光纖通信課程設(shè)計(jì)及咖啡店創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書

第13頁課程設(shè)計(jì)說明書 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書第二學(xué)期專業(yè)：學(xué)號(hào)：姓名：課程設(shè)計(jì)名稱：光纖通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：EDFA在WDM傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用完成期限：自20XX年6月6日至20XX年6月19日共2周一、設(shè)計(jì)依據(jù)在長(zhǎng)距離傳輸中,由于受發(fā)送功率、接收機(jī)靈敏度,甚至色散等因素的影響和制約,使得光脈沖從光發(fā)射機(jī)輸出經(jīng)過光纖傳輸一定距離后,其幅度會(huì)受到衰減,波形也會(huì)出現(xiàn)失真。因此,要進(jìn)行長(zhǎng)距離的信號(hào)傳輸,就需要在光信號(hào)傳輸一定距離后加中繼器,以放大衰減的信號(hào),使光脈沖得到再生。摻鉺光纖放大器（EDFA）可以省去大量的光中繼器,延長(zhǎng)傳輸距離,這對(duì)于長(zhǎng)途干線傳輸系統(tǒng)具有重要意義，本設(shè)計(jì)主要研究EDFA在WDM中的應(yīng)用。二、要求及主要內(nèi)容1．查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，概要介紹了EDFA的研究背景，包括摻鉺光纖放大器的特點(diǎn)、應(yīng)用、發(fā)展前景以及研究的必要性；2．對(duì)摻EDFA研制過程中的主要光電器件從原理及性能等方面作了系統(tǒng)的描述；3．介紹EDFA在波分復(fù)用系統(tǒng)WDM中的應(yīng)用，進(jìn)行仿真分析。三、途徑和方法1．查找相關(guān)文獻(xiàn)，了解EDFA的工作原理，主要包括摻鉺光纖的基本概念及參數(shù)；2．著重了解現(xiàn)代通信系統(tǒng)中EDFA的作用；3．運(yùn)用的理論分析，介紹了EDFA在WDM中的基本原理，對(duì)摻鉺光纖放大器的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。四、時(shí)間安排1．課題講解：2小時(shí)。2．閱讀資料：10小時(shí)。3．撰寫設(shè)計(jì)說明書：12小時(shí)。4．修訂設(shè)計(jì)說明書：6小時(shí)。主要參考資料[1]王延恒．光纖通信技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：天津大學(xué)出版社，1990[2]黃章勇．光纖通信用光電子器件和組件[M]．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2021.[3]黃章勇．光纖通信用新型光無源器件[M]．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2021[4]孫學(xué)軍，張述軍等．DWDM傳輸系統(tǒng)原理與測(cè)試．北京：人民郵電出版社，2021[5]紀(jì)越峰．光波分復(fù)用系統(tǒng)[M]．北京：北京郵電大學(xué)出版社,2021[6]原榮．光纖通信技術(shù)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2021指導(dǎo)教師（簽字）：教研室主任（簽字）：批準(zhǔn)日期：年月日

EDFA在WDM傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要在長(zhǎng)距離傳輸中,由于受發(fā)送功率、接收機(jī)靈敏度,甚至色散等因素的影響和制約,使得光脈沖從光發(fā)射機(jī)輸出經(jīng)過光纖傳輸一定距離后,其幅度會(huì)受到衰減,波形也會(huì)出現(xiàn)失真。因此,要進(jìn)行長(zhǎng)距離的信號(hào)傳輸,就需要在光信號(hào)傳輸一定距離后加中繼器,以放大衰減的信號(hào),使光脈沖得到再生。摻鉺光纖放大器（EDFA）可以省去大量的光中繼器,延長(zhǎng)傳輸距離,這對(duì)于長(zhǎng)途干線傳輸系統(tǒng)具有重要意義。本文首先介紹了EDFA和WDM的基本原理和應(yīng)用，其次使用optisystem模擬仿真軟件，利用仿真，分析系統(tǒng)的性能和影響性能的參數(shù)因子，優(yōu)化系統(tǒng)，最后對(duì)光路結(jié)構(gòu)修改提高EDMA在WDM傳輸系統(tǒng)中的性能。關(guān)鍵詞：EDFA，WDM，長(zhǎng)距離傳輸，OptiSystem

目錄1.緒論 11.1. 光纖通信的歷史和發(fā)展 11.2. 光纖放大器 21.2.1. 傳輸型光纖放大器 21.2.2. 摻稀土元素光纖放大器 21.3. 論文結(jié)構(gòu)和內(nèi)容 32. EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用 42.1. 摻鉺光纖放大器（EDFA） 42.1.1. EDFA的主要結(jié)構(gòu) 42.1.2. EDFA的工作原理 62.1.3. EDFA的工作特性 72.1.4. EDFA的性能參數(shù) 82.1.5. EDFA的應(yīng)用 102.2. 波分復(fù)用（WDM） 122.2.1. WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及分類 122.2.2. WDM原理及應(yīng)用 132.2.3. WDM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 152.3. WDM系統(tǒng)對(duì)EDFA的要求 183. EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用仿真分析 213.1. OptiSystem軟件簡(jiǎn)介 213.2. EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 213.3本章小結(jié) 25總結(jié) 25參考文獻(xiàn) 261.緒論光纖通信的歷史和發(fā)展光纖通信的誕生和發(fā)展是電信史上的一次重要革命與衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信并列為20世紀(jì)90年代的技術(shù)。進(jìn)入21世紀(jì)后，由于因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展和音頻、視頻、數(shù)據(jù)、多媒體應(yīng)用的增長(zhǎng)，對(duì)大容量（超高速和超長(zhǎng)距離）光波傳輸系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)有了更為迫切的需求。20世紀(jì)90年代初，摻鉺光纖放大器和低損耗傳輸光纖的研制成功以及波分復(fù)用技術(shù)的廣泛應(yīng)用，極大地增加了光纖通信傳輸?shù)男畔⑷萘坎⒀娱L(zhǎng)了光纖通信的傳輸距離，光纖通信得到了快速的發(fā)展。光纖通信技術(shù)中的波分復(fù)用技術(shù)充分利用了單模光纖低損耗區(qū)的優(yōu)勢(shì)，獲得了大的帶寬資源。