輸出光功率不變，這個(gè)輸出光功率叫做輸出飽和光功率。

輸出飽和光功率定義3dB的飽和光功率為最大輸出光功率，表明EDFA正常工作的最大輸出功率。最大輸出光功率（２）輸出飽和功率和最大輸出功率輸入功率（dBm）0-20-125（３）、噪聲系數(shù)放大器的噪聲主要來源于自發(fā)輻射。噪聲系數(shù)：4）、工作帶寬最大增益下降3dB處對(duì)應(yīng)的光譜寬度定義為工作帶寬。波長(zhǎng)1560nm1530nm（３）、噪聲系數(shù)放大器的噪聲主要來源于自發(fā)輻射。噪聲系數(shù)：41264）EDFA的功率轉(zhuǎn)換效率及增益EDFA的輸入輸出功率可以使用能量守恒原理表示為（16）等式中，是輸入泵浦功率，和分別是泵浦波長(zhǎng)和信號(hào)波長(zhǎng)。上式的基本物理意義是從EDFA輸出的信號(hào)能量總和不能超過注入的泵浦能量。為使泵浦系統(tǒng)能夠工作，必須有<，為了得到適當(dāng)?shù)脑鲆?，又必須滿足。因此功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）可以定義為（17）雖然，PCE小于1。PCE的理論最大值是。純粹是為了參考，可以使用與波長(zhǎng)無關(guān)的量子轉(zhuǎn)換效率（QCE）來幫助理解，其定義為（18）QCE的最大值是1，此時(shí)所有的泵浦光子都轉(zhuǎn)換為信號(hào)光子。4）EDFA的功率轉(zhuǎn)換效率及增益EDFA的輸入輸出功率可127假設(shè)沒有自發(fā)輻射，使用放大器增益G來重寫（16）式，則（19）等式中給出了信號(hào)輸入功率和增益間的一個(gè)重要關(guān)系。當(dāng)輸入信號(hào)功率非常大，即時(shí)，放大器的最大增益是1，這表示放大器對(duì)信號(hào)是透明的。從（19）式可以看出，為了達(dá)到一個(gè)給定的最大增益G，輸入信號(hào)功率必須滿足下式（20）EDFA的最大增益由下式給出（21）等式中是信號(hào)發(fā)射截面，是稀土元素的濃度。最大可能的EDFA增益由這兩個(gè)增益表達(dá)式的最小值給出，即（22）假設(shè)沒有自發(fā)輻射，使用放大器增益G來重寫（16）式，則（1128由，類似地，最大可能地EDFA輸出功率可以表示為（23）泵浦波長(zhǎng)為1480nm、信號(hào)波長(zhǎng)為1550nm時(shí)，EDFA增益與光纖長(zhǎng)度和泵浦功率依存關(guān)系泵浦功率不同時(shí)，EDFA地增益特性與輸出信號(hào)功率的關(guān)系曲線由1295）放大器噪聲

