光放大器基本知识简介概要
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光放大器基本知识简介
P=power
3dBm=0.5mW
3 2019/4/2
dB和dBm转换举例：
Relative dB % loss 1 21 2 37 3 50 4 60 5 68 10 90 15 96.8 20 99 Absolute dBm mW 30 1000 20 100 10 10 3 2 0 1 -3 0.5 -10 0.1 -20 0.01
6 2019/4/2
Repeaters: 执行 光-电-光的转换，重新生成光信号
优点：光信号经过3R（regeneration,retiming,reshaping）， 信号质量高。 缺点：结构复杂，成本高。
Amplifiers:放大过程不需要进行光电转换，在光域 内完成
优点：对不同的码率和格式透明，成本相对低廉，结构相对 简单 缺点：会劣化信号，500～800km后仍需要repeaters来重生。
噪声特性
EDFA的噪声系数极限 为3dB。 一般为4.0~6.0dB
EDFA的噪声系数和 泵浦功率、铒纤长度有 密切关系 在输入功率不变的情况 下，铒纤越长，噪声越大 泵浦功率越小，噪声越大
16 2019/4/2
EDFA增益谱
40
Average of Pin=-16dBm&pIN=-20dBm Gain at 36dB,EDF=14.5m+12m
4 2019/4/2
S/C/L-Band
S-band: short-band,1430~1510nm C-band:conventional-band,1528~1562nm L-band:long-band:1570~1605nm
EDFA: erbium-doped fiber amplifier SOA：semiconductor optical amplifier Metro/long-haul system
光放大器基本介绍
1-5 光放大器的應用
光放大器依據不同應用有下列三種：
光功率放大器 (Booster Amplifier, BA) 將光放大器置於光發送端之前，以提高傳送光的功率， 整個電路系的光功率得到提高。 光前置放大器 (Pre-Amplifier, PA) 在接收端的光電檢測器之後將微信號進行放大，以提高 接收能力。 光線路放大器 (Line Amplifier, LA) 接駁的距離較遠時，可起中繼放大器度(spitter)，提高光 功率。
受激態 E2 (Excited state)
光子
1
hv12 E1 E 2
1 1 加偏壓 1電子
電洞
基態 E1 (Ground state)
2-6 半導體光放大器的特性
SOA的自發放射頻譜ASE隨注入電流而提高
2-6 半導體光放大器的特性
23dB
非 線 性 線 性
飽 和
注入電流與增益的關係
3-9 EDFA的元件
分波多工器
將輸入訊號光與幫激光耦合至摻鉺光纖中。其應具低插 入損失和寬的工作頻寬來，以提高EDFA的放大頻寬。
ASE Spectrum
1.48/1.58mm 分波多工器各波長所對應之插入損失
3-10 EDFA的架構
輸入光 Isolator WDM
EDF
Isolator
2-4 半導體光放大器的分類
注入電流
入射光 輸出放大光
鏡子
Mirror
鏡子
Mirror
法布裏－泊羅放大器
2-4 半導體光放大器的分類
注入電流
入射光
輸出放大光
抗反射膜 AR
行波式光放大器(Travelling-Wave Amplifier, TWA)
光放大器
λ λ
λ
1
1
中继器 复 中继器 用 器 中继器 λ
1
λ 解 复 用 器 λ 2… λ
n
1
光接收机 1 光接收机 2
2
复 用 器
光发送机 n
λ
n
解 λ 复 用 器 λ λ
1
2
λ λ
2
…
n
n
光接收机 n
λ 2… λ
n
光接 收机
滤波、去噪、 恢复、整形；
光发 送机
…
光放大器的重要性
2. 波分复用WDM技术的实用化需要光放大器
饱和区域
放大器的增益与光强有关！
1.0 光放大器的工作性能
3. 放大器带宽
g ( )
号
相 0.8 对 增 0.6 益 0.4 0.2
g A
G(
放大器的增益与光频率有关！
光放大器的工作性能
增益G与输入光波长的关系： 增益谱G()：增益G与信号光波长的关系。光放大 器的增益谱不平坦。
光放大器的工作性能 4. 放大器噪声
4I
15/2
所以EDFA的工作波长1530-1560 nm
5.1 掺铒光纤放大器EDFA
掺铒光纤放大器的工作原理 掺铒光纤放大器的结构 掺铒光纤放大器的性能指标 掺铒光纤放大器的应用 掺铒光纤放大器的优缺点
掺铒光纤放大器的结构
EDFA的基本结构及功能：
EDFA 主要由掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、耦合器、光隔离器及 光滤波器组成，结构如图所示。
掺稀土元素 光纤放大器 光放大器分类
布里渊光纤放大器(FBA)
光放大器的分类
几种类型光放大器的比较：
光放大器的分类
光通信之光放大器
