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走进波分 -- 07.波分系统基本构成之光放

掺铒光纤为一段10m-100m之间的一段光纤，掺珥浓度大概25mg/kg

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泵浦光照射到掺铒光纤，铒离子激发，由E1激发到E3，由于铒例子在E3不稳定，其寿命很短，很快就以非辐射跃迁到亚稳态E2，并在E2于基态E1之间形成粒子数反转。

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当有1550nm波长的信号光通过这段掺铒光纤时，亚稳态的例子以受激辐射的形式跃迁到基态，并产生与入射光一样的光子，从而大大增加了信号光中的光子数量，实现了信号光在掺铒光纤中被放大的功能。由于E1与E2之间的能级差恰好等于波长为1550nm的光子能量，因此EDFA只能放大1550nm的信号光。

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EDFA光纤与信号光纤的耦合损耗在0.1dB左右

EDFA增益30-40dB，饱和输出功率大，10-15dBm，增益特性与光偏振态无关，这样在相干通信中也可以使用。

噪声指数小，一般为4-7dB，用于多信道传输，隔离度大，无串扰，非常适合波分复用系统

频谱范围20-40nm，恰好覆盖C波段，适合80波以上多信道的传输，有利于提高波分系统的容量

只能工作在C波段，1550nm窗口

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增益不平坦，需要进行增益补偿，才能使用

需要解决光浪涌问题

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大功率放大器会引起严重的非线性问题，其使用范围有限，尤其是在G.653/655光纤中

增益范围小，一般是在15-25dB区间的某一值，单级一般用23dB；多级放大器一般由两级EDFA串联组成，中间串联自动增益可调光衰，均衡器，其增益范围可以覆盖16-40dB的某个区间，如最常用的多级放大器增益范围在20-31dB之间

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拉曼效应，也叫拉曼散射：光波被散射后，能量向长波长转移的现象。一个弱信号光与一个强泵浦光同时在一根光纤中传输，并将弱信号光的波长在泵浦光的拉曼增益带宽内，强泵浦光的能量透过受激拉曼散射耦合到光纤的振荡器中，然后又以较长的波长发射，该波长就是信号光的波长，从而使若信号得到放大，获得拉曼增益。由于拉曼散射，能量向长波长转移，因此，只要调节泵浦光的波长范围，拉曼放大器增益范围就可以覆盖所有的波长范围。

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拉曼放大器的噪声指数比EDFA低一个数量级

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一定要线关闭拉曼光纤放大器，才可以进行带纤插拔的操作，避免强光损伤维护人员

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所有的连接点都必须采用熔纤的方式进行连接，

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前向放大器，放在EDFA放大器之后，一般拉曼放大器不可以独立使用

早期的前向/后向拉曼放大器为独立式，放置在独立的子架插槽中，增益范围10-20dB

混合式放大器：将拉曼放大器与EDFA放大器组合在一起，并将可调光衰，均衡器集成在一个单板，增益范围20-50dB，随着技术进步，独立式拉曼逐渐被混合式板卡式拉曼放大器取代

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