放大器的主要噪聲是放大的自發(fā)輻射噪聲（ASE）ASE的功率譜密度為（24）典型的1480nm泵浦譜和帶有放大的自發(fā)輻射噪聲（ASE）的1550nm處輸出信號(hào)示意圖等式中是光帶寬內(nèi)的ASE噪聲功率，是自發(fā)輻射或粒子數(shù)反轉(zhuǎn)因子，其定義為（25）等式中和分別是能態(tài)1和能態(tài)2中的電子數(shù)密度。5）放大器噪聲放大器的主要噪聲是放大的自發(fā)輻射噪聲（A130ASE噪聲功率的實(shí)驗(yàn)值和理論值與使用的是同向泵浦還是反向泵浦有關(guān)，下圖給出了不同的EDFA長(zhǎng)度時(shí)，ASE噪聲隨功率變化的實(shí)驗(yàn)值和計(jì)算值。對(duì)于不同的EDFA長(zhǎng)度，采用不同的泵浦方式時(shí)，ASE噪聲功率的實(shí)驗(yàn)值、理論值與輸入泵浦功率的關(guān)系曲線：（a）同向泵浦（b）反向泵浦輸入泵浦功率（dBm）輸入泵浦功率（dBm）ASE噪聲功率的實(shí)驗(yàn)值和理論值與使用的是同向泵浦還是反向泵浦131如果總的光場(chǎng)是信號(hào)場(chǎng)與自發(fā)輻射場(chǎng)之和，那么總的檢測(cè)電流正比于光信號(hào)電場(chǎng)的平方，即。等式中前兩項(xiàng)分別是信號(hào)和噪聲，第三項(xiàng)則是信號(hào)和噪聲的混合成分，它可以落在光接收機(jī)的帶寬內(nèi)，降低接收機(jī)的信噪比?？紤]ASE光子，注入光檢測(cè)器的光功率為，如果在光檢測(cè)器之前放置一個(gè)光濾波器，可以明顯降低?？梢缘玫娇偟纳⒘Ｔ肼曤娏鞯木街禐椋?6）等式中B是接收機(jī)前端的電帶寬。由于信號(hào)和ASE具有不同的光頻，因此信號(hào)和ASE的差拍噪聲為（27）另外，由于ASE展寬了光頻范圍，它可以產(chǎn)生自拍噪聲電流（28）總的接收機(jī)噪聲電流的均方值為（29）如果總的光場(chǎng)是信號(hào)場(chǎng)與自發(fā)輻射場(chǎng)之和，132我們可以通過考查不同噪聲成分的大小來簡(jiǎn)化（29）式。（26）可以簡(jiǎn)化為（30）同時(shí)使用這個(gè)結(jié)論與（24）式中的表達(dá)式，可以得到光檢測(cè)器輸出信噪比（S/N）的近似表達(dá)式為（31）等式中是光檢測(cè)器的量子效率。輸入光電流的均方值為（32）注意到信噪比的定義，則（11.31）式中的一項(xiàng)（33）利用噪聲系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)定義，即放大器輸入端的S/N與輸出端S/N的比值，于是有噪聲系數(shù)（34）當(dāng)G很大時(shí)，上式等于。我們可以通過考查不同噪聲成分的大小來簡(jiǎn)化（29）式。（26）133在增益飽和、泵浦波長(zhǎng)為1480nm條件下，分別測(cè)得的同向泵浦和反向泵浦時(shí)EDFA的噪聲系數(shù)曲線。兩種泵浦情況下，增益是相同的在增益飽和、泵浦波長(zhǎng)為1480nm條件下，分別測(cè)得的同向泵浦1346）光放大器的基本應(yīng)用和類型

