4I11/210ms980nm4I13/21480nm1520-1570nm4I15/2
Er+3的能级图图2-2： Er3+ 能级图
2.2.3 EDFA的基本性能
(1)增益特性：增益特性表示了光放大器的放大能力，定义为输出功率和输入功率之比。EDFA的增益大小与多种因素有关，增益一般为15dB~40dB。 (2)输出功率特性： 输出饱和功率是一个描述输入信号功率与输出信号功率之间关系的参量。如2-3图所示。由图可看出?在掺铒光纤放大器中?输入信号功率和输出信号功率并不完全成正比关系?而是存在着饱和的趋势。 掺铒光纤放大器的最大输出功率常用3dB输出饱和功率来表示。如2-4图所示?当饱和增益下降3dB时所对应的输出功率值为3dB输出饱和功率?它代表了掺铒光纤放大器的最大输出能力
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图2-3掺铒光纤放大器输出饱和功率曲线
图2-4 掺铒光纤放大器输出饱和功率
（3）噪声系数： 掺铒光纤放大器噪声的主要来源包括?信号光的散弹噪声?信号光波与放大器自发辐射光波之间的差拍噪声?被放大的自发辐射光的散弹噪声?光放大器自发辐射的不同频率光波间差拍噪声。 掺铒光
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纤放大器噪声特性可用于噪声系数F来表示：它定义为；
据分析?掺铒光纤放大器噪声系数的极限约为3dB。对于0.98μm泵浦源的EDFA?掺铒光纤长度为30m时?测得的噪声系数为3.2dB?而采用1.48μm泵浦源时、在掺铒光纤长度为60m时?测得的噪声系数为4.1dB。显而易见?0.98μm泵浦的放大器的噪声系数要优于1.48μm泵浦的放大器的噪声系数
3 波分复用（WDM）
n1光发射机光中继放大光接收机光纤LAPA光转发器1??1光合波?n器BA光纤?1光分波 器 ? n ?接收11光转发器n?s?s?s?s 接收nn光监控信道接收/发送 光监控信道接收器
光监控信道发送器网络 管理系统
图2 波分复用光纤通信系统构成
3.1光波分复用（WDM）技术概述
光波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号，而每个光载波可以通过FDM或
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TDM方式，各自承载多路模拟或多路数字信号。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。
3.2 WDM系统的基本构成
WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。单向WDM是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同波长的光携带的，所以彼此间不会混淆，在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输，而反方向则通过另一根光纤传送。双向WDM是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输，所用的波长相互分开，以实现彼此双方全双工的通信联络。目前单向的WDM系统 在开发和应用方面都比较广泛，而双向WDM由于在设计和应用时受各通道干扰、光反射影响、双向通路间的隔离和串话等因素的影响，目前实际应用较少。
3.3WDM技术的主要特点
1.充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍到几十倍，从而增加光纤的传输容量，降低成本，具有很大的应用价值和经济价值。
2.由于WDM技术中使用的各波长相互独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种信号的综合和分离，实现多媒体信号混合传输。 3.由于许多通信都采用全双式方式，因此采用WDM技术可节省大量线路投资。
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4.根据需要，WDM技术可以有很多应用形式，如长途干线网、广播式分配网络，多路多地局域网等，因此对网络应用十分重要。 5.利用WDM技术选路，实现网络交换和恢复。
4 EDFA在WDM系统中的应用
EDFA在WDM系统中可以作为前置放大器、线路放大器和功率放大器。 EDFA作前置放大器时，放在光接收机之前，以提高光接收机的灵敏度，一般工作于小信号或线性状态，信号输入功率约一40dBm。要求EDFA的增益足够高，噪声系数则越小越好。 EDFA用作线路放大器时，可以直接插入到光纤传输链路中作为光中继放大器，省去了电中继器的光／电／光转换过程，直接放大光信号，以补偿传输线路损耗，延长中继距离。一般工作在近饱和区，信号输入功率约一20dBm。要求EDFA同时具有较高的增益和输出光功率，还应有对其工作状态的实时监控。 EDFA作为功率放大器时，装在光发送机之后，对光源发出的光信号进行放大，以补偿无源光器件的损耗和提高发送光功率。通常工作于深饱和区，要求EDFA在保持适中的增益和噪声系数下，能提供尽可能高的输出光功率，必要时可用双泵浦。
5 WDM系统对EDFA的要求
为了确保WDM系统的传输质量，WDM系统中使用的EDFA应具有足够的带宽、平坦的增益、低噪声系数和高输出功率。 5.1 EDFA增益带宽
目前，EDFA可用增益频谱范围为l530～l565nm，增益带宽为35nm左右，可以满足4～32信道的WDM系统。如果希望进一步增大带宽，以利用波长资源，则必须开发新型的光放大器。
5.2 WDM系统对EDFA增益平坦度的要求
EDFA的增益平坦度(GF)是指在整个可用增益的带宽内，最大增益波长点
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