光纖放大器在通信方面有哪些應(yīng)用？

光纖放大器是一種用于放大光信號(hào)的設(shè)備。它使用激光器產(chǎn)生的光信號(hào)來增強(qiáng)光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)的強(qiáng)度，以便信號(hào)可以在更遠(yuǎn)的距離上傳輸，或者傳輸?shù)礁嗟慕邮掌鳌?

光纖放大器通常使用摻鉺、摻鐿或摻銩等元素作為活性材料，當(dāng)這些元素受到激光器的激發(fā)時(shí)，會(huì)放出光子來激發(fā)光纖中的光子，從而增強(qiáng)信號(hào)。這種放大器可以在光信號(hào)傳輸?shù)倪^程中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大，避免了信號(hào)傳輸過程中的衰減和失真，從而提高了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和距離。

光纖放大器的市場應(yīng)用廣泛，主要是應(yīng)用于通訊行業(yè)，光纖放大器將輸入訊號(hào)的功率放大，可以實(shí)現(xiàn)多途徑的應(yīng)用。我們經(jīng)常使用到的電視、廣播等都要使用到這樣的設(shè)備，而且光纖放大器是通信系統(tǒng)中不能夠缺少的重要部件，其重要性顯而易見。根據(jù)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(tǒng)的半導(dǎo)體激光放大器(SOA)相比較，OFA不需要經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、電光轉(zhuǎn)換和信號(hào)再生等復(fù)雜過程，可直接對(duì)信號(hào)進(jìn)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(kuò)大通信線路容量，而又要使其成本降至最低，光纖放大是優(yōu)先選擇的方案之一。波分復(fù)用光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，不可避免地存在著一定的損耗和色散，損耗導(dǎo)致光信號(hào)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(shè)置一個(gè)中繼器，以便對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和再生后繼續(xù)傳輸。解決這一問題的常規(guī)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(hào)經(jīng)PIN或APD轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并對(duì)此電信號(hào)實(shí)現(xiàn)放大、均衡、判決、再生等技術(shù)，以便得到一個(gè)性能良好的電信號(hào)，最后再通過半導(dǎo)體激光器(LtD)完成電/光轉(zhuǎn)換，重新發(fā)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(xiàn)代電信傳輸?shù)囊?。由于波分?fù)用是多波艮在一根纖芯上傳輸，要進(jìn)行電再生中繼，必須每個(gè)波長逐一進(jìn)行，這樣就使電中繼設(shè)備變得復(fù)雜，傳輸距離義受衰減限制，造價(jià)較高。采用光纖放大器，可以把該波段內(nèi)所有波長的信引司時(shí)放大，即用同一。個(gè)放大器對(duì)多個(gè)信道提供增益，并且增益不受信號(hào)偏振的影響。在高速率、多信道的傳輸系統(tǒng)中不會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_，在高速傳輸系統(tǒng)中也不會(huì)產(chǎn)生脈沖失真。因此光纖放大器是波分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。迄今為止，幾乎所有的WDM系統(tǒng)不管是試驗(yàn)系統(tǒng)，還是商用系統(tǒng)都使用光纖放大器。

密集波分復(fù)用系統(tǒng)在光纖傳輸系統(tǒng)中已成為技術(shù)主流，作為DWDM系統(tǒng)核心器件之一的光纖放大器在其應(yīng)用中將得到迅速發(fā)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(shù)相結(jié)合可迅速簡便地?cái)U(kuò)大現(xiàn)有光纜系統(tǒng)的通信容量，延長中繼距離。在光纖接入網(wǎng)中，盡管用戶系統(tǒng)的距離較短，但用戶網(wǎng)的分支太多，需要用光纖放大器來提高光信號(hào)的功率以補(bǔ)償光分配器造成的光損耗和提高用戶的數(shù)量，降低用戶網(wǎng)的建設(shè)成本。

在光纖CATV系統(tǒng)中，隨著其規(guī)模的不斷擴(kuò)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(yīng)用在光纖CATV系統(tǒng)中不但可提高光功率，補(bǔ)償鏈路的損耗，增加光用戶終端，而且簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)成本。

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