02 光放大器的原理
光放大器的增益机制
受激发射放大
能量转移
光放大器利用增益介质中的粒子数反 转，通过受激发射机制将输入信号放 大。
放大过程中，高能级粒子将能量转移 至低能级，释放出光子，实现光的放 大。
粒子数反转
在光放大器中，增益介质中的粒子数 分布被调整至非平衡状态，使得介质 对特定波长的光具有放大作用。
光放大器的增益介质
01
02
03
稀土掺杂光纤
在石英光纤中掺入某些稀 土元素（如铒、镱等）， 形成增益介质。
晶体
某些晶体（如蓝宝石、硅 酸盐等）可作为光放大器 的增益介质。
气体
某些气体（如氩气、氪气 等）也可作为光放大器的 增益介质。
光放大器的增益特性
增益带宽
光放大器的增益带宽决定 了其对不同波长光的放大 能力。
EDFA技术已经相当成熟，广泛 应用于长距离、大容量的光通信
系统。
RFA在最近几年开始受到关注， 其具有低噪声、宽频带等优点， 尤其适用于超长距离、超大容量
的光通信系统。
光放大器技术的发展趋势
新型光放大器技术的研究和开 发是未来的重要方向，如硅基 光放大器、氮化镓光放大器等。
探索更高效的光放大器技术， 提高光放大器的增益、带宽和 稳定性是关键。
光通信之光放大器
目 录
• 光放大器概述 • 光放大器的原理 • 光放大器的应用 • 光放大器的技术发展 • 光放大器的市场分析
01 光放大器概述
光放大器的定义
总结词
光放大器是一种能够将微弱的光信号进行放大的设备。
详细描述
光放大器是一种能够将微弱的光信号进行放大的设备，它通过特定的机制将输 入的光信号进行能量放大，以便在光通信系统中进行长距离传输或者进行光信 号处理。
第四章-光放大器
解： 由（4.2.7-1）式：
F = (S / N )input = 300 / 30 = 3.33 ,即5.2dB (S / N )output 60 / 20
4.2.7.1 放大器的自发辐射噪声（ASE）
放大器噪声 主要由自发发射噪声引起。
自发辐射噪声系数为：
nsp
=
N2 N2 − N1
（4.2.7 .1 -1）
些拍频波长消耗了导带电子，降低了信号增益，导致信号串
扰，如图所示。
ωω12
SOA
ω1 ω2
a)没有串扰的放大信号
2ω1-ω2
ω1
ω1
SOA
ω2
ω2
2ω2-ω1
b) 信道间串扰
当SOA工作在饱和方式时，产生交叉饱和。 当一个信道从“开”到“关”时，增益经历相反的变化。因为所 有信号分享同一活性介质产生的增益，这个增益的改变导致 另一个信号的变化。下图说明交叉饱和现象。 输入信号1
TDFFA L-BAND
EDFA C-BAND
EDFA TDFFA TDFFA
PDFFA
掺铒放大器的波长覆盖
1300
1400
1500
增 益 位 移
1600nm
FRA在原理上可工作在1310到1550nm范围 SOA在原理上可工作在1310到1550nm范围
目前普通长波段放大器已有商品出售，可以 预见，C及L波段放大器将有一定的发展空 间，且主要趋势是向小型化，智能化，通用 化方向发展。国内对EDFA的研究起步较 早，目前也有一定成果，如无锡中兴，光迅 等公司已推出了自己的产品。
增益饱和
所以，公式（4.2.2-2）仅对功率远小于Psat的小信号有效。
4.2.4 SOA的带宽
F = (S / N )input = 300 / 30 = 3.33 ,即5.2dB (S / N )output 60 / 20
4.2.7.1 放大器的自发辐射噪声（ASE）
放大器噪声 主要由自发发射噪声引起。
自发辐射噪声系数为：
nsp
=
N2 N2 − N1
（4.2.7 .1 -1）
些拍频波长消耗了导带电子，降低了信号增益，导致信号串
扰，如图所示。
ωω12
SOA
ω1 ω2
a)没有串扰的放大信号
2ω1-ω2
ω1
ω1
SOA
ω2
ω2
2ω2-ω1
b) 信道间串扰
当SOA工作在饱和方式时，产生交叉饱和。 当一个信道从“开”到“关”时，增益经历相反的变化。因为所 有信号分享同一活性介质产生的增益，这个增益的改变导致 另一个信号的变化。下图说明交叉饱和现象。 输入信号1
TDFFA L-BAND
EDFA C-BAND
EDFA TDFFA TDFFA
PDFFA
掺铒放大器的波长覆盖
1300
1400
1500
增 益 位 移
1600nm
FRA在原理上可工作在1310到1550nm范围 SOA在原理上可工作在1310到1550nm范围
目前普通长波段放大器已有商品出售，可以 预见，C及L波段放大器将有一定的发展空 间，且主要趋势是向小型化，智能化，通用 化方向发展。国内对EDFA的研究起步较 早，目前也有一定成果，如无锡中兴，光迅 等公司已推出了自己的产品。
增益饱和
所以，公式（4.2.2-2）仅对功率远小于Psat的小信号有效。
4.2.4 SOA的带宽
第5讲光放大器
2019/9/4
7
当前光纤通信系统工作在两个低损耗窗口：1.55μm 波段和1.31μm波段。选择不同的掺杂元素，可使放大器工 作在不同窗口。
（1）掺铒光纤放大器（EDFA）
