光纖通信系統(tǒng)光放大器設計學士學位

要器系統(tǒng)中重要組成部分放器指運于號放一種新型全放器。本論文介紹了摻鉺放器相關理論首先對放器種類進行致簡放器及對摻鉺放器工作原理進行了介紹又介紹了仿真軟件Optisystem使及功能重點關注了摻鉺放器放大過程及對摻餌放器各道增益不平坦問題進行了初步研究并分析。關鍵字：Optisystem；；摻鉺放器AbstractOpticalfibercommunicationusesopticalfibertotransmitinformationinordertoachievethepurposeofcommunication.Opticalfibercommunicationownssomeadvantagessuchas,thecommunicationcapacity,hightransmissionrate,longservicelifeandsoon.Soitiswidelyusedinopticalamplifieranditisanimportantpartofopticalfibersystems.Fiberamplifierisakindofsignalamplifier,whichisusedinopticalfibercommunicationlinestoachieveanovelall-optical.Thispaperintroducesatheoryoferbiumdopedfiberamplifier.First,itisintroducethekindsoffiberamplifier.Secondlydescribesthehistoryanddevelopmentoferbiumdopedfiberamplifier,aswellasworkingprincipleoftheerbium-dopedfiberamplifier.ThefunctionsandtheuseofsimulationsoftwareOptisystemarealsointroducedinthispaper.Itfocusesontheamplificationprocessoferbiumdopedfiberamplifierandstudiesandtheproblemthatthechannelgainerbium-dopedfiberamplifierisnotflat.fibercommunication;Erbium-dopedfiberamplifier錄緒論 1中放大技術 .放大器的分類 半導體放大器 放大器 摻鉺放大器的發(fā)展歷史 45A中應 .WD 7WDM中應8WDM對要求 8密集原理述 10A密集中應析 DWDM中作和應式 DWDM中對主要性能要求 13光通訊和放大器設計軟件——OptiSystem 1 獨特優(yōu)勢53.2 應領域53.3 功能說明5摻鉺光纖放大器的工作原理及放大析 19摻鉺光纖放大器介紹 19放大原理 0性能 1放大設計 21模型設計布局圖 21研究析 優(yōu)缺點 27主要應形式 29增益特性 29結論 32致謝 33參考文獻 34附錄 35附錄A 英文原文5附錄B 中文翻譯5PAGE1PAGE11 中放大技術放大器的分類即O/E/O變換。有后就可直接實現(xiàn)號。主有3放以半導體。就在摻雜稀土離子如鉺、鐠、銩等)作為激活性物質(zhì)。每種摻雜劑增益帶寬不同。摻鉺增益帶較寬，S、、L頻帶摻銩增益帶S波段；摻鐠增益帶在附近。而喇曼則利喇曼散射效應制作即率的號而號此不喇曼，乎受限這已始商品不相當昂貴。半導體(S0A)般指行波作相類似幅度稍小較。這種雖然已實但小。迄今為止系統(tǒng)為拓長距離都需在設置定數(shù)以號。而都—電—少問題本高系統(tǒng)性降低于人們設想否行經(jīng)多年不懈努力各種各樣終于問世。在展不取新突破尤以特別摻鉺（明最為激革命性變：相對簡單價廉代替長距離系統(tǒng)傳統(tǒng)雜昂貴電—混合繼而可實現(xiàn)比特率制傳換變性與WDMWDM網(wǎng)絡應基體光放大器1、結構一把發(fā)件一一結構作裝置使材料組成可以使波長使100n這一個突Inp這樣材料制作與不同之處SOA帶抗反涂層以防止面波層層抗反件1/4波長光點可以波無反件去除端面反影響另一種方法也可以采使端面傾斜方法窗結構把作通信中繼使入偏振方向無則最好偏振波小了消除這偏振波可以結構使波面抗張以增TM波增益變結構振無方變量子阱變補償結構、同采變量子阱變量子阱混合變量子阱結構采脊型波結構變量子阱基本結構圖。源區(qū)T采混合變量子阱結構4個壓變量子阱3個張變量子阱壓變張變量子阱之間與LPN晶匹配寬IaGaAsp壘層隔開上下波層別波長1.15umIaGaAsP匹配材料包層p型 In接觸層重 P型雜 IaGaAsP材料材料外延法生長過程中n型雜源硅烷p型雜源二甲基鋅材料；生標準離子刻蝕濕法腐蝕脊型波結構。2、原理原與似但也不同其特取決源層特特反發(fā)發(fā)發(fā)可發(fā)不同致和陰極致是指用半導體的吸收作用來產(chǎn)生非平衡載流向另一種是指用電方法將非平衡載流子直接注人到半導體中而產(chǎn)生PN結來完成。在半導體中電子的能級限制在導帶和價帶兩個帶內(nèi)，在導帶中電子充當移動載流子，在價帶中空穴充當載流子。半導體在外界激下，可將價帶中的電子激到導帶中，同時在價帶中留下空穴射，稱為無輻射躍遷，與此同時，導帶底的電子還要躍遷到價帶頂與空穴復射于電子導帶底躍遷到價帶頂?shù)臅r間常輻射與無輻射躍遷的時?？蔀殡娮雍涂昭ㄝd流子的這種平衡狀態(tài)分別用費米能級和來射躍遷躍遷和輻射躍遷是指能態(tài)的電子可躍遷到射一個輻射受激輻射躍遷是指與一個的子作用導致的于器中的輻射和激輻射過程。半導體在外界激下產(chǎn)生非平衡載流子，半導體在泵浦激勵下怎樣產(chǎn)生放為了盡可能簡單，假設半導體在0費米能級在禁帶的中置，因此在Ep下的每個有效能級上被電子充滿，則半導體如果未泵浦勵則其所扮演的角色類似于中的能帶E1和E2所起的作用，只是它的能帶的能帶更寬。一個帶隙 Ex把處在下面的導帶和上面的價帶分開，這樣，一個能帶轉移到另一個能帶內(nèi)所生的能量改變至少是Eg，因此，若 則半導體吸收子，當吸收了泵浦子后就會在導帶中產(chǎn)生電子而在價帶中留下空穴然后電子和空穴都迅速向能帶的最底點弛豫并通過射一個能量為禁帶寬度能量的子復合如果泵浦源的強度越來越，電子將會趨向于累積在導帶的底部，空穴趨向于累積在價帶的頂部，直到電子空穴的產(chǎn)生和復合達到動態(tài)平衡為止如果假設帶內(nèi)馳豫過程帶復合速率快得多，那么可利用費米能級Epn和Epp來描述電子空穴的目。于是導帶底和Epn之的每個態(tài)都被添滿，而價帶頂和之的所有態(tài)都是空的，而實現(xiàn)放。通過適當?shù)倪x擇半導體材料，就可獲得能使射或吸收波處于通信所需要的范圍(如 1300nm或 1550nm)內(nèi)的帶隙。光纖放大器功能是新一代通系統(tǒng)中必少的關鍵件；由于這項技術僅解決了衰減網(wǎng)絡傳輸速率與距離的限制更重要的是它開創(chuàng)了1550nm頻段的波分復用（WD、（一個劃代的里程碑。在目前用化的中主要摻（、（SOA）（FRA）前。一由增益輸輸主要摻三種根在網(wǎng)絡中的用主要的用在發(fā)用功率高發(fā)前高的傳輸線路中中補償傳輸損耗延長傳輸距離。