波分復(fù)用技術(shù)基于每一信道光波的頻率和波長(zhǎng)不同等情況出發(fā)，把光纖的低損耗窗口規(guī)劃為許多個(gè)單獨(dú)的通信管道，并在發(fā)送端設(shè)置了波分復(fù)用器，將波長(zhǎng)不同的信號(hào)集合到一起送入單根光纖中，再進(jìn)行信息的傳輸，而接收端的波分復(fù)用器把這些承載著多種不同信號(hào)的、波長(zhǎng)不同的光載波再進(jìn)行分離。光纖通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著極其重要的作用，信息全球化推動(dòng)經(jīng)濟(jì)全球化，而經(jīng)濟(jì)全球化又反過來促進(jìn)信息全球化。到目前為止，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為最重要的現(xiàn)代信息傳輸技術(shù)之一，在現(xiàn)在的信息社會(huì)背景下得到了普遍意義上的應(yīng)用，迄今尚未發(fā)現(xiàn)可以取代它的更好的技術(shù)。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)來看，光纖通信技術(shù)也必將成為未來通信發(fā)展的主流，帶領(lǐng)人類進(jìn)入全光網(wǎng)絡(luò)時(shí)代自從有了人類，就有了信息交流和傳遞的需要。我過古代的狼煙和烽火可以說是最早的利用光進(jìn)行信息傳遞的方式。隨著科技的進(jìn)步，、電報(bào)一直到目前連接全球的因特網(wǎng)，通信技術(shù)，特別是近代通信技術(shù)，經(jīng)歷了一個(gè)從低頻到高頻，從高頻到微波進(jìn)而到達(dá)光頻的演變過程。通信技術(shù)在人類社會(huì)起到了越來越大的作用，成為這個(gè)信息時(shí)代的支柱技術(shù)。光纖通信技術(shù)的誕生和發(fā)展是電信史上的一次重要革命，三十多年以來，在經(jīng)歷了三代進(jìn)化之后，它正在以超摩爾定律的速度向前發(fā)展。目前世界上80%以上的信息是通過光纖傳送，未來的傳送網(wǎng)必然是建立在光纖通信技術(shù)之上的。近幾年來，隨著密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)、摻鉺光纖放大器（EDFA）技術(shù)和光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)的發(fā)展和成熟，光纖通信技術(shù)正向著超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離通信系統(tǒng)發(fā)展，并且逐步向全光網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。光纖放大器光纖放大器是光纖通信和傳感在實(shí)際應(yīng)用中的重要光學(xué)器件，光在光路傳輸過程中，隨著傳輸距離的增加以及光纖器件的損耗，光信號(hào)會(huì)逐漸變?nèi)酢＿@就需要光纖放大器對(duì)其進(jìn)行放大。早在1964年人們就開始對(duì)光纖放大器進(jìn)行研究，隨著低損耗光纖的使用和稀土摻雜光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，直到1984年才開始在實(shí)際中使用。近年來，互聯(lián)網(wǎng)和光纖通信網(wǎng)的數(shù)字傳輸技術(shù)的迅速發(fā)展，激發(fā)了人們對(duì)光纖光源和光放大器的研究興趣。光纖放大器是一種新型全光放大器，傳統(tǒng)的光—電—光再生中繼器有許多缺點(diǎn)。首先，通信設(shè)備很復(fù)雜，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性不高，特別是在WDM系統(tǒng)中更為突出，因?yàn)橄纫鈴?fù)用出每個(gè)波長(zhǎng)信道，把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后再把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，最后再通過復(fù)用器把放大后的各路光信號(hào)送回光纖中傳輸，所需設(shè)備更復(fù)雜，費(fèi)用更昂貴。其次，傳輸容量受到一定的限制。因此全光傳輸型中繼器正在取代光—電—光再生中繼器。光放大器分為光放大器和半導(dǎo)體光放大器兩類，半導(dǎo)體光放大器（SemiconductorOpticalAmplifier，SOA）的放大介質(zhì)為半導(dǎo)體晶體材料構(gòu)成的正向偏壓的P-N結(jié)[2]。光放大器按照原理主要可以分為兩大類：傳輸型光纖放大器這類光纖放大器基于光在光纖中傳輸?shù)姆蔷€性效應(yīng)包括光纖布里淵放大器（FiberBrillionAmplifier，F(xiàn)BA）和光纖拉曼放大器（FiberRamanAmplifier，F(xiàn)RA）等。對(duì)于光纖布里淵放大器，它是通過相當(dāng)于泵浦光頻率下移的斯托克（Stocks）波的產(chǎn)生來進(jìn)行光放大，其頻移量由非線性介質(zhì)決定[3]。雖然通過一定的設(shè)計(jì)，光纖布里淵放大器能獲得可觀的的增益，但是其放大的帶寬非常窄，應(yīng)用并不廣。光纖拉曼放大器是將強(qiáng)泵浦與微弱信號(hào)光一起耦合在一根光纖中傳輸，若是將信號(hào)光波長(zhǎng)比泵浦光波長(zhǎng)長(zhǎng)，并且波長(zhǎng)差在一定范圍內(nèi)，由于受激拉曼散射效應(yīng)，強(qiáng)泵浦的功率部分轉(zhuǎn)移到微弱信號(hào)光上，使信號(hào)光獲得增益。它的優(yōu)點(diǎn)是寬寬帶和低噪聲，缺點(diǎn)是需要很強(qiáng)的泵浦功率，其應(yīng)用也受到很大的限制。摻稀土元素光纖放大器稀土元素即元素周期表中的鑭系元素，鉺（Er）、鐠（Pr）、銩（Tm）、鐿（Yb）、釹（Nd）等屬于此系，目前通信領(lǐng)域?qū)较⊥凉夥糯笃鞯难芯勘容^多的集中在摻鐿光纖放大器（YtterbiumDopedFiberAmplifier，YDFA）、摻鉺光纖放大器（ErbiumDopedFiberAmplifier，EDFA）和摻銩光纖放大器（ThuliumDopedFiberAmplifier，TDFA）上，其中摻鉺光纖放大器是其中最典型、最成功的例子。與傳輸性光纖放大器相比，摻稀土元素光纖放大器中，EDFA是性能優(yōu)異、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的光纖放大器。自從1985年，英國(guó)南安普敦大學(xué)首先成功地研究出摻鉺光纖，并與1986年首次研制出針對(duì)光纖通訊第三個(gè)窗口（1.55μm波段）的光纖放大器，EDFA技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。到1988年，低損耗的摻鉺光纖技術(shù)已相當(dāng)成熟，并達(dá)到實(shí)用水平。它的研制成功是光纖通信領(lǐng)域內(nèi)的一次革命[4]。論文結(jié)構(gòu)和內(nèi)容通過閱讀大量的資料及現(xiàn)在人們對(duì)信息傳送速率和信息容量的要求，本文主要研究EDFA在WDM傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。第一章研究了光通信的發(fā)展，現(xiàn)狀，提出本文的設(shè)計(jì)目的及意義；其次講解了光纖放大器的分類，提出摻鉺光纖放大器；并簡(jiǎn)單的介紹了波分復(fù)用的定義及其應(yīng)用。第二章介紹了摻鉺光纖放大器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，說明了摻鉺光纖放大器的性能指標(biāo)，泵浦方式及其在通信中的應(yīng)用；其次介紹了波分復(fù)用的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，極其關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用。第三章介紹了OptiSystem這個(gè)軟件，并對(duì)EDFA在WDM傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用的仿真分析。

EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用摻鉺光纖放大器（EDFA）EDFA的主要結(jié)構(gòu)EDFA主要由摻鉺光纖（EDF）、泵浦光源、光耦合器、光隔離器和光濾波器等組成，如圖1.1所示。圖1.1EDFA的基本組成(1)摻鉺光纖（EDF）：光纖放大器的關(guān)鍵部件是具有增益放大特性的摻鉺光纖，其長(zhǎng)度為10m~100m左右，鉺離子的摻雜濃度一般為2100~2021ppm左右。因而使摻鉺光纖的設(shè)計(jì)最佳化是主要的技術(shù)關(guān)鍵。EDFA的增益與許多參數(shù)有關(guān)，如鉺離子濃度、放大器長(zhǎng)度、芯徑以及泵浦光功率等。(2)泵浦源對(duì)泵浦源的基本要求是高功率和長(zhǎng)壽命。它是保證光纖放大器性能的基本因素。幾個(gè)波長(zhǎng)可有效激勵(lì)摻鉺光纖?，F(xiàn)在采用的半導(dǎo)體激光器，輸出功率為10~200mW，工作波長(zhǎng)為0.98μm或1.48μm。最先使用1480nm的多量子阱(MQW)激光器，其輸出功率可達(dá)100mW，泵浦增益系數(shù)較高。現(xiàn)在一般采用980nm波長(zhǎng)泵浦，它的效率更高,噪聲更低。(3)波分復(fù)用器其作用是使泵浦光與信號(hào)光進(jìn)行復(fù)合。對(duì)它的要求是插入損耗低，因而適用的WDM器件主要有熔融拉錐形光纖耦合器和干涉濾波器。(4)光隔離器在輸入、輸出端插入光隔離器目的是抑制光路中的反射，保證信號(hào)單向傳輸、防止反射光影響EDFA的工作穩(wěn)定性，從而使系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠、降低噪聲。對(duì)隔離器的基本要求是插入損耗低、反向隔離度大。(5)光濾波器濾除放大器噪聲，提高信噪比。EDFA的內(nèi)部按泵浦方式分，有三種基本的結(jié)構(gòu)：同向泵浦、反向泵浦和雙向泵浦。（1）同向泵浦這是一種信號(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，如圖1.2所示。輸入泵浦光較強(qiáng)，故粒子反轉(zhuǎn)激勵(lì)也強(qiáng)，其增益系數(shù)大。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)成簡(jiǎn)單，噪聲指數(shù)較小；缺點(diǎn)是輸出功率較低。圖1.2同向泵浦（2）反向泵浦這是一種信號(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，如圖1.3所示。其優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)光信號(hào)放大到很強(qiáng)時(shí)，泵浦光也強(qiáng)，不易達(dá)到飽和，輸出功率比同向泵浦高；缺點(diǎn)是噪聲性能差。圖1.3反向泵浦（3）雙向泵浦這是一種同向泵浦與反向泵浦同時(shí)泵浦的結(jié)構(gòu)，如圖1.4所示。用多個(gè)泵浦源從多個(gè)方向激勵(lì)光纖。多個(gè)泵浦源部分前向，部分后向，結(jié)合前兩種優(yōu)點(diǎn)。使泵浦光在光纖中均勻分布，從而使其增益在光纖中均勻分布。圖1.4雙向泵浦圖1.5（a）給出了三種泵浦方式的信號(hào)輸出功率與泵浦功率的關(guān)系。由于這三種方式的微分轉(zhuǎn)換效率（即圖中曲線斜率）不同，因此再同樣的泵浦條件下，同向泵浦式EDFA的輸出功率最低。圖1.5（b）給出噪聲指數(shù)NF與輸出功率之間的關(guān)系。由于輸出功率加大將導(dǎo)致粒子反轉(zhuǎn)數(shù)下降。因此，在未飽和區(qū)，同向泵浦式EDFA的噪聲指數(shù)最小，但是在飽和區(qū)，情況就不同。圖1.5（c）給出了噪聲指數(shù)與光纖長(zhǎng)度的關(guān)系?？梢?，不管摻餌光纖的長(zhǎng)度如何，同向泵浦EDFA噪聲指數(shù)均最小。(a)信號(hào)輸出功率與泵浦功率的關(guān)系(b)噪聲指數(shù)與輸出功率的關(guān)系(c)噪聲指數(shù)與光纖長(zhǎng)度的關(guān)系圖1.5相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系EDFA的工作原理EDFA的工作原理與半導(dǎo)體激光器類似：當(dāng)較弱的信號(hào)光和較強(qiáng)的泵浦光一起輸入摻餌光纖時(shí)，泵浦光激活EDF中的鉺粒子并形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布；在信號(hào)光子的感應(yīng)下，產(chǎn)生受激輻射并實(shí)現(xiàn)信號(hào)光的放大作用。由于EDFA的核心放大元件是摻餌光纖，其具有細(xì)長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此可以實(shí)現(xiàn)有源區(qū)的能量密度較高，從而降低了對(duì)泵浦功率的要求。鉺粒子的能級(jí)分布如圖1.6所示。圖1.6鉺離子工作能級(jí)當(dāng)WDM的信號(hào)光通過這段粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的EDF時(shí)，電子在WDM信號(hào)光作為感應(yīng)光場(chǎng)的情況下，從亞穩(wěn)態(tài)受激輻射到基態(tài)上，并產(chǎn)生與輸入光子完全一樣（具有相同波長(zhǎng)、相同方向和相同相位）的光子，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)光在EDF的傳播過程中被放大。因此，簡(jiǎn)單地說，EDFA放大就是把泵浦能量轉(zhuǎn)換為信號(hào)光的能量，而且它的效率很高。泵浦效率等因素的影響，980nm、1480nm半導(dǎo)體激光器更適合于EDFA的泵浦光源，而且這兩種半導(dǎo)體激光器已經(jīng)得到很好的商用化。另外，980nm相對(duì)于1480nm而言，增益高、噪聲小，是目前EDFA的首選泵浦光源，只用幾毫瓦的泵浦功率就可獲得高達(dá)30~40dB的放大器增益。