EDFA工作在1.55μm窗口，该窗口光纤损 耗系数低（仅0.2dB／km）。已商用的EDFA噪声 低，增益曲线好，放大器带宽大，与波分复用（ WDM）系统兼容，泵浦效率高，工作性能稳定， 技术成熟，在现代长途高速光通信系统中备受青 睐。目前，“掺铒光纤放大器（EDFA）+密集波 分复用（WDM）+非零色散光纤 （NZDF）+光子 集成（PIC）”正成为国际上长途高速光纤通信线 路的主要技术方向。
EDFA的主要优点有：
（1）工作波长正好落在光纤通信最佳波段（1500 ～1600 um）；其主体是一段光纤（EDF），与传 输光纤的耦合损耗很小，可达0.1dB。
（2）增益高，约为 30～40 dB；饱和输出光功率 大，约为 10～15 dBm；增益特性与光偏振状态无 关。
（3）噪声指数小，一般为4～7 dB(极限约为3dB) ；用于多信道传输时，隔离度大，无串扰，适用 于波分复用系统。
在2000年的欧洲光通信会议上，斯坦福大学的研 究人员报道了他们进行的集总式拉曼放大实验的结果， 用十种不同的光纤分别做增益放大介质比较得出，色散 补偿型光纤是得到高质量集总式拉曼光纤放大器的最佳 选择。这预示我们可以在进行系统色散补偿的同时对信 号进行高增益、低噪声的放大，而且互相不影响。
2019/9/4
2019/9/4
28
拉曼光纤放大器的基本原理、特点和应用
拉曼光纤放大器的原理是基于光纤中的非线性效应： 受激拉曼散射（SRS）。拉曼现象早在1928年就被 Chandrasekhara Raman爵士所发现。目前对SRS效应 的研究已形成一套比较完整的理论体系。
光纤通信技术光放大器
拉曼放大器（RA）
总结词
利用拉曼散射效应实现光放大的器件， 具有宽带、低噪声、高效率等优点。
详细描述
RA利用拉曼散射效应，将泵浦光的能 量转移到信号光上，实现信号光的放 大。RA具有宽带、低噪声、高效率等 优点，适用于大容量、长距离光纤通 信系统中的分布式放大。
掺铒光纤放大器（EDFA）
总结词
利用掺铒光纤作为增益介质的光放大器，具有高效率、低噪声、宽带等优点。
光放大器的分类
按照工作波长
可分为可见光放大器和不可见光放大 器，其中不可见光放大器又可分为近
红外和中红外光放大器。
按照增益介质
可分为气体、液体和固体光放大器。
按照工作原理
可分为自发辐射放大器和受激发射放 大器。
光放大器的重要性
延长传输距离
光放大器能够将微弱的光信 号放大，从而延长了光纤通 信系统的传输距离，提高了 通信容量和可靠性。
要点二
新结构
探索新型的光放大器结构和设计，以提高其稳定性和可靠 性。
光放大器与其他光子器件的集成化
集成化技术
研究光放大器与其他光子器件的集成化技术，以提高系 统的集成度和稳定性。
模块化应用
开发标准化的光放大器模块，以满足不同光纤通信系统 的应用需求。
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光计算与光处理
总结词
光放大器在光计算和光处理领域的应用 ，可以实现高速、高带宽的信息处理。
VS
详细描述
光计算和光处理利用光信号的高速传播和 并行处理能力，进行大规模数据运算和信 号处理。光放大器在光计算和光处理系统 中起到扩展传输距离和提高光信号功率的 作用，有助于提高系统运算速度和降低延 迟。
光放大器基本知识简介
Communication Interface
Consumption Dimensions
RS-232
<5W @ without TEC;15W @ with TEC 90x70x12 mm or 70x50x15 mm or Customized
29 2014-10-31
生产能力
现基本上有两条光路生产线，一条电路 生产线，一条测试线，老化箱一台。 正常情况下，最大生产能力为每天3~4 台EDFA。
27 2014-10-31
Conditions
Value C-Band or L-Band -35~5 <22 15~35 <5.5
4、城域网用EDFA
分纯光模块、带电模块 带致冷、无带致冷 单信道和多信道 一般是Booster EDFA
28 2014-10-31
主要参数指标：
Parameter Wavelength Total Input Power Total Output Power Gain Gain Flatness NF Unit nm dBm dBm dB dB dB @Pin=6dBm Conditions Value 1529~1561 -20~5 <15 15~35 <2 <5.5
P=power
3dBm=0.5mW
3 2014-10-31
dB和dBm转换举例：
Relative dB % loss 1 21 2 37 3 50 4 60 5 68 10 90 15 96.8 20 99 Absolute dBm mW 30 1000 20 100 10 10 3 2 0 1 -3 0.5 -10 0.1 -20 0.01
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Wavelength(nm)