摻鉺光纖放大器的發(fā)展歷史摻(ErbiumDopedFiberAmplifier是90代開在傳輸系統(tǒng)中用的新型件它的推用為通技術帶來了一場革命鉺主要在1.55um波段的用的的上發(fā)展的。前的是研究激研究摻稀土元素后來發(fā)現(xiàn)了在中摻元素能夠現(xiàn)的作用波長于的1.55um傳輸波長人們用摻制成功摻。何謂 用摻它的用狀況如何？在近幾年來系統(tǒng)是1500nm系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)在速發(fā)展摻鉺在系統(tǒng)中也得到了用。功率系統(tǒng)的前將發(fā)的輸分的與功率分配也考慮做成兩段重復使用[2]。從離前將線分在分前摻為線放PAGEPAGE5纖放作為整個系統(tǒng)的一個功能模塊的232C接口電路將光纖放的性能參數(shù)和告警信息傳輸給網(wǎng)管系統(tǒng)進行統(tǒng)一管的開關量信息接口向網(wǎng)管系統(tǒng)送開關量信息進行管顯示。在DWDM用增益平坦摻鉺光纖放？它的應用狀況如何？采用在1550nmWDM技術是擴是DWDM傳輸系統(tǒng)的關鍵部件可十有效地解決由于光波用解用的入WDM系統(tǒng)的中十。由于有40nm的作它可放多個波的光信它可十方DWDM系統(tǒng)中種光。內(nèi)部方塊圖模塊是集成的摻鉺光纖放內(nèi)部方塊圖的發(fā)展方向的方向C波(conventionalband)1530～1560nm(常規(guī)的向L波(longwavelength1605nm可采用摻鉺氟物光纖放可達 75n；采用碲物 可達 ；采用增益移摻鉺光纖放)通過控制摻鉺光纖的鉺粒子數(shù)反轉程度可在157～1600nm波實現(xiàn)放它與普通的組合可到約 80nm的放；PAGE10PAGE10CL1001610AmA應是目前及未來一時間主要選擇骨干網(wǎng)城域網(wǎng)接入網(wǎng)中發(fā)揮著關鍵級噪聲大以及受限它A混合容量傳輸中是當前一種優(yōu)秀方案。代主。城域網(wǎng)/接入網(wǎng)中目前、種。城域網(wǎng)起領域一番[3]。2 EDFA中應用（WDM）的基本概念的組成y Diision Multipleing 、時統(tǒng)e n g、波h DiisionMultipleineng、波和空是指率、時間、波長和空間割應當說離波長是采元件它于一般電中采濾波器所我們?nèi)詫烧叻殖蓛蓚€波是纖中一種傳輸技術它利了一根纖時傳輸多個波長載波特點把纖能應波長范圍劃成若干個波段，每個波段作一個獨立道傳輸一種預定波長波實質(zhì)是在纖上只是因波常采波長而率描述、監(jiān)測與控制隨著電-技術向在一纖中波長密因而術ehn波長密WDM密波ee將一根纖作是一個多道”道傳TDM只利了道一道特率相當于在該道上加快駛時間輸而DWDM技術利道上使道獲取纖中未開巨傳輸能力。WDM組成波長轉換單元OTU將非標準波長轉換T所規(guī)范標準電O/E/換先二極管N或D把接收到轉換電然后該電標準波長激器調(diào)制從而到新合乎要求波長波器端合波器合波器于傳輸系是一種多個輸和一個輸器件它每一個輸輸入一個預選波長輸入波長波由一輸出端口輸出波器于全是新代纖通中必少關鍵件在目前用纖中主要摻鉺纖（光（SOA）（FRA）等其中摻鉺纖其優(yōu)越性能被廣泛應用于纖通中作為前置、功率使用監(jiān)控WDM監(jiān)控而設立ITU-T建議優(yōu)1510nm低速率高（50dBm）[4]能作必在前路而在路 。WDM中的應用中作為前置功率作線性功率40dBm要增益高噪聲越越用作線路纖路中作為中了／電／轉換過程補償距離作在功率20dBm要高增益功率應其作監(jiān)控作為功率裝在發(fā)送源發(fā)補償無源件損耗高發(fā)送功率。通作于要在中增益噪聲能能高的功率必要用雙泵浦。.3WDM的要求為了確保 WDM質(zhì)量WDM中使用A應帶寬、增益、低噪聲高功率1增益帶寬目前A用增益頻譜范圍l53～m左右滿～道WDM步增帶寬利用資源必開發(fā)新型2、WDM系統(tǒng)對EDFA增益平坦度的要求的增益平坦度增益波長點的增益與WDMGF在它的增益均衡技術增益均衡技術是用性與放器的增益波長性的增益均衡器增益的不均性這種技術的在于放器的增益線均衡器的性，使性平坦。增益均衡技術可定的的段用的定增益平坦技術主要有光纖光柵技術介質(zhì)多層薄膜濾波器技術等增益均衡用的光纖光柵是一種長周期光纖光柵其光柵周期一般數(shù)百微米通過多個長周期的光柵組可構成具有與增益波長性的增益均衡器使用該技術，在1528～的帶寬內(nèi)，可增益偏差在5％內(nèi)的帶寬增益平坦的。的增益均衡技術是指增益可調(diào)的增益平坦濾波器技術，主要有法拉第旋轉體型增益可調(diào)濾波器技術波導 M—Z型增益可調(diào)型濾波器技術陣列波導型增益可調(diào)濾波器技術聲光型增益可調(diào)濾波器技術等。光纖技術所謂光纖技術是指通過改變光纖材料或者用不同光纖的組改變 EDF的性，從而改善 的增益平坦性。可濾波器型本征型兩類。濾波器型是在中內(nèi)插無源濾波器將 的增益峰降低，或?qū)ｉT設計其透射譜與增益譜的光濾波器將增益譜削平，但濾波器型結構藝都較復雜，附加，輸出功率會減小。本征型是在中摻入別的雜質(zhì)(如摻鋁 、摻釔 或改變 EDF基質(zhì)(如氟物 碲物 其最優(yōu)點是無需制作引入附加元件。增益性的優(yōu)技術。采用放波段內(nèi)的增益控制光譜均衡，增益性的好的增益增益的內(nèi)的過功率的值浦源輸出輸入丟失輸入輸出輸入比值會增加，通過反饋電路，降低泵浦源的輸出功率，保持(輸出／輸入)增益不變，從而使EDFA的總輸出功率減少，保持輸出信號電平的穩(wěn)定。另外，還有飽和波長的方法。在發(fā)送端，除了傳輸信號的工作波長外，系統(tǒng)還發(fā)送另一個波長作為飽和波長。在正常情況下，該波長的輸出功率很小，當線路的某些信號失去時，飽和波長的輸出功率會自動增加，用以補償丟失的各波長信號的能量，從而保持輸出功率和增益保持恒定。當線路的多波長信號恢復時，飽和波長的輸出功率會相應減少，這種方法直接控制飽和波長激光器的輸出，速度較控制泵浦源要快一些。（4）安全要求。在某些情況下，光放大器的輸出功率非常高，可能非常接近光纖WDMITU-T建+17dBm強“”。[5]。2.1.4 分復用（DWDM）原理概述DWDMDWDM）和能可多，可以直接接入多種使光。在波通信系統(tǒng)，為了用電源，高系統(tǒng)的傳輸量，通根中一個信光波的率（波長）光纖的低個信，從而在一光纖多路光信號的復用傳輸。一些光器（光器光源）還不很，要光信非常的光復用（光通信）的，的器平，已隔人們把間隔（甚至）稱（WDM），間隔DWDM稱復用（DWDM）隨著科進步代已經(jīng)波長間隔納米級的8、16、32乃多稱為。T.692建議M系統(tǒng)絕對參考頻率（對應1552.52n不同頻率應z整數(shù)倍（對應約0.8nm整數(shù)倍DWDM系統(tǒng)構成發(fā)送端光發(fā)射機發(fā)出不同精度和穩(wěn)定度滿足一定光信號經(jīng)過光一起送入摻鉺光纖功率放（摻鉺光纖放主來彌補合引起功率損失和提高光信號發(fā)送功率再將放后的多路光信號送入光纖傳輸中根據(jù)情況決定有或沒有光路放端經(jīng)光放（主提高度傳輸）放后送入光波[6]出來路光信號 。