EDFA的工作特性(1)工作波長(zhǎng)恰好落在光纖通信的最佳波長(zhǎng)區(qū)(1500nm)；(2)因?yàn)镋DFA的主體也是一段光纖，它與線路光纖的耦合損耗很小，甚至可達(dá)到0.1dB;(3)噪聲指數(shù)低，一般4~7dB；(4)增益高，約20~40dB，飽和輸出功率大，約8~15dBm；(5)頻帶寬，在1550nm窗口有20~40nm帶寬，可進(jìn)行多信道傳輸，便于擴(kuò)大傳輸容量，從而節(jié)省成本費(fèi)用;(6)與半導(dǎo)體光放大器不同，光纖放大器的增益特性與光纖極化狀態(tài)無關(guān)，放大特性與光信號(hào)的傳輸方向也無關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)雙向放大(光纖放大器內(nèi)無隔離器時(shí));(7)所需泵浦功率較低(數(shù)十毫瓦)，泵浦效率卻相當(dāng)高，用980nm光源泵浦時(shí)，增益效率為10dB/mW，用1480nm光源泵浦時(shí)為5.1dB/mW；泵浦功率轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)功率的效率為92.6%，吸收效率為88%；(8)在多信道應(yīng)用中可進(jìn)行無串話傳輸；(9)放大器中只有低速電子裝置和幾個(gè)無源器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，體積??；(10)對(duì)不同傳輸速率的數(shù)字體系具有完全的透明度，即與準(zhǔn)同步數(shù)字體系(PDH)和同步數(shù)字體系(SDH)的各種速率兼容，調(diào)制方案可任意選擇；(11)EDFA需要的工作電流比光-電-光再生器的小，因此可大大減小遠(yuǎn)供電流，從而降低了對(duì)海纜的電阻和絕緣性能的要求。EDFA的性能參數(shù)EDFA主要性能參數(shù)包括功率增益、輸出功率和噪聲等。1.功率增益功率增益（dB）表示了EDFA的放大能力，其定義為輸出功率與輸入功率之比，即EDFA的增益大小與輸入信號(hào)功率、泵浦功率、摻餌光纖長(zhǎng)度等多種因素有關(guān)，通常為15～40dB。圖1.7給出了EDFA信號(hào)增益與泵浦光功率的關(guān)系。圖1.7增益（G）與泵浦光功率的關(guān)系由圖可見，小信號(hào)輸入時(shí)的增益系數(shù)大于大信號(hào)輸入時(shí)的增益系數(shù)。當(dāng)放大器增益出現(xiàn)飽和時(shí)，即使泵浦功率增加很多，增益也會(huì)基本保持不變。此時(shí)放大器的增益效率（圖中曲線斜率）將隨著泵浦功率的增加而下降。圖1.8給出了增益與摻餌光纖長(zhǎng)度的關(guān)系。由圖可見，剛開始是增益隨摻餌光纖長(zhǎng)度的增加而上升，但是光纖超過了一定長(zhǎng)度之后，由于光纖本身的損耗，增益反而逐漸下降，因此存在一個(gè)可獲得最佳增益的最佳長(zhǎng)度。這一長(zhǎng)度只能是最大增益長(zhǎng)度，而不是摻餌光纖的最佳長(zhǎng)度，因?yàn)檫€牽涉到其他諸如噪聲等的特性。圖1.8增益（G）與摻餌光纖長(zhǎng)度的關(guān)系2.輸出功率對(duì)于EDFA而言，當(dāng)輸入功率增加時(shí)，受激輻射加快，以至于減少了粒子反轉(zhuǎn)數(shù)，使受激輻射光減弱，輸出功率趨于平穩(wěn)。EDFA的輸入/輸出關(guān)系如圖1.9所示。圖1.9EDFA的輸入/輸出關(guān)系衡量EDFA的輸出功率特性通常使用3dB飽和輸出功率，其定義為飽和增益下降3dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸出功率值。3.噪聲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。理論分析表明，EDFA的噪聲指數(shù)Fn的極限值是3dB。這表明在即使是在理想情況下，每經(jīng)過一個(gè)EDFA，信噪比也會(huì)下降一半。因此，即使EDFA的增益完全補(bǔ)償光纖線路的損耗，實(shí)際使用中也不能無限制地級(jí)聯(lián)EDFA，這樣會(huì)導(dǎo)致接收到信號(hào)的信噪比難以承受。EDFA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：延長(zhǎng)中繼距離，使無中繼傳輸達(dá)數(shù)百公里。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。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。與CATV等技術(shù)結(jié)合，對(duì)視頻傳播和ISDN具有積極作用。EDFA的具體的應(yīng)用形式有三種。（1）線路放大（LA）線路放大是指將EDFA置于光纖鏈路原有中繼器的位置，對(duì)信號(hào)進(jìn)行在線放大，如圖1.10所示。LA是EDFA最常見的應(yīng)用形式，廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)途和本地通信系統(tǒng)中，替代復(fù)雜昂貴的光中繼器。圖1.10線路放大（LA）（2）功率放大（BA）功率放大是指將EDFA設(shè)置于光發(fā)送機(jī)后，如圖1.11所示。BA可以提高注入光纖的有效光功率，從而延長(zhǎng)中繼距離。BA的引入會(huì)導(dǎo)致入纖功率的大幅提高，可能會(huì)在光纖中激發(fā)出較強(qiáng)的非線性效應(yīng)，因此在實(shí)際應(yīng)用中要對(duì)其輸出功率進(jìn)行仔細(xì)控制。應(yīng)具有較高的飽和輸出功率。圖1.11功率放大（BA）（3）前置放大（PA）前置放大是指將EDFA置于光接收機(jī)之前，如圖1.12所示。PA可以將光纖線路傳輸?shù)奈⑷豕庑盘?hào)進(jìn)行放大，從而提高光接收機(jī)的靈敏度。PA一般工作在小信號(hào)狀態(tài)，因此需要有較高的噪聲性能和增益系數(shù)，而不需要很高的輸出功率以避免造成光接收機(jī)過載。圖1.12前置放大（PA）波分復(fù)用（WDM）WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及分類WDM系統(tǒng)主要有以下五個(gè)部分組成：光發(fā)送機(jī)、光中繼放大、光接收機(jī)、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1所示。光發(fā)射機(jī)是光波分復(fù)用系統(tǒng)的核心。它發(fā)出波長(zhǎng)不同，但精度和穩(wěn)定度滿足一定要求的光信號(hào)，經(jīng)過光波分復(fù)用器（即合波器）合成一路送入光功率放大器放大，然后耦合到光纖上進(jìn)行傳輸。光中繼放大器一般采用摻鉺光纖放大器，主要是用于補(bǔ)償光信號(hào)由于長(zhǎng)距離傳輸所圖2.1WDM系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖造成的信號(hào)衰減。光接收機(jī)主要由前置放大器、光分波器等組成。光前置放大器首先放大經(jīng)傳輸而衰減的光信號(hào)，然后利用分波器分離各特定波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)行接收。光監(jiān)控信道是監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各信道的傳輸情況，在發(fā)送端插入本節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的波長(zhǎng)的光監(jiān)控信號(hào)，與主信道的光信號(hào)混合輸出。在接收端，將接收到的光信號(hào)分波，獲得光監(jiān)控信號(hào)。