5.0 4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3.8 3.6 3.4 3.2 3.0
Noise Figure Profile
1530 1535 1540 1545 1550 1555 1560 Wavelength(nm)
以上为一个实际EDFA的增益谱和噪声谱。其平坦 度为0.7dB，噪声为4.2~4.7dB之间 对于多信道应用的EDFA，其平坦度要求为小于 1dB，我们一般可以做到小于0.5dB，噪声小于 4.5dB
Unit nm dBm dBm
dB dB RS-232 or RS485
Conditions
Value 1530~1560 0~10
@Pin=6dBm
@Pin=6dBm
13~23
<6.0 @ 980nm <6.5 @ 1480nm 55
<15W @ Output Power<19dBm； <35W @ 19dBm ≤ Output Power<23dBm
20 2018/7/29
Gain(dB)
10
15
20
25
0
0.2 1.4 2.6 3.8 5 6.2 7.4 8.6 9.8 11 12.2 13.4 14.6 15.8 17 18.2 19.4
Raman放大器增益谱
5
频率差（THz）
21 2018/7/29
我们公司的现有EDFA产品
1、CATV系统用EDFA
27 2018/7/29
Conditions
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Value C-Band or L-Band -35~5 <22 15~35 <5.5
4、城域网用EDFA
分纯光模块、带电模块 带致冷、无带致冷 单信道和多信道 一般是Booster EDFA
28 2018/7/29
主要参数指标：
Parameter Wavelength Total Input Power Total Output Power Gain Gain Flatness NF Unit nm dBm dBm dB dB dB @Pin=6dBm Conditions Value 1529~1561 -20~5 <15 15~35 <2 <5.5
P=power
3dBm=0.5mW
3 2018/7/29
dB和dBm转换举例：
Relative dB % loss 1 21 2 37 3 50 4 60 5 68 10 90 15 96.8 20 99 Absolute dBm mW 30 1000 20 100 10 10 3 2 0 1 -3 0.5 -10 0.1 -20 0.01
35
Gain
30 25 1530 1535 1540 1545 1550 1555 1560
Wavelength
对于多信道DWDM的应用，以上的平坦度约 5dB，不符合要求
17 2018/7/29
Gain Profile
30 28 26
Gain(dB)
Noise Figure
24 22 20 18 16 1530 1535 1540 1545 1550 1555 1560
6 2018/7/29
Repeaters: 执行 光-电-光的转换，重新生成光信号
优点：光信号经过3R（regeneration,retiming,reshaping）， 信号质量高。 缺点：结构复杂，成本高。
Amplifiers:放大过程不需要进行光电转换，在光域 内完成
优点：对不同的码率和格式透明，成本相对低廉，结构相对 简单 缺点：会劣化信号，500～800km后仍需要repeaters来重生。
13 2018/7/29
增益特性
1.要想有正增益，泵浦光功率需大于一个值 2.不同长度的铒纤，在相同泵浦光下，达到的 增益值不同
14 2018/7/29
1.相同泵浦功率下，不同的铒纤长度，最大增益 有个峰值 2.可据此通过调整泵浦功率和铒纤长度来调整 EDFA到我们需要的工作点
15 2018/7/29
19 2018/7/29
Raman放大器简介
Raman光纤放大器是非线形光纤光学的重要应用。， 石英光纤具有很宽的受激Raman散射(SRS)增益谱， 并在13.2THz附近有一较宽的的主峰。如果一个弱信 号与一强泵浦光波同时在光纤中传输，并使弱信号置 于泵浦光的Raman增益带宽内，弱信号即可得到放大。 基于SRS效应的放大器就是Raman 光纤放大器。
30 2018/7/29
光放大器之市场情况
因为EDFA的出现而推动了光通信的发展。现在 光放大器的制造商很多： 国外：Corning、Lucent(现在的JDSU)等 国内：飞通、烽火、中兴、华为等等 全球的光放大器的市场还很大，仅国内在市场不 景气的2002年就有近3亿的市场，估计2003年将更多。 国外市场更大。飞通是1999年开始模拟EDFA的开发， 2001年数字EDFA开始启动，现在市场占有率不大， 但逐年呈上升趋势，估计2004年将有新的突破。 由于前几年的市场疲软，给光放大器市场带来冲 击，今年已有回转趋势，特别是在模拟EDFA和城域 网EDFA已经回转。所以光放大器市场前途很好。
23 2018/7/29
2、DWDM系统用EDFA 模块
