光纤布线超过100km需要的光纤放大器有哪几种你知道吗?

光纤布线超过100km需要的光纤放大器有哪几种你知道吗?

光纤放大器是怎么工作的?

当传输距离过长时(大于100 km),光信号会有很大的损耗,过去人们通常使用光中继器来放大光信号,这种设备在实际应用中有一定的限制,现已逐渐被光纤放大器取代,光纤放大器的工作原理如下图所示,它可以直接对光信号进行放大,而不需要经过光-电-光转换的过程。

光纤放大器是怎么工作的?

有哪几种光纤放大器?

1、掺铒光纤放大器(EDFA)

掺铒光纤放大器(EDFA)主要是由掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器、光隔离器和光滤波器组成,其中,掺铒光纤是光信号放大的重要部件,主要用来实现对1550 nm波段光信号的放大,因此,掺铒光纤放大器(EDFA)在1530 nm到1565 nm波长范围内的工作效果最佳。

掺铒光纤放大器(EDFA)原理

优点:

泵浦功率利用率最高(大于50%)

可直接并同时对1550 nm波段内的光信号进行放大

增益超过50 dB

长距离传输中噪声小

缺点

掺铒光纤放大器(EDFA)体积较大

这种设备不能和其他半导体设备协调工作

2、拉曼放大器

拉曼放大器是唯一能在1292 nm~1660 nm波段内对光信号进行放大的设备,它的工作原理是基于石英光纤中的受激拉曼散射效应,如下图所示,当处于泵浦光拉曼增益带宽内的弱光信号与强泵浦光波同时在光纤中传输时,弱光信号会因拉曼散射效应得到放大。

拉曼放大器原理

优点:

适用的波段范围广

可用在已安装的单模光纤布线应用中

可以补充掺铒光纤放大器(EDFA)的不足

功耗低、串扰小

缺点:

泵浦功率高

增益控制系统复杂

噪声大

3、半导体光纤放大器(SOA)

半导体光纤放大器(SOA)将半导体材料作为增益介质,其光信号输入处和输出处都有抗反射涂层,防止放大器端面的反射,排除共振器功效。

半导体光纤放大器(SOA)原理

优点:

体积小

输出功率小

增益带宽小,但是可以用在多种不同的波段

比掺铒光纤放大器(EDFA)便宜,而且可以和半导体设备一起使用

可以实现交叉增益调制、交叉相位调制、波长转换和四波混频四种非线性操作

缺点:

性能不如掺铒光纤放大器(EDFA)高

噪声大、增益小

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题图来自 Unsplash,基于 CC0 协议

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