A中應的析DWDM中的作和應方式光放主DWDM系統(tǒng)、入和有應系統(tǒng)中功率放提高發(fā)射機功率發(fā)射機數(shù)光纖路中放補光路路損，使增與其他比具增益作帶寬寬、與偏振無關、噪聲指數(shù)、放特性與系統(tǒng)比特率、數(shù)據(jù)式無關等特它成一光信系統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)射機輸出提海纜本地有許多特殊功能子路放所不能比擬述如下：1.1海纜本地有許多特殊功能子路放所不能比擬述如下：1.1摻鉺光纖放數(shù)、光信功率放。路摻鉺光纖放功率放不傳輸數(shù)信號傳輸信號不必改變摻鉺光纖放路設備。摻鉺光纖放傳輸不同率高率，不必改變摻鉺光纖放路設備。摻鉺光纖放功率放不有和率提，、模擬活二者混合的據(jù)格式，特別適合光纖傳輸網(wǎng)絡升級。實現(xiàn)語音、圖像、據(jù)同網(wǎng)傳輸，不必改變摻鉺光纖器線路設備。1.4一個摻鉺光纖器可同時傳輸若干波長的光信號，即用光波復用擴容時，不必改變摻鉺光纖器線路設備。18dBm的160—200km無中繼通信。如果有必要，還可將中繼距離延長更遠。1、前置器把摻鉺光纖器置于光收機關監(jiān)測器前面。來自光纖的光信號經(jīng)摻鉺光纖器器的信噪比由于電用摻鉺光纖器器的光收機有的不于干光收機的。2、線路器把摻鉺光纖器的信號大為中繼器的是30dB。由于可級遠通信和器必遠監(jiān)監(jiān)遠程監(jiān)控。3、用戶入網(wǎng)中的光纖器光纖器用網(wǎng)中有要光纖用用的距離是用網(wǎng)的太多，光線干線中的光信號功率要眾多的分配，是級一來到個光信號的證用的終質(zhì)量這就需器置于光發(fā)射機后，纖的光功率，使個線路系統(tǒng)的光功率到滿足各級需要，這就要用到光纖功率器。用網(wǎng)中，用距離過長時要使用線路器為路的光功率分配量，要使用這類器。器用網(wǎng)中要是光合器光器的光可用復用用網(wǎng)設到器波復用中的用要是傳輸?shù)笥谐?。線路周期性地補償線路傳要求小出。前r前線路高接收機靈敏度(OSNR)滿足要求情況入壓制接收機本身高接收靈敏度要求很小出沒有太大[7]要求 。DWDM的主要性能要求為了滿足密集復應要求摻鉺性能和能上有其特殊要求最重要是OSN。摻鉺了入ASE增益為G和為PaseN前ASEG上本身的ASE是OSNR。：OSNR=Psig/Pase出高高摻鉺總出來高也降低了自發(fā)輻射E來高。N段有N+1假設放樣段那么終端自發(fā)輻射噪Pase1hvBN+e隨線性增而是隨著度增呈增假設增益正好補償?shù)贸鼋Ye不變降低繼度降低摻鉺增益增繼增摻鉺要增繼度減少繼更遠距離換距離降低比增度減少繼有小高了接收端OSN。設計了小摻鉺是提高有方法密集復為了容納更高各個功率差別太。增益特性小輸入號增益輸入號時增益小在密可有功率在輸入增減時都保持恒定。3 件、連接元設計中最小化時間需降低。是一款新穎能強設計具能使用戶LASA到ultra-long-haul寬譜網(wǎng)絡模擬計劃所有類型連到水平傳輸層設計預研同時呈現(xiàn)視化分析及特定結果。結合其它Optiwav品中主電子設計具使OptiSyste加快您品投放市場速度減小回報周期。獨特優(yōu)勢：提供能度設計戶呈現(xiàn)設計特設定提供單接口提供自動掃描優(yōu)化結合應用Optiwave品。應用領域：不斷演化子市場提供能強易使用設計具滿研發(fā)、程師、、及類其它用戶需，使用戶設計、測試、模擬：WNM/TDM或 網(wǎng)絡設計 SONET/SDH環(huán)， ，，設計 發(fā)射、信道、放器、接收設，

。

BER不同接模型

放BER連接開支計算功能說明：Component元庫)元元使輸從設中測。它結合同測試測設。用戶合新元子用戶定義SPICEOptiwaveOptiSystemOptiwaveg。dln）OptiSystemOptiSystemmBERQAdvancedvisualiationtool）OSA、啁啾、眼圖、偏振態(tài)、星形圖等等還包括WDM列出功、增益、圖、以及每OSNR。as）以還以s。以察到同一上。等級lnhs）使更加靈活高必提供同OptiSystem現(xiàn)了上真正等級定義使定上以希望標準。強腳本語言PowerfulScriptlanguag）以輸入達式作創(chuàng)建全局VBScript語言以中行共享使腳本頁t e 時腳本語言以操作控制OptiSyste包括、Layout創(chuàng)建流實時tn）流列通過決定型根流型執(zhí)行來控主作傳輸流型是迭代流F主行、、、。te）、移動電子列、本、2D3D圖形它同時包HTML輸出帶預先格式化板模版。材料清單lfs）提供、安裝系統(tǒng)成本分析成本據(jù)輸出到其它軟件或電子格多版es）你同項目件projectfile創(chuàng)建多，這使得創(chuàng)建修改變得mt獨立地算修改，但是算不同間交叉合，進行比較。新特征新版本OptiSstemxN、OW、系統(tǒng)RO得到系列。l）新特征獨特PONs。件es）新成件包18090合合，DC，分和合器想ROF模擬應解決案。放器lsds）新離散化寬帶采號摻雜放器增益布淵算提供收斂混頻淵散射自相和拉曼散射模擬都包含模型自由空間O）新特征模擬復雜衛(wèi)星間連接。星座極圖ndrs）新算先進分析具組dss子全分析器同時測量偏振模散射）記錄多路徑這全新特征測量插入損耗IL、差分群速延遲D、偏振色散，消偏率，散射，散射斜，群延遲。Srx）SEDASPAGE19PAGE194 介紹NdTm等)后可構成多能級的激系統(tǒng)，在泵浦作用下使輸入信號直接放。提供合適的反饋后則構成激器。Nd放器的1060nm1330nm，由于偏離通信最佳宿口及其他一些原因，其發(fā)展及應用受到限制。及的作波長分別處于通信的最低損耗(1550nm)及零色散波長(1300nm)S通信系統(tǒng)應用。尤其是鉺發(fā)展的基礎上，不斷出現(xiàn)許多新型放器，例，以鉺為基礎的雙帶放器，是一種寬帶的放器，寬帶幾乎可以覆蓋整個波分復用(WDM)帶寬。類似的寬帶圖4.1 放器(UWOA)，的覆蓋帶寬可多100下為鉺放圖4.1