幀同步字節(jié)、公務(wù)字節(jié)和網(wǎng)管所用的開銷字節(jié)均是通過光監(jiān)控信道來傳遞的。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是通過光監(jiān)控信道的物理層傳送開銷字節(jié)到其它節(jié)點(diǎn)或接收其它節(jié)點(diǎn)的開銷字節(jié)對(duì)光波分復(fù)用系統(tǒng)迸行管理。主要實(shí)現(xiàn)配置、故障、性能、安全管理等功能，并與上層管理系統(tǒng)相連。根據(jù)WDM線路系統(tǒng)中是否設(shè)置有在線光中繼放大，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)，其中無線路光放大器WDM系圖2.2有線路光放大器WDM系統(tǒng)的參考配置圖2.3無線路光放大器WDM系統(tǒng)的參考配置統(tǒng)可以認(rèn)為是點(diǎn)到點(diǎn)的單跨有線路放大器系統(tǒng)（中繼段為一）。WDM原理及應(yīng)用光波分復(fù)用（wavelength-divisionmultiplex-ing，簡(jiǎn)稱WDM）技術(shù)又稱光波長(zhǎng)分割復(fù)用技術(shù)，是指在一根光纖中能同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的一種技術(shù)。它是在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來，耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端再將組合波長(zhǎng)的光信號(hào)分開，恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端。具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）可充分利用光纖的帶寬資源，使同一根光纖的傳輸容量增加幾倍至幾十倍，甚至幾百倍。2）由于光波分復(fù)用技術(shù)使用的波長(zhǎng)相互獨(dú)立，故可以同時(shí)傳輸特性完全不同的信號(hào)。3）采用全雙工方式，光信號(hào)可以在一根光纖中同時(shí)向兩個(gè)不同的方向傳輸，節(jié)省了線路投資，提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。4）對(duì)于早期敷設(shè)的芯數(shù)不多的光纜，波分復(fù)用技術(shù)可提供“在線升級(jí)，平滑過渡”的技術(shù)支持，即在對(duì)原有系統(tǒng)不作較大改動(dòng)的情況下，進(jìn)行擴(kuò)容，節(jié)省投資。5）隨著傳輸速率的不斷提高，許多光器件的響應(yīng)速度已明顯不足。使用波分復(fù)用技術(shù)可以降低對(duì)器件性能上的要求。6）波分復(fù)用器件大多是光無源器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，穩(wěn)定可靠，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和施工中有很大靈活性。因此，波分復(fù)用技術(shù)成為當(dāng)前迸行擴(kuò)容、升級(jí)改造以及建設(shè)新的高速、大容量通信網(wǎng)絡(luò)的最佳技術(shù)選擇。WDM系統(tǒng)的主要應(yīng)用形式有以下三種。（1）雙纖單向傳輸雙纖單向傳輸WDM系統(tǒng)如圖2.4所示。雙纖單向傳輸是指一根光纖只完成一個(gè)方向光信號(hào)的傳輸，反向光信號(hào)的傳輸由另一根光纖來完成。雙纖單向傳輸WDM系統(tǒng)可以方便地分階段動(dòng)態(tài)擴(kuò)容。例如在對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)容工作中，可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)量的需要逐步增加波長(zhǎng)來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，是目前WDM系統(tǒng)最主要的應(yīng)用形式。圖2.4雙纖單向傳輸WDM系統(tǒng)（2）單纖雙向傳輸單纖雙向傳輸WDM系統(tǒng)如圖2.5所示。單纖雙向傳輸指在一根光纖實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向光信號(hào)的同時(shí)傳輸，兩個(gè)方向的光信號(hào)應(yīng)安排在不同波長(zhǎng)上以實(shí)現(xiàn)彼此雙方全雙工的通信聯(lián)絡(luò)。雙向WDM系統(tǒng)可以減少使用光纖和線路放大器的數(shù)量，這對(duì)于光接入網(wǎng)等環(huán)境的使用具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。（3）光分路插入傳輸光分路插入傳輸WDM系統(tǒng)如圖2.6所示。通過光分插復(fù)用器（OADM）可以實(shí)現(xiàn)圖2.5單纖雙向傳輸WDM系統(tǒng)圖2.6光分路插入傳輸WDM系統(tǒng)各波長(zhǎng)的光信號(hào)在中間站的分出與插入，即完成上/下光路，利用這種方式可以完城DWDM系統(tǒng)的環(huán)形組網(wǎng)。根據(jù)上/下通路是否針對(duì)特定波長(zhǎng)設(shè)定，可以分為固定波長(zhǎng)光分路插入系統(tǒng)和可變光分路插入系統(tǒng)。WDM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)由于同時(shí)有多個(gè)不同波長(zhǎng)通路在一根光纖中同時(shí)傳輸，因此對(duì)于WDM系統(tǒng)而言會(huì)存在一些單信道光纖通信系統(tǒng)中沒有的問題，包括：1）光源的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度2）信道串?dāng)_3）色散4）非線性效應(yīng)5）光放大器引入的傳輸損傷（1）光源技術(shù)WDM系統(tǒng)中的光源技術(shù)包括兩方面的內(nèi)容，一是如何保證光元器件發(fā)出的波長(zhǎng)的穩(wěn)定度和精準(zhǔn)度，而是如何實(shí)現(xiàn)以較低成本的方式靈活實(shí)現(xiàn)滿足G.694標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)波長(zhǎng)。4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)（2）波分復(fù)用器/解復(fù)用器光波分復(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（波分復(fù)用器）或?qū)⒃谝桓饫w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，是一種與波長(zhǎng)有關(guān)的光纖耦合器。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。根據(jù)制造工藝和技術(shù)特點(diǎn)，波分復(fù)用器/解復(fù)用器件大致有熔錐光纖型、干涉濾波器型、光柵型和集成光波導(dǎo)型等幾種類型。