分纯光模块、带电模块 应用：Booster/In-line/Pre EDFA
24 2018/7/29
主要参数指标：
Parameter Wavelength Total Input Power Total Output Power Unit nm dBm dBm Conditions Value 1529~1561 -30~0 <21
Pin (m W)
比如：输入功率0.1mW，输出功率50mW，增益为500倍， 用对数表示为输入功率－10dBm，输出功率17dBm， 增益27dB
11 2018/7/29
噪声~~
一般用噪声系数（Noise figure）来表示：
PASE NF (Gain 1) hvB
一般来讲，噪声系数定义为 NF＝SNRin/SNRout 平坦度（Gain flatness）：多信道应用中最大增 益波长的增益和最小增益波长的增益的差 Gain flatness＝Gainmax－Gainmin
12 2018/7/29
EDFA的基本结构
所用关键器件：980nm or 1480nm半导体激光器、掺 铒光纤 通过掺铒光纤，把980nm or 1480nm的泵浦激光转换 成和输入信号的波长、振幅都相同的信号光。 EDFA设计的关键，就是搭配好铒纤和泵浦光的参 数，使其达到我们需要的性能指标
25 2018/7/29
3、SDH系统用 EDFA
分纯光模块、带电模块、机架式 应用：Booster/In-line /Pre EDFA C-Band or L-Band
26 2018/7/29
主要参数指标：
Parameter Wavelength Input Power Output Power Gain NF Communication Interface Consumption Dimensions Unit nm dBm dBm dB dB @Pin<0dBm RS-232 <35W 125x100x20 mm or 140x123x20 mm or Customized
9 2018/7/29
光放大器为光通信系统提供了一种好用、 可靠、便宜的光传输的放大、中继方式， 降低了系统的成本，提高了系统的性能， 极大推动了光通信的发展
10 2018/7/29
EDFA的基本概念和基本理论和基本特性
光放大器最重要的两个参数：增益、噪声、平坦度 （多信道） 增益 Pout (m W) Gain(dB) Pout (dBm) Pin (dBm) Gain
7 2018/7/29
光放的简单应用
功率放大器 Booster/power amplification
中继 In-line amplification
预放（也叫前放）Pre-amplification
8 2018/7/29
光放的简单分类
按使用位置：功率放大器, 中继（在线）放大器, 前置放大器 按放大介质：掺铒光纤放大器, 喇曼放大器, 布里渊放大器， 半导体光放大器, 线性光放大器 因为掺铒光纤放大器使用最广，一般我们提到的光放多半是 指掺铒光纤放大器
18 2018/7/29
EDFA的发展历程
六十年代初，对掺稀土元素的光纤的光谱特性的研究 1985～1986年间，Southampton大学Payne等人用 MCVD方法制成铒离子掺杂的光纤，1987年，他们用 650nm的泵浦光实现了28dB的1550nm小信号增益 1987年，Bell labs的desurvire等人用514nm的泵浦光实 现22.4dB的小信号增益 1989年，使用1480nm的泵浦光实现了37dB的小信号 增益 1991年，Giles &Desurvire在IEEE杂志《Journal of lightwave technology》发表invited paper：《Modeling erbium-doped fiber amplifier》，成为EDFA的理论分 析基础 1993年以后，EDFA开始大规模的商业应用
4 2018/7/29
S/C/L-Band
S-band: short-band,1430~1510nm C-band:conventional-band,1528~1562nm L-band:long-band:1570~1605nm
5.0 4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3.8 3.6 3.4 3.2 3.0
Noise Figure Profile
1530 1535 1540 1545 1550 1555 1560 Wavelength(nm)
以上为一个实际EDFA的增益谱和噪声谱。其平坦 度为0.7dB，噪声为4.2~4.7dB之间 对于多信道应用的EDFA，其平坦度要求为小于 1dB，我们一般可以做到小于0.5dB，噪声小于 4.5dB
Unit nm dBm dBm
dB dB RS-232 or RS485
Conditions
Value 1530~1560 0~10
@Pin=6dBm
@Pin=6dBm
13~23
<6.0 @ 980nm <6.5 @ 1480nm 55