[8]波長信放。一個型的鉺放器由以下幾分成4.2：1、鉺——的，在基入離制成。2、泵浦——泵浦用于供鉺鉺的能量，使其吸收能量躍遷到亞穩(wěn)態(tài)能級。3、隔離器——用于抑制的來回反射，保證放器作穩(wěn)定。4、耦合器——用于將信號和泵浦耦合到鉺。5、制——放器輸出信號，放器的泵浦及輸入信號等調(diào)節(jié)、控制增益的小，保證輸出信號的穩(wěn)定。6波器———1nm以下的帶放器的發(fā)，以降低放器的噪聲。原理1550nm又迅速無輻射地轉移到亞穩(wěn)態(tài)上。由于亞穩(wěn)態(tài)上能級壽命較長，因此，很容易亞穩(wěn)態(tài)基態(tài)之間形成粒數(shù)反[9]對受激吸收效應，吸收4.3所示。44I11/210ms980nm4I13/21480nm1520-1570nm4I15/2能級圖1、增益特性：增益特性表示了光放器的放能力，定義為輸出功率和輸入功率之比。的增益15dB~40dB。2的最3dB飽和輸出功率來表示。3dB飽和3dB的最大的飽和輸出特性與泵浦功率小、摻鉺光纖長短有關。泵浦光功率越，3dB飽和輸出功率越；摻鉺光纖長度越長，3dB飽和輸出功率也越。3、噪聲特性：的輸出光中，除了有信號光外，還有被放的噪聲。EDFA4種：信號光的散粒噪聲；被放ASEde散粒噪聲；自發(fā)[10]輻射ASE光譜與信號光之間的差拍噪聲；自發(fā)輻射ASE光譜間的差拍噪聲 。優(yōu)化PAGE22PAGE22。。4.5 16信道光譜圖由上可以看出是平坦來參數(shù)設置直接是什么樣子。如4.64.6 設置參數(shù)而放大后光譜圖下面分別參數(shù)設置后噪聲及4.74.7-65dbm——-25dbm。4.8 光譜經(jīng)過放器16信道輸光譜-6dbm——4dbm。雖然實現(xiàn)了放但是增益不是十分平坦。我們設定終優(yōu)化16個信道增益一平坦曲線因此優(yōu)化參數(shù)框設置4.9-4.12。于優(yōu)化設置一些說明：：優(yōu)化方式為n”增益平坦方式所要優(yōu)化達成目標為“Exact，6有其他參數(shù)限制條件。如4.9所示。sW04。如4.10所示。4.10MPO中要Resul定我們希望最后完成目標例16個信道增益平坦致B1所示。16信道增益平坦目標設定。n4.12。增益的優(yōu)化進程我們以用光譜儀經(jīng)A前后16個信道光信號做檢測分析，從以上結果分析以很清楚得經(jīng)OptiSystem計算機輔助后信號增益在一個平坦曲線上這從為經(jīng)AA光譜圖4.1參數(shù)改進和指明了方向。4.13 為存在噪聲）4.14放大器后噪聲情況-72dbm-62dbm不考慮噪聲只看信道）由上圖可以看出經(jīng)過參數(shù)設置放大器的 16信道光譜圖波動在-20dbm與-25dbm之間，相對比較平坦。優(yōu)缺點EDFA之所以得到迅速的發(fā)展，源于它一系列突出的優(yōu)點。工作波長與光纖最小損耗窗口一致恰好落在最佳波長區(qū)(1300~1600nm)。因為的主體也是一段光纖，它與線路光纖的耦合損耗很小，甚至可達到0.1dB，耦合效率高。因為是光纖型放大器，易于與傳輸光纖耦合連接，也可以用熔接在一起，熔接后反射損耗小。能量轉換效率高。激光工作物質(zhì)集中在光纖芯子中，且集中在光纖芯子中的近；泵浦效率相高，用 980nm光源泵浦，效率可達 用 1480nm源泵浦為 1W泵浦率轉換為輸出率的效率和效率高于 。高、噪聲、輸出率大。約為 20-40dB。輸出率在單光譜可達14dBm，在雙泵浦可達 17dBm，甚至 。噪聲指數(shù)，一般為 4～7dB。頻帶寬，在 1310nm和 1550nm窗口各有 20-40nm帶寬，可以進行多信道傳輸，便于擴大傳輸容量，從而節(jié)省成本費用，對比特率高于 2.5Gb/s的系統(tǒng)有利。與半導體激光放大器不同，的增益特性與光纖極化狀態(tài)無關，放大特性與光信號的傳輸方向也無關，當光纖放大器內(nèi)無隔離器時，可以實現(xiàn)雙向放大；在多信道應用中可以進行無串話傳輸； (注：所謂極化光纖(PoledFiber)是指對熔石英光纖外加直流強電場進行極化，以及其它附加工藝處理后 如升溫，紫外照射，激光注入等，具有永久二階非線性光學效應(例如電光效應，倍頻效應等)的光纖器。極化光纖器是的光纖有器，它利用熔石英光纖的性和的極化光纖器；與體的非線性光學器電光器比，它的成本，成化和便；具有高的光學；具有高的性和它在的應用。例如：在高速光纖，可光纖器，可位和態(tài)，在當?shù)模部申P；在非線性光學，可光學量頻率，光子對放大器，例如利用特、光纖傳器在現(xiàn)有傳器是非的。增益特性。對溫不，在 100℃內(nèi)，增益特性保持。繼只置幾個單積小。模擬數(shù)字只改動端機改動路數(shù)字完，準步數(shù)字(PDH)步數(shù)字(SDH兼案任意選擇。需要繼小因此減小需降海底纜絕緣要求級聯(lián)自動補償路的增加，系統(tǒng)經(jīng)久耐用。當然EDFA也有其固有的缺點：固只放大1550nm左右限。增益帶寬不平坦。的增益譜寬大40nm增益帶寬不平坦。在光纖信系統(tǒng)中需要采取特殊手段來進行增益譜補償。附加的噪聲接收機靈退化。主要應用形式發(fā)射機出的率接收機前端前置(1)率置于發(fā)射機半導體激信號經(jīng)后進入中繼增，達200km具有出率、出穩(wěn)定、噪聲小、增益頻帶寬、易于監(jiān)控等優(yōu)點(2)處于率之后，于周期補償損耗，一般要求比較小噪聲指數(shù)，較出率有許多特殊是電子不比擬(3)前置處于波之前，之后，用于信號，提高接收機靈敏度接收機前置出率有要求把置于PIN前，后PIN信號使電子噪聲，接收機具有高靈敏度，一接收機前置，一發(fā)機率提實現(xiàn)長中繼這類系統(tǒng)主要于信。增益特性G是指出信號Pout與入信號Pin之比，一般貝(dB)來G=Pout/Pin(1G=10lg(Pout/Pin(dB(2)出數(shù)值行計算最主首先析增益特增益特子度、、放長度及泵浦率等有關特特（1）摻餌G與泵浦Pp及長l關系曲它泵浦波長1.48μm，信號波長1.55μm，采典型參數(shù)泵浦Pp做參變量，給出了G(dB)與長度之間關系曲一定泵浦增益開始隨著EDF度增而增，一度達，后隨著長度的進一步增加，增益反而減小，可見有一個最佳長度(Lopt)，這時增益最大?？梢赃@樣認為，當長度 L<時，泵浦光功率 Pp(z)>Ppth，在整個長度的 EDF上，處處滿足放大條件，從而最大限度利用了泵浦光功率。當長度 L>Lopt時，泵浦光功率Pp(z)<Ppth，信號光不但沒有得到放大而且被吸收，造成增益反而下降。還可得知，Lopt與輸入泵浦光功率有關，泵浦光功率越大，Lopt也越長以光纖長度做參變量給出了增益 G與泵浦功率凡之間的關系。開始時 G隨著 PP的增加而指數(shù)增加，但當 PP到一定大小時，G趨向飽和。泵浦閾值功率 Ppth，只有 Pp>Ppth時，G且 L愈長，Ppth愈高。必須選擇合適的及 Pp，才能使 G最大。（2）根據(jù)相近參數(shù)的摻餌光纖（根據(jù)速率方程），長度分別為)(b)10；(C)5。信號光功率為1μW，輸出信號光功率與信號光增益與入泵浦功率關系。（3）相參數(shù)摻餌光纖長度，信號光功率為μ。向泵浦光功率分別W)WW。但參數(shù)值不，相泵浦光功率下信號光得的增益小。相參數(shù)的摻餌光纖長度 l0，信號光功率為μ。用向泵浦光激功率。（4）輸入信號光分別)μ)μW)μW)μW。信號光增益與泵浦光功率的關系當 一定時，隨著泵浦光功率的增大，信號光增益增大最趨飽和，飽和增益隨著輸入信號功率的增加而有減。的閾值功率(Ppth)和信號光入功率關。閾值功率(Ppth)的長度定，大的入功率小的加飽和。（5）20m1μW功率。泵浦光功率分別(a)5mW(b)l0mW(c)20mW(d)50mW。當泵浦光功、EDF泵浦光功率越大，信號增益越大。20m1.63X，用1480nm的泵浦光進行，m的信號光進行放大(a向泵浦光方，向泵浦光功率為)反向泵浦光方，反向泵浦光功率為4.12、、。（1)（）增益系數(shù)大，信號一進入光纖即得到強的放大。但由PAGEPAGE31（2)反向與信號A兩者當信號放很強時也強不易（3)雙向為部分后向則稱為雙向種方式結合了前向與反向的優(yōu)點得中均勻分布從其中也均勻分布。