光放大器應(yīng)用迅速發(fā)展 EDFA成為主流品種

【訊石光通訊咨詢網(wǎng)】近年來，隨著信息和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖放大器的研究和發(fā)展又進(jìn)一步擴(kuò)大了增益帶寬，將光纖通信系統(tǒng)推向了高速率、大容量、長距離方向發(fā)展。由于光纖放大器的獨(dú)特性能，在DWDM傳輸系統(tǒng)、光纖CATV和光纖接入網(wǎng)中有著廣泛的應(yīng)用。目前，實(shí)用化的光放大器主要有摻鉺光纖放大器（EDFA）、拉曼光纖放大器（RFA）和半導(dǎo)體光放大器（SOA）等。其中EDFA技術(shù)已非常成熟，成為現(xiàn)階段光放大器的主流。

摻鉺光纖放大器（EDFA）

       摻鉺光纖放大器（EDFA）是目前應(yīng)用最為廣泛的光纖放大器，主要由摻鉺光纖（EDF）、泵浦光源、光耦合器、光隔離器、光濾波器等組成。摻鉺為增益介質(zhì)，光耦合器的作用是把輸入光信號和泵浦光耦合進(jìn)摻鉺光纖，通過摻鉺光纖的作用把泵浦光的能量轉(zhuǎn)移到輸入光信號中，實(shí)現(xiàn)光信號的能量放大；光隔離器的作用是抑制反射光，保證光放大器工作穩(wěn)定；光濾波器的作用是濾除鉺離子由于自發(fā)輻射產(chǎn)生的噪聲（ASE）。

       EDFA作為光放大器市場的主流品種，在DWDM系統(tǒng)、接入網(wǎng)和有線電視領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 EDFA工作在1550nm窗口上，該窗口光纖低損耗窗口(僅0.2dB/km)。已商用的EDFA噪聲小，增益曲線好，放大器帶寬大，與密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)相兼容，同時(shí)EDFA泵浦效率高、工作性能穩(wěn)定、技術(shù)成熟，在現(xiàn)代長途DWDM通信系統(tǒng)中備受青睞。

        目前市場上EDFA種類很多，包括單波長數(shù)字系統(tǒng)BA/LA，模擬CATV 系統(tǒng)，單波長數(shù)字系統(tǒng)PA，C 波段多波道EDFA，L 波段多波道EDFA，動態(tài)增益可調(diào)EDFA，小型化無制冷EDFA，C＋L＋S 波段寬帶光放大器等。高寬帶EDFA和小型化EDFA模塊近來取得很大進(jìn)展。

拉曼光纖放大器（FRA）

       拉曼光纖放大器（FRA）也是一種技術(shù)較為成熟的光放大器，其工作原理是基于光纖的受激拉曼散射(SRS)效應(yīng)。光纖中的SRS源于光纖的三階非線性效應(yīng)，表現(xiàn)為泵浦光子、Stokes光子與光學(xué)支聲子之間的相互作用。如果一個(gè)信號光與一個(gè)強(qiáng)泵浦光波同時(shí)在光纖中傳輸，并且信號光波長位于泵浦光波的拉曼增益譜帶寬之內(nèi)，則此信號光可被該光纖放大。FRA可分為集總式LRA和分布式DRA。

      FRA與EDFA結(jié)合的寬帶放大器（WEDFA）技術(shù)是系統(tǒng)擴(kuò)展至L波段時(shí)最具應(yīng)用潛力的器件。最新的WEDFA可同時(shí)放大C和L波段（80nm 帶寬），并可提供平坦的功率增益（40dB）和足夠大的輸出功率及良好的信噪比。


半導(dǎo)體光放大器(SOA) 

        SOA是未來全光網(wǎng)中十分重要的光器件，也是在城域網(wǎng)中有望成為與光纖放大器相抗衡的器件。高性能SOA的重要特征之一是增益與偏振無關(guān)。已獲得高達(dá)30～35dB的增益，3dB響應(yīng)譜寬已達(dá)50nm。在16個(gè)周期的SOA中，對波長1550nm的光增益為27dB。 

       半導(dǎo)體光纖放大器（SOA）的放大原理與半導(dǎo)體激光器類似，其放大特性主要取決于有源層的介質(zhì)特性和激光腔的特性。

       當(dāng)前，摻鉺光纖放大器與波分復(fù)用相結(jié)合的傳輸技術(shù)(EDFA＋WDM)已成為高速率、超大容量光通信發(fā)展的主流方向，對EDFA的核心器件的研究非常重要。認(rèn)真研究摻鉺光纖中共摻雜元素引入后的特性，利用合適的濾波器拉平EDFA的增益，適量增加摻鉺光纖的長度補(bǔ)償由于濾波器所導(dǎo)致的增益 衰減，優(yōu)化泵浦功率、泵浦波長等措施，研制出適合于WDM系統(tǒng)的增益平坦、寬帶寬、拍頻噪聲低的新型EDFA；對系統(tǒng)中EDFA的外部動態(tài)增益均衡和增益鎖定，以解決系統(tǒng)中上、下話路或信道功率的隨機(jī)漲落引起各光信道功率失調(diào)是今后的研究方向和發(fā)展趨勢。