（3）光轉(zhuǎn)發(fā)器（OTU）根據(jù)光接口的兼容性可以分成開放式和集成式兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。集成式系統(tǒng)要求接入光接口滿足DWDM光接口標(biāo)準(zhǔn)（即ITU-TG.692波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)），開放式系統(tǒng)在波分復(fù)用器前加入了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（OTU），將SDH光接口（即ITU-TG.957）轉(zhuǎn)換成符合ITU-TG.692規(guī)定的接口標(biāo)準(zhǔn)。OTU的基本功能是完成G.957到G.692的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換功能，使得包括SDH在內(nèi)的各類不具備WDM標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)的光纖通信系統(tǒng)能夠接入WDM系統(tǒng)，另外，OTU還可以根據(jù)需要增加定時(shí)再生的功能。SDHSDH系統(tǒng)DWDM系統(tǒng)O/EE/O定時(shí)再生G．957G．692OTU圖2.7OUT應(yīng)用示例（4）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。（5）光放大器增益箝制技術(shù)WDM系統(tǒng)中，個(gè)別波長(zhǎng)通道的故障或者波長(zhǎng)上下路等網(wǎng)絡(luò)配置的更改，都會(huì)引起光纖鏈路中實(shí)際傳輸波長(zhǎng)數(shù)量的變化，光功率也隨之變化。為了保證每個(gè)波長(zhǎng)通道的輸出功率穩(wěn)定，光放大器的增益應(yīng)能隨實(shí)際應(yīng)用的波長(zhǎng)數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，即需要光放大器的泵浦源輸出功率能夠隨著輸入信號(hào)的變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。光放大器的增益箝制技術(shù)就是指當(dāng)輸入功率在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，光放大器的增益隨之變化并使得其他波長(zhǎng)通道的輸出功率保持溫度的技術(shù)。光放大器的增益箝制實(shí)現(xiàn)機(jī)制主要包括總功率控制法、飽和波長(zhǎng)法、載波調(diào)制法和全光增益箝制法等。（6）光監(jiān)控信道技術(shù)在使用光放大器作為中繼器的WDM系統(tǒng)中，由于光放大器中不提供業(yè)務(wù)信號(hào)的上下，同時(shí)在業(yè)務(wù)信號(hào)的開銷位置中（如SDH的幀結(jié)構(gòu)）也沒有對(duì)光放大器進(jìn)行監(jiān)控的冗余字節(jié)，因此缺少能夠?qū)夥糯笃饕约胺糯笾欣^信號(hào)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的手段。此外，對(duì)WDM系統(tǒng)的其他各個(gè)組成部件的故障告警、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)控等也需要冗余控制信息。為了解決這一問題，WDM系統(tǒng)中通常采用的是業(yè)務(wù)以外的一個(gè)新波長(zhǎng)上傳送專用監(jiān)控信號(hào)，即設(shè)置光監(jiān)控信道（OSC）。光監(jiān)控信道的設(shè)置一般應(yīng)滿足以下幾個(gè)條件：1）OSC的波長(zhǎng)不應(yīng)與光放大器的泵浦波長(zhǎng)重疊；2）OSC不應(yīng)限制兩線路放大器之間的距離；3）OSC提供的控制信息不收光放大器的限制，即線路放大器失效時(shí)監(jiān)控信道應(yīng)盡可能可用；4）OSC傳輸應(yīng)該是分段的，且具有均衡放大、識(shí)別再生、定時(shí)功能和雙向傳輸功能，在每個(gè)光放大器中繼站上，信息能被正確的接收下來；5）只考慮在兩根光纖上傳輸?shù)碾p向系統(tǒng)，允許OSC在雙向傳輸，以便若其中一根光纖被切斷后，監(jiān)控信息仍然能被線路終端接受到目前常用的光監(jiān)控信道設(shè)置方案有帶外波長(zhǎng)監(jiān)控技術(shù)和帶內(nèi)波長(zhǎng)監(jiān)控技術(shù)兩種。圖2.8帶外波長(zhǎng)監(jiān)控示意圖WDM系統(tǒng)對(duì)EDFA的要求WDM技術(shù)利用光纖的寬帶特性，提高了光纖的傳輸效率，是長(zhǎng)距離光纖干線通信系統(tǒng)擴(kuò)容的行之有效的辦法。與摻鉺光纖放大器（EDFA）結(jié)合使用，WDM技術(shù)的優(yōu)越性更加明顯。使用光纖放大器可將原來的電—光—電中繼改為全光中繼，使中繼過程大大簡(jiǎn)化，而且系統(tǒng)的“透明”度也大為增加（即當(dāng)變換碼速率、增加信道數(shù)或變換傳輸體制時(shí)，只需更換首尾端機(jī)，無需變更中繼放大器），因而在長(zhǎng)途干線中具有廣闊的應(yīng)用前景。在WDM長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中,EDFA對(duì)擴(kuò)大系統(tǒng)的傳輸能力有強(qiáng)大的促進(jìn)作用。EDFA在波長(zhǎng)為980nm或1480nm的光功率泵浦下,EDFA能在寬度為35nm的范圍內(nèi)(波長(zhǎng)1530nm～1565nm)提供40dB高增益、100mW高輸出功率和4dB低噪聲系數(shù)的性能。盡管如此,這種EDFA卻不一定非常適合于WDM長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)。因?yàn)閃DM系統(tǒng)對(duì)EDFA除了要求其高增益、低噪聲外,對(duì)EDFA全部帶寬內(nèi)提供的增益平坦化特性要求格外嚴(yán)格。如果EDFA的增益不平坦,當(dāng)WDM系統(tǒng)中的若干個(gè)不同波長(zhǎng)信號(hào)同時(shí)經(jīng)多個(gè)EDFA級(jí)聯(lián)放大傳輸時(shí),接收機(jī)各個(gè)信道收到的光功率和信噪比(SNR)便各不相同。這種非均衡性對(duì)系統(tǒng)的性能非常有害,往往會(huì)使各路之間發(fā)生串?dāng)_,其具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：接收到的非均衡功率最終會(huì)使有些信道的接收光功率超過接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍;SNR不均衡最終會(huì)導(dǎo)致某些波長(zhǎng)信道的誤碼率(BER)高于指定值;接收到的最小信號(hào)功率可能低于接收機(jī)的靈敏度。因此,在WDM系統(tǒng)中,要求EDFA的帶內(nèi)增益平坦度小于1.0dB。第25頁課程設(shè)計(jì)說明書EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用仿真分析OptiSystem軟件簡(jiǎn)介隨著光纖通信系統(tǒng)日新月異的發(fā)展，光通信系統(tǒng)越來越復(fù)雜?