<15W @ Output Power<19dBm； <35W @ 19dBm ≤ Output Power<23dBm
20 2018/7/29
Gain(dB)
10
15
20
25
0
0.2 1.4 2.6 3.8 5 6.2 7.4 8.6 9.8 11 12.2 13.4 14.6 15.8 17 18.2 19.4
Raman放大器增益谱
5
频率差（THz）
21 2018/7/29
我们公司的现有EDFA产品
1、CATV系统用EDFA
27 2018/7/29
Conditions
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Value C-Band or L-Band -35~5 <22 15~35 <5.5
4、城域网用EDFA
分纯光模块、带电模块 带致冷、无带致冷 单信道和多信道 一般是Booster EDFA
28 2018/7/29
主要参数指标：
Parameter Wavelength Total Input Power Total Output Power Gain Gain Flatness NF Unit nm dBm dBm dB dB dB @Pin=6dBm Conditions Value 1529~1561 -20~5 <15 15~35 <2 <5.5
P=power
3dBm=0.5mW
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dB和dBm转换举例：
Relative dB % loss 1 21 2 37 3 50 4 60 5 68 10 90 15 96.8 20 99 Absolute dBm mW 30 1000 20 100 10 10 3 2 0 1 -3 0.5 -10 0.1 -20 0.01
35
Gain
30 25 1530 1535 1540 1545 1550 1555 1560
Wavelength
对于多信道DWDM的应用，以上的平坦度约 5dB，不符合要求
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Gain Profile
30 28 26
Gain(dB)
Noise Figure
24 22 20 18 16 1530 1535 1540 1545 1550 1555 1560
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Repeaters: 执行 光-电-光的转换，重新生成光信号
优点：光信号经过3R（regeneration,retiming,reshaping）， 信号质量高。 缺点：结构复杂，成本高。
Amplifiers:放大过程不需要进行光电转换，在光域 内完成
优点：对不同的码率和格式透明，成本相对低廉，结构相对 简单 缺点：会劣化信号，500～800km后仍需要repeaters来重生。
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增益特性
1.要想有正增益，泵浦光功率需大于一个值 2.不同长度的铒纤，在相同泵浦光下，达到的 增益值不同
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1.相同泵浦功率下，不同的铒纤长度，最大增益 有个峰值 2.可据此通过调整泵浦功率和铒纤长度来调整 EDFA到我们需要的工作点
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Raman放大器简介
Raman光纤放大器是非线形光纤光学的重要应用。， 石英光纤具有很宽的受激Raman散射(SRS)增益谱， 并在13.2THz附近有一较宽的的主峰。如果一个弱信 号与一强泵浦光波同时在光纤中传输，并使弱信号置 于泵浦光的Raman增益带宽内，弱信号即可得到放大。 基于SRS效应的放大器就是Raman 光纤放大器。
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光放大器之市场情况
因为EDFA的出现而推动了光通信的发展。现在 光放大器的制造商很多： 国外：Corning、Lucent(现在的JDSU)等 国内：飞通、烽火、中兴、华为等等 全球的光放大器的市场还很大，仅国内在市场不 景气的2002年就有近3亿的市场，估计2003年将更多。 国外市场更大。飞通是1999年开始模拟EDFA的开发， 2001年数字EDFA开始启动，现在市场占有率不大， 但逐年呈上升趋势，估计2004年将有新的突破。 由于前几年的市场疲软，给光放大器市场带来冲 击，今年已有回转趋势，特别是在模拟EDFA和城域 网EDFA已经回转。所以光放大器市场前途很好。
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2、DWDM系统用EDFA 模块
分纯光模块、带电模块 应用：Booster/In-line/Pre EDFA
