光纖放大器技術就是在光纖的纖芯中摻入能產(chǎn)生激光的稀土元素,通過激光器提供的直流光激勵,使通過的光信號得到放大。傳統(tǒng)的光纖傳輸系統(tǒng)是采用光—電—光再生中繼器,這種中繼設備影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,為去掉上述轉(zhuǎn)換過程,直接在光路上對信號進行放大傳輸,就要用一個全光傳輸型中繼器來代替這種再生中繼器。適用的設備有摻鉺光纖放大器(EDFA)、摻鐠光纖放大器(PDFA)、摻鈮光纖放大器(NDFA)。目前光放大技術主要是采用EDFA。
光纖放大器的作用
增強信號強度
光纖放大器能夠?qū)⒐庠摧敵龅墓庑盘柗糯?,提高信號的強度,使其能夠傳輸更遠的距離或在更寬的網(wǎng)絡中傳輸。這使得光纖通信系統(tǒng)能夠覆蓋更大的地理區(qū)域,支持更多的用戶和設備。
改善信號質(zhì)量
通過放大光信號,光纖放大器可以減少信號在傳輸過程中的衰減和失真,從而改善信號的質(zhì)量。這有助于降低誤碼率,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br />
提高傳輸速度
隨著光纖通信技術的發(fā)展,高速率、大容量的數(shù)據(jù)傳輸已成為主流。光纖放大器能夠支持更高的傳輸速度,使得更多的信息能夠在有限的時間內(nèi)傳輸。
簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
光纖放大器的使用可以簡化光纖通信網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu),減少中繼器的數(shù)量,降低系統(tǒng)復雜性和成本。這有助于提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性。
在光纖接入網(wǎng)中,盡管用戶系統(tǒng)的距離較短,但用戶網(wǎng)的分支太多,需要用光纖放大器來提高光信號的功率以補償光分配器造成的光損耗和提高用戶的數(shù)量,降低用戶網(wǎng)的建設成本。在光纖CATV系統(tǒng)中,隨著其規(guī)模的不斷擴大,其鏈路的傳輸距離不斷增長,光路的傳輸損耗也不斷增加,將光纖放大器應用在光纖CATV系統(tǒng)中不但可提高光功率,補償鏈路的損耗,增加光用戶終端,而且簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),降低了系統(tǒng)成本,加快了光纖CATV的發(fā)展。
當信號很弱時,光纖放大器也可應用于數(shù)據(jù)接收器之前。除了引入放大器噪聲外,這可以提高信噪比和數(shù)據(jù)傳輸速率,因為放大器噪聲比接收器的輸入噪聲要小。雪崩二極管更加常用,它內(nèi)部本身具有信號放大功能。
摻鉺的雙包層光纖可用來產(chǎn)生幾十瓦甚至更高的輸出功率。在這種情況下,泵浦吸收效率比較弱,摻鐿的纖芯有很大的用途。也可以將1500nm波長區(qū)域的超短脈沖放大到比較高的能量,這需要采用EDFAs作為一個放大器鏈。利用了這些放大器的高飽和能量,尤其是采用摻鉺的具有很大模式面積光纖。
數(shù)據(jù)傳輸器的功率在進入長光纖或者損耗很大的器件(如光纖分束器)之前可以先通過EDFA得到高功率。光纖分束器在有線電視系統(tǒng)中應用非常廣泛,在這個系統(tǒng)中一個傳輸器將信號傳入很多光纖中。
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