，F(xiàn)行的光纖通信系統(tǒng)通常包括眾多非線性器件和非高斯噪聲源，對(duì)這樣的光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析是非常復(fù)雜的，需要耗費(fèi)極其多的時(shí)間。因此，人工或者單純依靠經(jīng)驗(yàn)計(jì)算設(shè)計(jì)光纖通信系統(tǒng)已經(jīng)越來越顯得力不從心。在這背景下，這些設(shè)計(jì)和分析任務(wù)被高效、有效、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助軟件執(zhí)行已成為必然的趨勢(shì)。OptiSystem就此營(yíng)運(yùn)而生。OptiSystem是一款創(chuàng)新的光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真軟件，它集成了設(shè)計(jì)、測(cè)試和優(yōu)化各種光網(wǎng)絡(luò)物理層等諸多功能，從模擬視頻廣播系統(tǒng)到洲際骨干光纖鏈路的設(shè)計(jì)均可以使用OptiSystem進(jìn)行設(shè)計(jì)、測(cè)試、優(yōu)化。OptiSystem作為一款獨(dú)立的產(chǎn)品，不依賴于其他模擬框架。它是一款基于現(xiàn)實(shí)光纖通信系統(tǒng)模型的系統(tǒng)級(jí)仿真軟件。它擁有強(qiáng)大的新的模擬環(huán)境、真正的分層結(jié)構(gòu)定義組件。它允許添加用戶自定義組件，具備良好的系統(tǒng)擴(kuò)展性，可以實(shí)現(xiàn)與其他仿真軟件比如Matlab的無縫銜接。OptiSystem具備全面的用戶圖形界面（GUI,GraphicalUserInterface）,可以靈活控制光學(xué)元件的布局、網(wǎng)表、組件模型、演示圖形等。擁有豐富的元件庫，其中包含大量的有源和無源器件，可以滿足一般情況下系統(tǒng)仿真的需求。并且相關(guān)器件均包括實(shí)際的、波長(zhǎng)相關(guān)的參數(shù)。參數(shù)的掃描和優(yōu)化允許用戶研究特定的器件技術(shù)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用研究EDFA在WDM系統(tǒng)中的作為線路放大的方針電路圖如下：圖3.1EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用用偽隨機(jī)發(fā)生器作為信號(hào)源，記過非歸零脈沖發(fā)生器，在通過M-Z調(diào)制器調(diào)制，進(jìn)入復(fù)用器將兩路信號(hào)合并。在通過循環(huán)控制電路，進(jìn)入分波器。實(shí)現(xiàn)電路的波分復(fù)用。其中摻鉺光纖放大器后為色散補(bǔ)償光纖，對(duì)線路中的色散進(jìn)行補(bǔ)償，延長(zhǎng)傳輸距離，降低色散對(duì)光纖中信號(hào)的影響，保證信號(hào)有效傳輸。圖3.2原始信號(hào)圖3.3合波后的光譜對(duì)電路中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，觀察不同參數(shù)下的系統(tǒng)性能，如：對(duì)光纖的長(zhǎng)度設(shè)置，從0km-100km分為5段進(jìn)行觀察，在50km出仍可觀察到較為清晰的眼圖，隨著光纖長(zhǎng)度的增加，眼圖的清晰度不斷變差。下圖為誤碼率和傳播距離為25km的眼圖：圖3.4參數(shù)設(shè)置圖3.5眼圖圖3.6誤碼率對(duì)該系統(tǒng)就光纖長(zhǎng)度進(jìn)行二維圖譜分析，分析系統(tǒng)的性能（光纖長(zhǎng)度對(duì)系統(tǒng)性能的影響）。圖3.7二維圖譜根據(jù)二位圖譜可得當(dāng)系統(tǒng)的光纖長(zhǎng)度在25km以下是性能最佳，25km-75km時(shí)性能有明顯下降，大于75km后性能急劇變差。已無法觀測(cè)到清晰地眼圖。EDFA在WDM系統(tǒng)中主要作為放大器使用，本次實(shí)驗(yàn)中將其作為線路放大使用，其性能的優(yōu)劣極大的影響了系統(tǒng)的性能，關(guān)系著系統(tǒng)所能達(dá)到的最遠(yuǎn)傳輸距離以及信號(hào)的傳輸質(zhì)量。對(duì)EDFA性能影響最大的是摻鉺光纖的長(zhǎng)度，將其長(zhǎng)度由5到100米分為十等份進(jìn)行仿真，觀測(cè)二維圖譜。圖3.8對(duì)EDFA的長(zhǎng)度參量進(jìn)行設(shè)置圖3.9EDFA的長(zhǎng)度參量進(jìn)行二維圖譜分析將光纖設(shè)定為定量，改變EDFA的長(zhǎng)度，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。由二維圖譜可以看出EDFA的性能隨著摻鉺光纖的長(zhǎng)度變化而變化，長(zhǎng)度在小于30米的距離時(shí)其性能最好，長(zhǎng)度在大于30米時(shí)性能開始下降，在傳輸長(zhǎng)度在53時(shí)，摻鉺光纖放大器在系統(tǒng)中已經(jīng)起不到放大的作用，因此，在使用EDFA時(shí)，要選擇合適的長(zhǎng)度，不是越長(zhǎng)或越短越好。3.3本章小結(jié)本章主要是EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)研究，首先簡(jiǎn)介了optisystem這個(gè)仿真軟件，其次是研究影響EDFA在WDM系統(tǒng)性能的各個(gè)參數(shù)的影響，通過仿真得出圖形，進(jìn)行分析研究。EDFA在WDM系統(tǒng)中可以用做前置放大、功率放大、線路放大等，只是現(xiàn)在對(duì)EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用的研究還不完善，需要做進(jìn)一步的研究。第27頁課程設(shè)計(jì)說明書總結(jié)隨著數(shù)據(jù)通信量的劇增,提高光纖通信系統(tǒng)容量和傳輸距離已迫在眉睫，EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用已成為系統(tǒng)擴(kuò)容的一條重要途徑?；贓DFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用已成為實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)擴(kuò)容和提高系統(tǒng)傳輸距離的最優(yōu)方案。本章首先介紹了光纖通信技術(shù)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀及展望，分析了現(xiàn)在人們對(duì)通信的需求，其次介紹了放大器的分類提出EDFA在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用的基本方法。在第二章中，簡(jiǎn)介了摻鉺光纖放大器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，WDM系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。分析了系統(tǒng)的特性指標(biāo)及各個(gè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)整體的影響，并且說明了摻鉺光纖放大器在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用。第三章中我們可以從圖形中看出EDFA在WDM系統(tǒng)中的基本應(yīng)用。在最后，通過仿真分析了EDFA及光纖參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以達(dá)到最佳性能。

