文档介绍：式中,Pt 为平均发射光功率(dBm),Pr为接收灵敏度(dBm),αc 为连接器损耗(dB/对), Me 为系统余量(dB),αf为光纤损耗系数(dB/km), αs为每km光纤平均接头损耗(dB/km), αm为每km光纤线路损耗余量(dB/km), L 为中继距离(km)。
或
()
第 7 章光纤通信新技术
光纤通信发展的目标是提高通信能力和通信质量,降低价格,满足社会需要。进入20世纪90年代以后,光纤通信成为一个发展迅速、技术更新快、新技术不断涌现的领域。
本章主要介绍一些已经实用化或者有重要应用前景的新技术,如光放大技术,光波分复用技术,光交换技术,光孤子通信,相干光通信,光时分复用技术和波长变换技术等。
光纤放大器
光波分复用技术
光交换技术
光孤子通信
相干光通信技术
光时分复用技术
波长变换技术
第 7 章光纤通信新技术
返回主目录
已经实用化或者有重要应用前景的新技术:
(1)光放大技术。代替光-电-光再生中继器。
(2)光波分复用技术。扩大网络通信的容量。
(3)光交换技术。突破电子线路的极限速率20Gb/s,是实现全光通信的关键技术。
(4)光孤子通信。改善色散的影响,实现超长距离传输。
(5)相干光通信。提高灵敏度,增加传输距离。
(6)光时分复用技术。提高传输速率,扩大传输容量。
(7)波长变换技术。扩大WDM网络的灵活性和可扩容性。
光纤放大器
(1)光放大器有半导体光放大器
•半导体光放大器的优点是: 小型化,容易与其他半导体器件集成
•半导体光放大器的缺点是:性能与光偏振方向有关,器件与光纤的耦合损耗大。
(2)光纤放大器
掺铒光纤放大器(EDFA)
分布光纤拉曼放大器(DRA)——非线性光纤放大器
光纤放大器的性能与光偏振方向无关,器件与光纤的耦合损耗很小, 因而得到广泛应用。
EDFA
SOA
光纤放大器的实质是:
把工作物质制作成光纤形状的固体激光器,所以也称为光纤激光器。
20世纪80年代末期, μm的掺铒(Er)光纤放大器(EDFA: ErbiumDoped Fiber Amplifier)研制成功并投入实用,把光纤通信技术水平推向一个新高度,成为光纤通信发展史上一个重要的里程碑。
掺铒光纤放大器工作原理
(EDFA)的工作原理,说明了光信号放大的原因。
(a)可以看到,在掺铒光纤(EDF)中,铒离子(Er3+)有三个能级:
•能级1代表基态, 能量最低
•能级2是亚稳态,处于中间能级
•能级3代表激发态, 能量最高
当泵浦(Pump, 抽运)光的光子能量等于能级3和能级1的能量差时,铒离子吸收泵浦光从基态跃迁到激发态(1→3)。
但是激发态是不稳定的,Er3+很快返回到能级2。
如果输入的信号光的光子能量等于能级2和能级1的能量差,则处于能级2的Er3+将跃迁到基态(2→1),产生受激辐射光,因而信号光得到放大。
但是激发态是不稳定的,Er3+很快返回到能级2。
如果输入的信号光的光子能量等于能级2和能级1的能量差,则处于能级2的Er3+将跃迁到基态(2→1),产生受激辐射光,因而信号光得到放大。
由此可见,这种放大是由于泵浦光的能量转换为信号光的结果。