4.12 三種泵浦方式的PAGE32PAGE32結論1987、波長向發(fā)展。利我條件圍繞進行了些初步本中完了：概介紹了包、發(fā)展發(fā)展向。概了波中包括波波。介紹了Optisystem件介紹了包、本中介紹了形式增益特。致謝。設計在老師悉心指導和嚴格求業(yè)從課題選擇到具體寫作過江老師為我提供了種種專業(yè)知識上指導和一些富于創(chuàng)造性建議孟老師一絲茍的畢業(yè)設計。在孟老師深深和在畢業(yè)我在這我和幫助老師們辛勤栽培積跬步何以至千里任認在悉心幫助和支持我能夠很好掌握和運用專業(yè)知識在設計中得以體現(xiàn)畢業(yè)。同我參考了有關書籍和在這里一并有關作者。我同組同以我室友在畢業(yè)設計這段里你們給了我啟發(fā)提了寶貴于你們幫助和支持在我深深感參考文獻620082008200910期11wl2002：81-82200820121與實驗中2009錄A OpticalfiberaccessnetworktechnologyTheentiretelecommunicationnetworkaccordingtonetworkfunctionisdividedintothreesections:switching,transmission,andaccess.Accesstotelecommunicationsbusinesstransparenttousers,transmitspecific,accesstolocalswitchandtheuserthattheconnectionbetweentheparts,usuallyincludesubscriberlinetransmissionreuseequipment,crossingconnectiondeviceoruser/networkterminalequipment.Andactuallypickforbusinessentityisbusinessnodes.AccessnetworkdevelopmentprocessAccessNetwork(AN:Accessbybusiness)referstoanodeinterface(SNI)andrelatedusersNetworkinterface(UNI)betweenaseriesoftransmitentity(suchaslinefacilitiesandtransmissionfacilities)fortransmissionconsistingoftelecommunicationbusinessprovidetherequiredtransmitloadimplementationconfigurationspercentilemanagementinterfaceviaandmanagement.Accesscanbeseenaswithbusinessandapplicationirrelevanttransmissionnetwork,mainlyfinishcrossingconnection,reuseandtransmissionfunction,itistransparenttousersofsignaling.Basedonmodernoftelecommunicationnetworkaccessnetworkisintegratedserviceaccess,simplelocalvoiceaccesswillbeincreasinglycannotmeettherequirements,thevoice,dataandimagecomprehensiveaccessisbecomingaccessnetworkdevelopmenttrend.Afterofdevelopment,accessnetworkdefinethoughdoesnotchange,butitsconnotationandformshaschangedSuperiortraditionalaccessnetworkintegratedopticalfiberaccessnetworkwillbeusersaccessthefuturedevelopingtrend.OpticalfiberaccessfromSNItoUNIreferstoallorpartoftheaccessnetworkbyusingopticalfiberasmedium.ITU-Taboutaccessnetworkrecommendationsindicatethatfiber,useraccesssystemiscomposedofthreeparts:opticallineterminal(OLT),opticaldistributionnetwork(ODN)andopticalnetworkunit(ONU).Accordingtotherequirementofsystemaccessframeworkandtheimportantcharacteristics,accessnetworkcanbesummarizedasthefollowing.Accesstoaccessbusinessprovidesbearingcapacity,achievebusinesstransparenttransfer.Theaccessistransparenttouserssignaling,exceptforsomeuserssignalingformatconversionoutside,signalingandbusinessprocessingfunctionisstillinbusinessnode.Theintroductionofshouldnotberestrictedaccessallkindsofexistingaccesstypesandbusiness,accessnetworkshouldthroughthelimitedinterfaceandbusinessnodeconnected.Accessnetworkhaveindependentfromthebusinessnodeinthenetworkmanagementsystem,thissystemthroughthestandardizedinterfacesconnectedTMN,accessnetworkoperationforimplementationTMN,maintenanceandmanagement..FiberstructureGenerallinearstructure.Refertothepublicbus,fiberaseachuserterminalsthroughdirectconnectwithbuscouplernetworkstructure.Itscharacteristicissharingbackbonefiber,savelinestoremovenodeinvestment,thedemandishigher,dynamicrange,interferewitheachothereffectissmall.Defectislossofaccumulation,thebackbonefiberuseracceptancedependenceisstrong.Ringstructure.Referstoallshareafiberopticlinknode,fiberopticlinkitsendtoendtheclosedloopnetworkstructure.Characteristicisself-healing,namelycanberealizedwithoutintervention,thenetworkcanbeinarelativelyshortperiodoftimetorecoverfromfailurehavepreachedbusiness,highreliability.Defectishangedbythenumberofusersofmonocyliclimited,polycyclicinterchangeisrelativelycomplex,notsuitableforCATV,etcFenPeiXingbusiness.Starstructure.Thisstructureisactuallypoint-to-pointway,eachuserterminalsinthecentralnodethroughwithcontrolandswitchfunctionsoftheastralcouplersexchangeinformation.Characteristicsofsimplestructure,maintenanceisconvenientandeasytoupgradeandexpansionbetween,eachuserrelativelyindependent,goodsecrecy,businessadaptability.Defectishigher,networkingrequiredfibercostofpoorflexibility,highreliabilityrequirementsofcentralnode.Treestructure.Similartothebranches,ahierarchicalstructure,shapeintransferboxesandFenXianHeplaceadoptsmultipleopticaldistributor,willsignalfilteringdowntopendinningsallocation,havestrongcontrolcoordination.Characteristicissuitableforbroadcastingbusiness.Defectispowerlossisbigger,two-waycommunicationdifficultybigger.ThestatusofopticalaccessnetworkinthemoderncommunicationOpticalfiberinnationalinformationmodernizationaccessplaysamoreandmoreimportantrole,isanindispensablepartofmoderncommunicationsnetwork.Moderncommunicationsnetworkbasicrealizedbasedonfiberbackbonetransmissionandexchange,andaccesssectionisstillrestrictedmoderntelecommunicationsfurtherdevelopmentandimprovementofthe"bottleneck",therefore,toconstructionofnationalinformationinfrastructure(NII),accessnetworkisthekey.Accessnetworktechnologydevelopment,willresultingreatchangesoftelecommunicationsandinformationnetwork,namely,voice,data,video,etc.Variouskindsofinformationtransmission,comprehensivebusinesstogetherforimplementingtheresourcessharing,andgraduallyoptimizedcommunicationnetwork,greatlyimprovingnetworkbenefits.Twoopticalfiberopticaltransmissiontechnologyaccesswiththecombinationoftheaccesstechnology.LighttransmissiontechnologydevelopmentandevolutionSince1979,thehumanuseofopticalfiberascommunicationmode,opticaltransmissiontechnologyexperiencesincefromanalogtodigital,fromPDHtosdh-basedWDM,frompassiveandactivetoaseriesofMSTPfromSDHtothedevelopmentandevolutionprocess,transmissioncapacityandreliability,thetransmissiondistancesuchindicatorshavereachedaveryhighlevel.ThecurrentmainstreamofopticaltransmissiontechnologyisstillSDH,STM-1/4/16/64/256seriessynchronoustransfermodulehasbeenachieved,includingSTM-256framerateashighas40Gbps.BasedonSDH,fusionbroadbanddatabusinessmulti-tasktransmittingplatform(theMSTP)hasalsobecomethebestchoicefortoday'sconstructionintracitynetworks,moreoverelasticgroupingring(RPR)technologyisalsograduallybecomethedirectionofthedevelopmentofalighttransmission.futurewillbeopticaltransmissionnetworktoopticaltransmissionnetwork(otns)inthedirectionofdevelopment,manyexchange,networkotnschooseroadandotherintelligentfunctionwillbeimplementedonlightlayer.OtnstheintelligentnetworkdevelopmentdegreecanASONintelligentopticalnetwork.LighttransmissiontechnologyandaccesstechnologyconstitutefiberaccessnetworkTheneedsoftheuser,thediversificationandbroadbandaccesstechnologyfrominitialmadeofpurenarrowbandaccesstobroadbandaccess,andwithintegratedaccesstotransmissionplatformrequirementlightmoreandmoreisalsohigh.Opticaltransmissiontechnologyandaccesstechnologytogetherconstitutefiberaccessnetworksystem.Opticalfiberaccessnetworkindifferentstagesofdevelopmentofneedtoresorttothecorrespondingopticaltransmissionmeanstoachievetheoperationalloadandtransfer.Withthelightnetworkwillbedispersedaccessdevices(OLTONU)togetherwithorganicwhole,formaunifiedfiberaccessnetworksystem.Thecurrentdevelopmentoffiber-opticaccesshotspotCurrently,fiber-opticaccessnetworkcontinuepresentedthevigorousdevelopmentmomentumandvariousnewaccesstechnologyarisesatthehistoricmoment.ThedevelopmentofbetterhavexDSL,FTTX,dualbustakecomprehensiveaccesstechnologies.Inaddition,HFCAPONEPON,suchtechnologyisalsoinconstantdevelopingandperfecting.ThedevelopmentandapplicationofXDSL.XDSLtechnologyreferstotheADSL(asymmetricdigitalsubscriberloop)asarepresentativeofdigitalsubscriberloop(DSL)thefloorboardofaseriesoftechnology.By using of ground wire although more than 2Mbps broadband datatransmission,butthetransmissiondistanceisverylimited.XDSLandopticalfiberintegrated access network structure, with the UNI bounded user-oriented providenarrowbandnormaltelephone,2Mbpsline,10Base_TandATMbroadbandinterface.Usingfibresolveaccessnetworktransmissionoffeedersection,XDSLsolvefinallyhundredsmetersto3.5kilometers(inthisrange,canguaranteeahighrate),itisquitebroadbandaccessbroadbandtechnologyeffectively.ThecurrentmarketmostsuccessfulisADSLtechnologies,includingChinatelecom,Chinanetcom,Chinaunicom,Chinatietong,eachbigtelecomoperatorsarespendingheavilyconstructionADSLnetwork.Intheuserisrelativelyscattered,twisted-paircableresourcesundertheconditionofcomparativeenergetic,ADSLcanlowcosttosolveusersnetworkbandwidthneeds.SHDSL,HDSLcanprovideuserswithbroadbanddataline,thesetwokindsofdigitalsubscriberloopinspecialcircumstances,thetechnicalsolutiontotheproblemofprovidingdataline.VDSLtechnologyiswithADSL)thedevelopmentandpopularizationofandgraduallymovingtowardsthecommercial,butbecauseitcansupportdistanceisshort,atpresentitspopularitystillfarlessADSL.FTTXtechnology.Inallsortsofbroadbandaccessnetworktechnology,opticalSDHtechnologyadoptedtheaccessnetworksystemisappliedthemostcommon.SDHtechnologyapplicationinaccessnetworkhasalreadywidespread,butstilljustFTTC(opticalfibertothesideoftheroad),FTTB(fibertothefloor),thehugebandwidthopticalfiberlevelstillnotohousehold.Therefore,toreallyprovidebroadbandbusinessability,justusingSDHtechnologysolvefeeder,wiring,paragraphofthebroadbandisnotenough,stillneedtointroducelineinpartbybroadbandaccesstechnologycombined.CanFTTB/C+usedrespectivelyFTTB/C+xDSL,CableModem,FTTB/C+local-areanetwork(LAN)accessmethodssuchasresidentandcompanyrespectively,enterpriseuserstoprovidebusiness.AmongthemthewayFTTX+LANFTTLANiscalledagain,inthiswayourShanghai,Beijingandotherdevelopedcitynewdistricthasbeenwidelyused.ThefinalisFTTHaccessdevelopmentgoals,butbecausethecost,theuserneedsandmarketandotherreasons,FTTHisstillalong-termtask.AccessthelatestdevelopmentdirectionwithSDHsupportforIPbusinessis,istodevelopabusinessnetworkplatformforMSTP/RPR)(.FTTXMSTP/RPRandcombiningwithbusinessrealizedwidthcomprehensivetransfer.Double(more)bustakeintegratedbusinessaccessnetwork.Opticalfiberaccessfromthepreliminarynarrowbandintegratedserviceaccesstocomprehensivebusinessaccesswithwidthofthedevelopmentprocess,hadtwoideas:aviewbyunifiedIPbusinessplatformvoiceanddataservicesintegratedaccess;AnotherargumentisbecauseEverythingoverIPtechnologyinbeusedactuallyarestillexistmanyproblems,whenintocomprehensiveaccessorletnarrowbandservice(circuitswitchingmethods)andbroadbandbusiness(packetswitchingmode)respectivelytakedifferentchannels.Theformerrealizationwayscanthesoftexchangetodohelp,thenawaybycurrentismostmainstreamsolutions--(more)busintegratedserviceaccessnetwork.In1999,helaunchedadoublebeforeandafterthecomprehensiveaccessnetworkequipmentbusmodel.Somemanufacturersprovidebustypesaccordingtothebackboard,andputsforwardfourbusesparlance,including:managementbus,TDMbusinessbus,groupbusinessbus,generalbus.Generalbusistoexpandbusinessability,ortosupportnowstillunforeseeablesomebusinessandreserved.Duetoitsspecificalsounabletoestimatethedesignparametersusuallybecategorizedasoneofthefirstthreebus.ManagementbusistorealizethemanagementofthewholesystemisdesignedfortheLord,becausethebusabilitytosupportbusinesstypesismoreandmoreabundant,needmanagementinformationmoreandmore,nowalsomanyUSEShigh-speedmanagementbusbus.Thisso-called"dualbus",isprovidingtheequipmentbackplaneofthetwobusinessesbus,namelyTDMbusandpacketbus.Mostofthedevelopedcountriesaccessequipmentisdualbusstructure.Internationaltechnicaldevelopmentdirection,adoptthemostadvancedsystemstructure,launchedwithIPforthekernel,built-inMSTPdoublebustypecomprehensiveaccessnetworkequipment.Canforeseedualbusintegratedaccessnetworkisthedevelopmentdirectionofaccessinthecomingyears,eachbigaccessnetworkequipmentmanufacturerswillstriveforinthishugemarketcompetitiveadvantage,tore-establishthroughoutthestatusofopticalfiberaccessproductmarket.AccessnetworksupportbusinessVoiceclassbusiness:SPCtelephonenewbusiness,magneticcardphonebusiness,etc.Dataclassbusiness:DDNbusiness,packetswitching,etc.Imagecommunicationclassbusiness:meetingTVbusiness,videophonebusiness,etc.Multimediabusiness:homeoffice,shopping,VOD,remotemedicaltreatment,etc.ThedevelopmentdirectionoffutureopticalfiberaccessBroadbandischangedandcomprehensivized.Broadbandaccessismarketdevelopmenttrends,fiberin-homewillbebroadbandaccessinevitable.XDSL,dualbusintegratedaccessasthetransitioncompletefibreopticaccesstechnology,willplayinthenextfewyearsbroadbandmarketprotagonist.Futureaccesstoachieveasingleplatformwithvariousbusinesswidthofcomprehensiveaccess,achievebusinessandnetworkofseparation,i.e.tofurthertobechangedtothebroadbandandintegrateddirection.Meanwhilefiberaccessnetworkalsomustbeabletosupportandotheraccessflexiblejointnetworking.Tonextgenerationnetwork(NGN)ofevolution.Judgingfromthetechnicaldevelopment,thetraditionaltelephonenetwork,datacommunicationsnetworkandthetechnologyofindustryofcabletelevisionnetworkthreeisgraduallydisappear,technologydifferenceoffusionwillfurthertriggernetworkfusing,businessfusionandindustrialintegration.Nextgenerationnetwork(NGN)areavailableincludingvoice,dataandmultimediaandotherbusinessintegrated,opennetwork.Thetrendofdevelopmentcanbeas:networkequipmentofcomponents,networkcomm