參考文獻(xiàn)[1]王延恒．光纖通信技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：天津大學(xué)出版社，1990.[2]黃章勇．光纖通信用光電子器件和組件[M]．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2021.[3]黃章勇．光纖通信用新型光無源器件[M]．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2021.[4]孫學(xué)軍，張述軍等．DWDM傳輸系統(tǒng)原理與測(cè)試．北京：人民郵電出版社，2021.[5]紀(jì)越峰．光波分復(fù)用系統(tǒng)[M]．北京：北京郵電大學(xué)出版社,2021.[6]原榮．光纖通信技術(shù)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2021

咖啡店創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書第一部分：背景在中國(guó)，人們?cè)絹碓綈酆瓤Х?。隨之而來的咖啡文化充滿生活的每個(gè)時(shí)刻。無論在家里、還是在辦公室或各種社交場(chǎng)合，人們都在品著咖啡?？Х戎饾u與時(shí)尚、現(xiàn)代生活聯(lián)系在一齊。遍布各地的咖啡屋成為人們交談、聽音樂、休息的好地方，咖啡豐富著我們的生活，也縮短了你我之間的距離，咖啡逐漸發(fā)展為一種文化。隨著咖啡這一有著悠久歷史飲品的廣為人知，咖啡正在被越來越多的中國(guó)人所理解。第二部分：項(xiàng)目介紹第三部分：創(chuàng)業(yè)優(yōu)勢(shì)目前大學(xué)校園的這片市場(chǎng)還是空白，競(jìng)爭(zhēng)壓力小。而且前期投資也不是很高，此刻國(guó)家鼓勵(lì)大學(xué)生畢業(yè)后自主創(chuàng)業(yè)，有一系列的優(yōu)惠政策以及貸款支持。再者大學(xué)生往往對(duì)未來充滿期望，他們有著年輕的血液、蓬勃的朝氣，以及初生牛犢不怕虎的精神，而這些都是一個(gè)創(chuàng)業(yè)者就應(yīng)具備的素質(zhì)。大學(xué)生在學(xué)校里學(xué)到了很多理論性的東西，有著較高層次的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)代大學(xué)生有創(chuàng)新精神，有對(duì)傳統(tǒng)觀念和傳統(tǒng)行業(yè)挑戰(zhàn)的信心和欲望，而這種創(chuàng)新精神也往往造就了大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的動(dòng)力源泉，成為成功創(chuàng)業(yè)的精神基礎(chǔ)。大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的最大好處在于能提高自己的潛力、增長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)，以及學(xué)以致用;最大的誘人之處是透過成功創(chuàng)業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)自己的理想，證明自己的價(jià)值。第四部分：預(yù)算1、咖啡店店面費(fèi)用咖啡店店面是租賃建筑物。與建筑物業(yè)主經(jīng)過協(xié)商，以合同形式達(dá)成房屋租賃協(xié)議。協(xié)議資料包括房屋地址、面積、結(jié)構(gòu)、使用年限、租賃費(fèi)用、支付費(fèi)用方法等。租賃的優(yōu)點(diǎn)是投資少、回收期限短。預(yù)算10-15平米店面，啟動(dòng)費(fèi)用大約在9-12萬元。2、裝修設(shè)計(jì)費(fèi)用咖啡店的滿座率、桌面的周轉(zhuǎn)率以及氣候、節(jié)日等因素對(duì)收益影響較大?？Х瑞^的消費(fèi)卻相對(duì)較高，主要針對(duì)的也是學(xué)生人群，咖啡店布局、格調(diào)及采用何種材料和咖啡店效果圖、平面圖、施工圖的設(shè)計(jì)費(fèi)用，大約6000元左右3、裝修、裝飾費(fèi)用具體費(fèi)用包括以下幾種。(1)外墻裝飾費(fèi)用。包括招牌、墻面、裝飾費(fèi)用。(2)店內(nèi)裝修費(fèi)用。包括天花板、油漆、裝飾費(fèi)用，木工、等費(fèi)用。(3)其他裝修材料的費(fèi)用。玻璃、地板、燈具、人工費(fèi)用也應(yīng)計(jì)算在內(nèi)。整體預(yù)算按標(biāo)準(zhǔn)裝修費(fèi)用為360元/平米，裝修費(fèi)用共360*15=5400元。4、設(shè)備設(shè)施購(gòu)買費(fèi)用具體設(shè)備主要有以下種類。(1)沙發(fā)、桌、椅、貨架。共計(jì)2250元(2)音響系統(tǒng)。共計(jì)450(3)吧臺(tái)所用的烹飪?cè)O(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備、洗滌設(shè)備、加工保溫設(shè)備。共計(jì)600(4)產(chǎn)品制造使用所需的吧臺(tái)、咖啡杯、沖茶器、各種小碟等。共計(jì)300凈水機(jī)，采用美的品牌，這種凈水器每一天能生產(chǎn)12l純凈水，每一天銷售咖啡及其他飲料100至200杯，價(jià)格大約在人民幣1200元上下?？Х葯C(jī)，咖啡機(jī)選取的是電控半自動(dòng)咖啡機(jī)，咖啡機(jī)的報(bào)價(jià)此刻就應(yīng)在人民幣350元左右，加上另外的附件也不會(huì)超過1200元。磨豆機(jī)，價(jià)格在330―480元之間。冰砂機(jī)，價(jià)格大約是400元一臺(tái)，有點(diǎn)要說明的是，最好是買兩臺(tái)，不然夏天也許會(huì)不夠用。制冰機(jī)，從制冰量上來說，一般是要留有富余?？钪票鶛C(jī)每一天的制冰量是12kg。價(jià)格稍高550元，質(zhì)量較好，所以能夠用很多年，這么算來也是比較合算的。5、首次備貨費(fèi)用包括購(gòu)買常用物品及低值易耗品，吧臺(tái)用各種咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的費(fèi)用。大約1000元6、開業(yè)費(fèi)用開業(yè)費(fèi)用主要包括以下幾種。(1)營(yíng)業(yè)執(zhí)照辦理費(fèi)、登記費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi);預(yù)計(jì)3000元(2)營(yíng)銷廣告費(fèi)用;預(yù)計(jì)450元7、周轉(zhuǎn)金開業(yè)初期，咖啡店要準(zhǔn)備必須量的流動(dòng)資金，主要用于咖啡店開業(yè)初期的正常運(yùn)營(yíng)。預(yù)計(jì)2000元共計(jì)： 120000+6000+5400+2250+450+600+300+1200+1200+480+400+550+1000+3000+450+2000=1