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掺铒光纤放大器的优点

      EDFA的主要优点有：

       1)EDFA工作波长1500nm恰好落在光纤通信的最佳波长区。

       2)因为EDFA的主体是一段光纤，它与线路光纤的耦合损耗很小， 甚至可达到0.1dB。

       3）噪声指数低，一般为4~7dB。

       4）增益高，为20~40dB；饱和输出功率大，为8~15dBm。

       5）频带宽，在1550nm窗口有20~40nm带宽，可进行多信道传输， 便于扩大传输容量，从而节省成本费用。

       6）与半导体光放大器不同，光纤放大器的增益特性与光纤极化状态无关，放大特性与光信号的传输方向也无关，在光纤放大器内无隔离器时，可以实现双向放大。

       7）所需泵浦功率较低（数十毫瓦），泵浦效率却相当高，用980nm光源泵浦时，增益效率为10dB/mW，用1480nm光源泵浦时为5.1dB/mW；泵浦功率转换为输出信号功率的效率为92.6%，吸收效率为88%。

       8）放大器中只有低速电子元件和几个无源器件，结构简单、可靠性高、体积小。

       9）对不同传输速率的数字制式具有完全的透明度，即与准同步数字制式（PDH）和同步数字制式（SDH）的各种速率兼容，也不受LD 直接调制或外调制的影响。

       10）EDFA需要的工作电流比光-电-光再生器的小，因此可大大减小远供电流，从而可降低对海缆的电阻和绝缘性能的要求。

       11）EDFA的增益压缩特性，使它具有增益自调整能力，在放大器级联使用中可自动补偿线路上损耗的增加，使系统经久耐用。

       在光纤通信系统的设计中，光放大器有四种用途，如图8.1.8所示。在长距离通信系统中，光放大器的一个重要应用就是取代电中继器。只要系统性能没被色散效应和自发辐射噪声所限制，这种取代就是可行 的。在多信道光波系统中，使用光放大器特别具有吸引力，因为光-电- 光中继器要求在每个信道上使用各自的接收机和发射机，对复用信道进行解复用，这是一个相当昂贵、麻烦的转换过程。而光放大器可以同时放大所有的信道，可省去信道解复用过程。用光放大器取代光-电-光中继器的放大器就称为在线放大器。

图8.1.8 光放大器在光纤通信系统中的应用

a）在线放大器 b）光发射机功率增强器 c）接收机前置放大器 d）在局域网中用于补偿分配损耗

       光放大器的另一种应用是把它插在光发射机之后，来增强光发射机功率。称这样的放大器为功率放大器或功率增强器。使用功率放大器可使传输距离增加10~100km，其长短与放大器的增益和光纤损耗有关。为了提高接收机的灵敏度，也可以在接收机之前，插入一个光放大器， 对微弱光信号进行预放大，这样的放大器称为前置放大器，它也可以用来增加传输距离。光放大器的另一种应用是用来补偿局域网（LAN） 的分配损耗，分配损耗常常限制网络的节点数，特别是在总线拓扑结构的情况下。

       另外，EDFA可在多信道系统中应用，因为EDFA的带宽与半导体光放大器（SOA）的带宽都很宽（1~5THz），使用光放大器可同时放大多个信道，只要多信道复合信号带宽比放大器带宽小就行。