CATV-EDFA Project

1、CATV-EDFA Project项目启动报告Outline 光放大器简介 EDFA的基本理论和结构 EDFA在CATV中的应用 CATV-EDFA的性能参数 CATV-EDFA项目小组光放大器简介光放大器简介 什么是光放大器？光放大器光放大器(G)弱光弱光Pin强光强光PoutASEASE泵浦源泵浦源被放大的光信号输入光信号光放大器被放大的光信号输入光信号光放大器光放大器是一种在保持光信号特征不变的情况下，对信号光功率进行在线直接放大的光有源模块。光放大器一般都由增益介质，激励源和输入输出耦合结构组成。按增益介质不同，可分为两种类型：1.采用活性介质，如半导体材料或者掺稀土元素(Er,Pr,

2、Yb)的光纤，利用受激辐射机制实现光的放大。例如半导体光放大器和掺杂光纤放大器；2.基于光纤的非线性效应，利用受激散射机制实现光的放大。例如受激拉曼和受激布利渊散射光放大器输入光信号输出光信号电流半导体介质输入光信号输出光信号泵浦光泵浦光石英光纤/掺杂光纤耦合器耦合器 EDFA EDFA的基本理论和的基本理论和结构结构一些基本的概念电子轨道、能级 跃迁辐射跃迁（发光）非辐射跃迁（不发光）受激吸收（光泵浦）受激辐射（光放大）自发辐射（产生噪声）获得光放大的基本条件：粒子数反转，即上能级的粒子数比下能级的多。受激吸收E1E2hvE1E2受激吸收后E2受激发射hvE1E2受激发射后hvhv自发辐射E

3、1E2自发辐射后E1E2hv什么是EDFA？掺铒光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier）EDFA的基本原理利用受激辐射机制，在激光介质（铒光纤）中注入泵浦光使其激发，达到粒子数反转时对信号光产生增益来实现光信号的放大。泵浦波长可以是514、679、800、980、1480nm波长短于980nm的泵浦效率低，因而通常采用980和1480nm泵浦。01234514501500155016001650Wavelength (nm)Emission/Absorption (dB/m)EmissionAbsorptionEDFAEDFA的基本结构的基本结构Signal In

4、Signal OUTInput CouplerOutput CouplerEDFIsolator1Isolator2WDMInput PIN DetectorOutput PIN DetectorCo- Pump LaserWDMCounter-Pump LaserRS232RS485Other CommunicationRack CPU SystemRS232RS485Ethernet PortT1/E1 PortDisplayKeyPower SupplyBackup Power2Notes:1 for Gain Block1+2 for EDFA with Control Circuit

5、GFF EDFA EDFA在在CATVCATV中的应用中的应用CATV（Community Antenna Television）CATV称为有线电视网,由有线电视公司运营,提供广播业务,包括电视,图文电视等,CATV网采用模拟传输方式,是一种模拟网络。1310nm1310nm系统和系统和1550nm1550nm系统系统 1310nm光传输系统光传输系统系统色散最小，采用直接调制的DFB光发射机；光传输损耗大，最大为0.4dB/km，最大无中继距离为35km；系统设备简单，技术成熟，成本较低；适合短距离传输，光节点数少。 1550nm光传输系统光传输系统系统色散较大，采用外调制的光发射机；光传

6、输损耗小，典型值为0.25dB/km；可以采用EDFA作为传输中继，考虑到SBS效用，单级中继最大长度在60km左右，EDFA可以级联，最大级联次数应少于或等于3次；适合长距离传输，覆盖范围大；在长距离和多节点系统中，具有技术指标和成本的双重优势；是目前CATV发展的主流方案。EDFAEDFA在在CATVCATV中的应用中的应用光放大器在CATV光纤传输系统中基本作用有四种，即功率放大器（后置），前置放大器（预放），分配放大器和线路放大器（中继）。 (1)功率放大器：紧接光发射机输出端之后。由于光发射机后的信号功率一般都比较大，所以，对功率放的噪声指数、增益要求并不是很高，但要求放大后，有比较

7、大的饱和输出功率. 如上图中的EDFA1。(2)前置放大器：在光接收机前，对信号进行预放，提高光接收机的接收灵敏度。要求应有较大的增益和较低的噪声，如上图中的EDFA2。(3)分配放大器：在光分路器之前插入EDFA，用于分配光信号。一般要求比较小的噪声指数，较大的输出光功率。如上图中的EDFA3。(4)线路放大器：在功放之后，传输线路中间插入EDFA，用于周期性地补偿线路传输损耗，增加传输距离。一般要求比较小的噪声指数，较大的输出光功率。如上图中的EDFA4。 CATV-EDFA CATV-EDFA的性能参数的性能参数工作带宽（Working Bandwidth）是指在输入功率范围内，光纤放大

8、器能达到标称的输出光功率的工作波长范围，以nm表示。输入光功率范围（Input Optical Power Range）当光纤放大器的输出光功率满足标称功率时，光纤放大器输入信号功率所在的光功率范围。输出光功率（Output Optical Power）当输入信号光功率在标称的输入功率范围内，光纤放大器输出信号的光功率。噪声系数（Noise Figure）受限于散弹噪声信号通过光纤放大器传输引起的具有特定量子效率光，在检测器输出端信噪比与输出端信噪比之比，以dB表示泵浦泄漏功率（Pump Leakage）从光纤放大器泄漏的泵浦光功率，以dBm表示。 CATV-EDFA CATV-EDFA项目项目小小组组项目小组的工作分为以下四个部分：光学模块：光无源器件的选型，光路设计和器件组装以及光