光纖通信劉增基版第七章(1)

1、7.1 光放大器光放大器7.2 光波分復用技術光波分復用技術7.3 光交換技術光交換技術7.4 光孤子通信光孤子通信7.5 相干光通信技術相干光通信技術7.6 光時分復用技術光時分復用技術7.7 波長變換技術波長變換技術第第 7 章章 光纖通信新技術光纖通信新技術返回主目錄 第第 7 章章 光纖通信新技術光纖通信新技術 光纖通信發(fā)展的目標是提高通信能力和通信質量，降低價格，滿足社會需要。進入20世紀90年代以后，光纖通信成為一個發(fā)展迅速、 技術更新快、新技術不斷涌現(xiàn)的領域。 本章主要介紹一些已經(jīng)實用化或者有重要應用前景的新技術，如光放大技術，光波分復用技術，光放大技術，光波分復用技術，光交換技

2、術，光孤子通光交換技術，光孤子通信，相干光通信，光時分復用技術，波長變換技術信，相干光通信，光時分復用技術，波長變換技術和無源光網(wǎng)無源光網(wǎng)絡（絡（PON）技術（第）技術（第8章）章）等等等。 影響：光放大器最重要的意義在于促使波分復用技術影響：光放大器最重要的意義在于促使波分復用技術 (WDM) 走向實用化、促進了光接入網(wǎng)的實用化走向實用化、促進了光接入網(wǎng)的實用化歷史：以歷史：以1985年年英國南安普頓大學首先研制英國南安普頓大學首先研制 成功成功的摻鉺光纖放大器的摻鉺光纖放大器 (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA) 代表的全光放大技術是光纖通信技代表的全光

3、放大技術是光纖通信技 術上的一次革命術上的一次革命動機：解決電中繼器設備復雜、維護難、成本高的問題動機：解決電中繼器設備復雜、維護難、成本高的問題 David PayneTDM系統(tǒng)系統(tǒng)RXEDFATXTXTXTXTXTXTXTXRXRXRXRXRXRXRX120 km120 km120 kmDWDM系統(tǒng)系統(tǒng)EDFATXRXRegReg120 km120 km120 kmTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegTXRXRegRegEDFA在DWDM系統(tǒng)中的應

4、用光放大器與激光器的光放大器與激光器的唯一區(qū)別唯一區(qū)別就是光放大器沒有正反饋機制就是光放大器沒有正反饋機制( FBA: Fiber Brillouin Amplifier)原理：把泵浦光能量轉化為信號光能量工作范圍：1300 1560 nm鉺離子的三能帶結構hvhvhvhvhvhvhvhv980 nm亞穩(wěn)態(tài)能帶泵浦能帶快速非輻射躍遷監(jiān)視和監(jiān)視和告警電路告警電路泵浦監(jiān)視泵浦監(jiān)視和控制電路和控制電路泵浦泵浦LDPD探測器探測器泵浦泵浦LD輸入隔離器輸入隔離器輸入輸入 WDM輸出耦合器輸出耦合器輸出隔離器輸出隔離器輸出輸出WDM摻鉺摻鉺光纖光纖熱熱 沉沉光輸入光輸入5 V0 V5 V電源電源監(jiān)視監(jiān)視

5、激光器驅動輸入激光器驅動輸入光輸出光輸出 圖圖7.3(b) 實用光纖放大器構成方框圖實用光纖放大器構成方框圖insoutsPPdBG,10log10)(outinnSNRSNRF)()( ：nsnsnsoptPDEEEEEEPi2222信號光和ASE噪聲一同輸入到光檢測器中進行檢測，各種頻率分量相互拍頻：因此，在PD之后，ASE 帶來的噪聲包括： - ASE噪聲項 - ASE與信號的拍頻項它們落在檢測器帶寬內(nèi)降低接收機的信噪比解決辦法：通過一個帶通濾波器 抑制ASE噪聲功率15441569典型的典型的EDFAEDFA增益譜增益譜固有的增益不平坦，增益固有的增益不平坦，增益差隨級聯(lián)放大而積累增大差隨級聯(lián)放大而積累增大各信道的信噪比差別增大各信道的信噪比差別增大各信道的接收靈敏度不同各信道的接收靈敏度不同增益譜的形狀隨信號功率而變，在有信道插入、增益譜的形狀隨信號功率而變，在有信道插入、分出的動態(tài)情況下，失衡情況更加嚴重分出的動態(tài)情況下，失衡情況更加嚴重降低SOA偏振靈敏性的方法（a）增益譜寬：除了覆蓋常用的C+L波段，還覆蓋了S和S+波段。而常用的EDFA一般只能單獨放大C波段或者L波段；（b）增益譜與介質無關：增益譜不是由特定的摻雜元素決定，只