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主要参数指标：
Parameter Wavelength Total Input Power Total Output Power Unit nm dBm dBm Conditions Value 1529~1561 -30~0 <21
Pin (m W)
比如：输入功率0.1mW，输出功率50mW，增益为500倍， 用对数表示为输入功率－10dBm，输出功率17dBm， 增益27dB
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噪声~~
一般用噪声系数（Noise figure）来表示：
PASE NF (Gain 1) hvB
一般来讲，噪声系数定义为 NF＝SNRin/SNRout 平坦度（Gain flatness）：多信道应用中最大增 益波长的增益和最小增益波长的增益的差 Gain flatness＝Gainmax－Gainmin
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EDFA的基本结构
所用关键器件：980nm or 1480nm半导体激光器、掺 铒光纤 通过掺铒光纤，把980nm or 1480nm的泵浦激光转换 成和输入信号的波长、振幅都相同的信号光。 EDFA设计的关键，就是搭配好铒纤和泵浦光的参 数，使其达到我们需要的性能指标
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3、SDH系统用 EDFA
分纯光模块、带电模块、机架式 应用：Booster/In-line /Pre EDFA C-Band or L-Band
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主要参数指标：
Parameter Wavelength Input Power Output Power Gain NF Communication Interface Consumption Dimensions Unit nm dBm dBm dB dB @Pin<0dBm RS-232 <35W 125x100x20 mm or 140x123x20 mm or Customized
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光放大器为光通信系统提供了一种好用、 可靠、便宜的光传输的放大、中继方式， 降低了系统的成本，提高了系统的性能， 极大推动了光通信的发展
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EDFA的基本概念和基本理论和基本特性
光放大器最重要的两个参数：增益、噪声、平坦度 （多信道） 增益 Pout (m W) Gain(dB) Pout (dBm) Pin (dBm) Gain
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光放的简单应用
功率放大器 Booster/power amplification
中继 In-line amplification
预放（也叫前放）Pre-amplification
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光放的简单分类
按使用位置：功率放大器, 中继（在线）放大器, 前置放大器 按放大介质：掺铒光纤放大器, 喇曼放大器, 布里渊放大器， 半导体光放大器, 线性光放大器 因为掺铒光纤放大器使用最广，一般我们提到的光放多半是 指掺铒光纤放大器
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EDFA的发展历程
六十年代初，对掺稀土元素的光纤的光谱特性的研究 1985～1986年间，Southampton大学Payne等人用 MCVD方法制成铒离子掺杂的光纤，1987年，他们用 650nm的泵浦光实现了28dB的1550nm小信号增益 1987年，Bell labs的desurvire等人用514nm的泵浦光实 现22.4dB的小信号增益 1989年，使用1480nm的泵浦光实现了37dB的小信号 增益 1991年，Giles &Desurvire在IEEE杂志《Journal of lightwave technology》发表invited paper：《Modeling erbium-doped fiber amplifier》，成为EDFA的理论分 析基础 1993年以后，EDFA开始大规模的商业应用
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S/C/L-Band
S-band: short-band,1430~1510nm C-band:conventional-band,1528~1562nm L-band:long-band:1570~1605nm