一、什么是光纖放大器

　　光纖放大器（OpticalFiberAmplifier，簡寫OFA）是指運用于光纖通信線路中，實現信號放大的一種新型全光放大器。根據它在光纖線路中的位置和作用，一般分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統的半導體激光放大器（SOA）相比較，OFA不需要經過光電轉換、電光轉換和信號再生等復雜過程，可直接對信號進行全光放大，具有很好的“透明性”，特別適用于長途光通信的中繼放大。可以說，OFA為實現全光通信奠定了一項技術基礎。

　　二、光纖放大器分類

　　光纖放大器是可以將信號進行放大的一種新型全光放大器，根據它在光纖線路中的位置以及作用，一般可以分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統的半導體激光放大器相比較，OFA不需要經過光電轉換、電光轉換和信號再生等復雜過程，可直接對信號進行全光放大，具有很好的“透明性”，特別適用于長途光通信的中繼放大。

　　三、光纖放大器原理

　　光纖放大器技術就是在光纖的纖芯中摻入能產生激光的稀土元素，通過激光器提供的直流光激勵，使通過的光信號得到放大。傳統的光纖傳輸系統是采用光—電—光再生中繼器，這種中繼設備影響系統的穩定性和可靠性，為去掉上述轉換過程，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。

　　四、摻鉺光纖放大器（EDFA）工作原理

　　1.EDFA基本模型如下圖所示，主要由摻鉺光纖、泵源、隔離器、合波器、耦合器、探測器及控制電路等部分組成。

　　其中，摻鉺光纖是放大器最基礎、關鍵的器件；泵源的作用是用來向摻鉺光纖提供能量，將基態的鉺離子（Er3+）激勵到高能態，致使粒子數發生反轉，從而產生受激輻射，實現對1550nm波段光信號的放大．現在用得最廣泛的泵源是980nm的LD;隔離器主要用來防止放大器產生自激振蕩：合波器的作用是將泵浦光耦合到摻鉺光纖中去：耦合器則是將信號光分出一部分提供給探測器，以便實現對放大器工作狀態的實時監控。

　　2.EDFA的放大原理與雷射產生原理類似，光纖中摻雜的稀土族元素Er（3+）其亞穩態和基態的能量差相當于1550nm光子的能量、當吸收適當波長的泵浦光能量（980nm或1480nm）后，電子會從基態躍遷到能階較高的激發態，接著釋放少量能量轉移到較穩定的亞穩態，在泵浦光源足夠時鉺離子的電子會發生居量反轉，即高能階的亞穩態比能階低的基態電子數量多。當適當的光信號通過時，亞穩態電子會發生受激輻射效應，放射出大量同波長光子，但因為存在振動能階，所以波長不是單一的而是一個范圍，典型值為1530nm~1570nm。

　　五、EDFA在CATV傳輸系統中應用

　　在CATV1550nm系統中使用EDFA，信號可以被分配到大量的終端用戶和遠距離用戶。1550nm網絡的前端系統構造如下圖所示。一般由一臺外調制發射機再推動一臺光放大器組成，EDFA輸出的光功率經分路器分配后送往各鄉鎮機房，然后經分路器分配送往各光放大器，再進行星形分配到各行政村，再經分路器分配后送到各光接收機。在1550nm網絡系統中，通過EDFA之后，網絡只犧牲一定數量的載噪比CNR，而cso和CTB基本不受影響。通過技術處理之后，光纖的受激布里淵散射（SBS）和色散得到有效控制之后1，1550nm系統在長距離傳輸（《200km）上通過大功率輸出，CNR、cso、CTB指標能達到四級圖像要求。

　　六、光纖放大器作用都有哪些

　　光纖放大器（OpticalFiberAmpler），能將光信號進行功率放大的一種光器件，運用于光纖通信線路中，實現信號放大的一種新型全光放大器。根據它在光纖線路中的位置和作用，一般分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統的半導體激光放大器（SOA）相比較，OFA不需要經過光電轉換、電光轉換和信號再生等復雜過程，可直接對信號進行全光放大，具有很好的“透明性”，特別適用于長途光通信的中繼放大。

　　擴大通信線路容量，而又要使其成本降至最低，光纖放大是優先選擇的方案之一。波分復用光信號在光纖中傳輸時，不可避免地存在著一定的損耗和色散，損耗導致光信號能量的降低，色散致使光脈沖展寬，因此每隔一段距離就需設置一個中繼器，以便對信號進行放大和再生后繼續傳輸。解決這一問題的常規方法是采用光/電/光中繼器，其工作原理是先將接收到的微弱光信號經PIN或APD轉換成電信號，并對此電信號實現放大、均衡、判決、再生等技術，以便得到一個性能良好的電信號，最后再通過半導體激光器（LtD）完成電/光轉換，重新發送到下段光纖中去。這種光/電/光的變換和處理方式在一定程度上已滿足不了現代電信傳輸的要求。由于波分復用是多波艮在一根纖芯上傳輸，要進行電再生中繼，必須每個波長逐一進行，這樣就使電中繼設備變得復雜，傳輸距離義受衰減限制，造價較高。采用光纖放大器，可以把該波段內所有波長的信引司時放大，即用同一。個放大器對多個信道提供增益，并且增益不受信號偏振的影響。在高速率、多信道的傳輸系統中不會產生串擾，在高速傳輸系統中也不會產生脈沖失真。因此光纖放大器是波分復用系統的關鍵部件。迄今為止，幾乎所有的WDM系統不管是試驗系統，還是商用系統都使用丁光纖放大器。

　　在光纖接入網中出現了F1TH（光纖到家）、FTTO（光纖到辦公室）、FTTB（光纖到樓）、FTTC（光纖到路邊）等方式，其中應用范圍最大的是FTTH，其難度是光纖終端分支太多，對于無源網絡而言，幾次分支后，用戶接收到的光功率就非常低（分支每增加一倍，光功率下降3dB），使得終端無法工作。采用光纖放大器后，發出的功率增大，經過多分支后，用戶端仍能正常接收，這樣FTTH的實現將成為可能。因此光纖放大器的出現和發展克服了高速傳輸租距離傳輸的最大障礙——光功率預算的限制，是光通信發展史的重要里程碑。

　　七、光纖放大器的主要應用和市場

　　密集波分復用系統在光纖傳輸系統中已成為技術主流，作為DWDM系統核心器件之一的光纖放大器在其應用中將得到迅速發展，這主要是由于光纖放大器有足夠的增益帶寬，它與WDM技術相結合可迅速簡便地擴大現有光纜系統的通信容量，延長中繼距離。在光纖接入網中，盡管用戶系統的距離較短，但用戶網的分支太多，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量，降低用戶網的建設成本。

　　在光纖CATV系統中，隨著其規模的不斷擴大，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，而且簡化了系統結構，降低了系統成本。

　　近年來，隨著信息和通信技術的飛速發展，光纖放大器（無線信號放大器）的研究和發展又進一步擴大了增益帶寬，將光纖通信系統推向了高速率、大容量、長距離方向發展。由于光纖放大器的獨特性能，光纖放大器在DWDM傳輸系統、光纖CATV和光纖接入網中的應用將越來越廣泛。