光放大器不僅在長(zhǎng)距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光線鏈路上具有廣泛的應(yīng)用，而且在多址接入網(wǎng)絡(luò)中補(bǔ)償信號(hào)分路損耗也具有廣泛的應(yīng)用。光放大器的特性使其具有許多不同的應(yīng)用，且又都有不同的設(shè)計(jì)要求。6）光放大器的基本應(yīng)用和類型光放大器不僅在長(zhǎng)距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光線135在線光放大器。在單模鏈路中，光纖色散的影響較小，限制中繼距離的主要因素是光纖衰減，這種鏈路不一定需要信號(hào)的完全再生，簡(jiǎn)單的光信號(hào)放大就足夠了。因此，光放大器可以用來補(bǔ)償傳輸損耗并且增加再生中繼器間的距離。前置放大器。光放大器作為光接收機(jī)的前端放大器。在光電檢測(cè)之前將弱信號(hào)放大，可以抑制在接收機(jī)中由于熱噪聲引起的信噪比下降。與其他前端設(shè)備（雪崩光電二極管或光外差檢測(cè)器）相比較，光前置放大器提供了較大的增益系數(shù)和較寬的帶寬。功率放大器。功率放大器應(yīng)用是指在光發(fā)送機(jī)之后安裝一個(gè)放大器，以提高發(fā)送功率。根據(jù)放大器增益和光線損耗，傳輸距離可以增加10～100km，如果在接收端同時(shí)使用放大技術(shù)與光前置放大器，可以達(dá)到200～250km的無中繼海底傳輸。LAN功率放大器。也可以在局域網(wǎng)中將光放大器用作附加的放大器，來補(bǔ)償耦合插入損耗和功率分配損耗。在線光放大器。在單模鏈路中，光纖色散的影響較小，限制中繼距離136在設(shè)計(jì)需要光放大器的光纖鏈路時(shí)，放大器可以放在三種可能的位置。雖然在這三種不同的結(jié)構(gòu)中，放大器的物理應(yīng)用過程相同，但卻需要工作在不同的輸入功率范圍，這說明要用到不同的放大器增益。要?dú)q信噪比進(jìn)行完整分析是相當(dāng)復(fù)雜的，這需要考慮諸如詳細(xì)的光子統(tǒng)計(jì)特性及離散的放大器結(jié)構(gòu)等因素。有三種類型的放大器，分別為：功率放大器、在線放大器、前置放大器。功率放大器對(duì)于功率放大器，由于它直接放在發(fā)送機(jī)之后，因此輸入功率很高，在這種應(yīng)用中，一般需要較高的泵浦功率。放大器輸入一般為-8dBm或更高一些，為了比在接收機(jī)之前使用前置放大器有更多的優(yōu)點(diǎn)，功率放大器的增益必須大于5dB。在設(shè)計(jì)需要光放大器的光纖鏈路時(shí)，放大器可以放在三種可能的位置137在線放大器在長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中，需要利用光放大器周期性的恢復(fù)因光纖損耗而減弱的光功率。通常在放大器鏈中，每個(gè)EDFA的增益必須恰好能補(bǔ)償前面通過的長(zhǎng)為L(zhǎng)的光纖中的信號(hào)損耗，即，累積的ASE噪聲是級(jí)聯(lián)放大器中主要的信號(hào)劣化因素。信噪比的劣化：SNR劣化與鏈路長(zhǎng)度的函數(shù)關(guān)系。在此鏈路中，ASE噪聲隨著放大器數(shù)目的增加而增加，圖中曲線給出了WDM鏈路中每個(gè)信道的信號(hào)功率、ASE噪聲功率以及SNR在線放大器SNR劣化與鏈路長(zhǎng)度的函數(shù)關(guān)系。在此鏈路中，ASE138鏈路平均ASE噪聲功率

為了補(bǔ)償累積的ASE噪聲、信號(hào)功率必須增加，至少與鏈路長(zhǎng)度成線形關(guān)系才能保持固定的信噪比。光放大器鏈中路徑平均ASE噪聲功率為（35）等式中是光纖損耗系數(shù)，是損傷因子，其定義為（36）鏈路平均ASE噪聲功率為了補(bǔ)償累積的ASE噪聲、信號(hào)功率必139前置放大器

光放大器可以作為前置放大器，用來提高由于熱噪聲限制的直接檢測(cè)接收機(jī)的靈敏度。假設(shè)接收機(jī)噪聲使用電功率N來表示，是給定接收誤碼率時(shí)接收機(jī)所需的電信號(hào)功率S的最小值，那么可以接受的信噪比為/N。信噪比

我們現(xiàn)在使用一個(gè)具有增益為G的光前置放大器，則電接收信號(hào)功率為,信噪比為等式中噪聲項(xiàng)是光前置放大器中的自發(fā)輻射噪聲，在接收機(jī)中通過光電二極管轉(zhuǎn)化為額外的背景噪聲。如果是為了保持同樣的信噪比所需的最小可檢測(cè)到的電信號(hào)功率，則必須有：必須有，于是與的比率即表示最小可檢測(cè)信號(hào)或檢測(cè)靈敏度的改善量（37）（38）（39）前置放大器光放大器可以作為前置放大器，用來提高由于熱噪聲限140（a）（b）增益在1528～1563nm譜帶上平坦的商業(yè)可用EDFA增益在1568～1603nm譜帶上平坦的商業(yè)可用的EDFA（a）（b）增益在1528～1563nm譜帶上平坦的增益141在線放大器增益控制

在使用光放大器的長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)中，輸入功率有波動(dòng)時(shí)，保持在線放大器的輸出功率不變是必要的。波動(dòng)是由光纜中損耗變化或前置光放大器的功能減弱引起的，由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)引起的信道數(shù)目的變化也會(huì)在光放大器的輸出端產(chǎn)生功率變化。信號(hào)控制的自動(dòng)增益控制（AGC）：保持輸出功率不變的實(shí)際可用的方法是使光放大器工作在增益壓縮區(qū)域。在這種由信號(hào)控制的自動(dòng)增益（AGC）方法中，當(dāng)放大器的輸入功率降低時(shí)，為了得到高的輸出功率，增益就會(huì)變大。相反，如果輸入功率增加，增益就會(huì)下降以補(bǔ)償這個(gè)變化。補(bǔ)償?shù)拇_切值與增益和輸入功率的關(guān)系有關(guān)。在線放大器增益控制在使用光放大器的長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)中，輸142無源信號(hào)控制的增益控制方法

圖11.13在這種方法中，放大器工作在標(biāo)稱輸入功率為的飽和區(qū)域。輸入功率降低會(huì)將增益提高到,輸入功率增加會(huì)使增益降至無源信號(hào)控制的增益控制方法圖11.13在這種方法中，放143自愈效應(yīng)：在級(jí)聯(lián)的放大器鏈中，如果放大器間的區(qū)間損耗在某處增加，那么將導(dǎo)致放大器的輸入功率減小，在隨后的幾個(gè)放大器中信號(hào)功率可以在很大程度上得以恢復(fù)，這就是人們所熟知的光放大器通信系統(tǒng)中的自愈效應(yīng)。其他動(dòng)態(tài)增益控制方法：由于放大器工作在飽和區(qū)，信號(hào)控制AGC模式的缺陷是增益很低。當(dāng)信道數(shù)目變化時(shí)，為了保持每一個(gè)波長(zhǎng)輸出功率不變，越來越多的動(dòng)態(tài)增益控制方法已得到驗(yàn)證。比如，在一個(gè)動(dòng)態(tài)AGC實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)某一個(gè)信道突然衰落時(shí)，放大器的輸出功率在1ms內(nèi)就能恢復(fù)到初始值，瞬時(shí)能量變化不超過0.5dB。自愈效應(yīng)：1444、摻鐠光纖放大器一、什么是摻鐠光纖。在氟化物光纖中摻入Pr離子，使之在泵浦光的激勵(lì)下對(duì)特定波長(zhǎng)的信號(hào)光進(jìn)行放大。二、放大波段1281nm-1381nm三、優(yōu)點(diǎn)在1310nm的窗口有平坦的增益，便于對(duì)已敷設(shè)G.652光纖進(jìn)行波分?jǐn)U容。四、問題：工作穩(wěn)定性阻礙其使用化進(jìn)程。4、摻鐠光纖放大器一、什么是摻鐠光纖。在氟化物光纖中摻入P1455.4波分復(fù)用（WDM）

WavelengthDivisionMultiplexing1234WDM光纖一根光纖同時(shí)傳輸幾個(gè)不同波長(zhǎng)的光載波，每個(gè)光載波攜帶不同的信息--波分復(fù)用（WDM）5.4波分復(fù)用（WDM）1234146時(shí)分復(fù)用（TDM）存在的問題：signal1signal21011100111001011TDMsignal“電子瓶頸”限制：

10Gb/s→40Gb/s…光纖色散限制單波長(zhǎng)通信系統(tǒng)遠(yuǎn)不能有效利用光纖帶寬時(shí)分復(fù)用（TDM）存在的問題：signal1signal21147第三傳輸窗口第二傳輸窗口第一傳輸窗外吸收紅外吸收瑞利散射0.22.5損耗(dB/km)波長(zhǎng)(nm)

光纖損耗譜特性