[发明专利]光纤有线电视网中的掺铒光纤放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤有线电视网中的掺铒光纤放大器，适用于光纤CATV(Community Antenna Television，有线电视)系统中的功率放大、前置放大、线路放大等。属于光通信技术领域。

背景技术

掺铒光纤放大器(erbium-doped fiber amplifier，EDFA)的研究及实用化，极大的促进了通信技术的发展。掺铒光纤放大器在光通信DWDM(densewavelength division multiplexing，密集波分复用)系统和光纤CATV系统等网络中有着广泛的应用。在大型光纤CATV系统中，应用掺铒光纤放大器不仅具有明显的性能价格优势，而且能有效的扩大网络的覆盖规模。掺铒光纤放大器直接对光信号进行放大，无需进行光电光变换，并且具有输出功率大、增益高、工作频带宽、与偏振无关、噪声指数低、放大特性与系统比特率、数据格式无关等特点，因此它已成为现代光通信系统的关键器件之一，特别在光纤CATV系统中受到青眯。掺铒光纤放大器的研究和应用是目前光纤CATV系统发展的一个关键技术。

在传统掺铒光纤放大器技术的研究中，研究比较多而且比较成熟的是根据输出光信号功率改变放大器的泵浦参数从而调节放大器增益的自动增益控制技术(AGC)，此技术无法根据输入光信号功率而选择最佳的工作参数，不能适应不同场合的需要。在EDFA的自适应技术的研究中，是指研究的EDFA具备一定的智能，可根据外界条件(输入光信号功率或输出光信号功率)，调整自身的工作参数使放大器的性能最优，可适用于不同的场合。在已有的自适应技术研究中，大多采用调节铒纤长度，或者采用两级光放大技术兼顾不同的侧重点(肖石林，曾庆济，掺饵光纤放大器的自适应技术研究，光通信技术，2002，26(1)：28-32)。前一种技术对于不同的输入光信号选择的铒纤长度是不同的，铒纤不被重复利用，因此需要大量的铒纤，结构较复杂而昂贵，而采用两级放大器的技术，结构不仅复杂且比较难达到很好的自适应性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，设计提供一种适用于光纤有线电视网中的掺铒光纤放大器，具有噪声系数低，性价比高，性能稳定等特点，可以适用于前置放大、功率放大，线路放大等不同功能。

为实现上述目的，本发明将放大器中的铒纤分成N段，通过N-1个1×2的光开关将N段铒纤互相间隔串联起来，由中央处理器控制N-1个1×2的光开关的选通，得到不同的铒纤长度，达到需要的增益和输出功率。

本发明的掺铒光纤放大器的结构具体为：输入端耦合器的输出端分别与输入端光检测器和输入端隔离器相连，输入端隔离器的输出信号及受控于中央处理器的泵浦光源信号经过波分复用器后进入铒纤，经过铒纤后的输出信号经过输出端隔离器到输出端耦合器输出，输出端耦合器的一部分输出信号经过输出端光检测器反馈给中央处理器，输入端光检测器的输出连接中央处理器。所述铒纤分成N段，通过N-1个1×2的光开关将N段铒纤互相间隔串联起来，由中央处理器控制N-1个1×2的光开关的选通，得到不同的铒纤长度，达到需要的增益和输出功率。

其中，所述铒纤分段的每段长度可以相同，也可以不同。

放大器工作时，根据输入光信号功率和输出光信号功率来调节其工作参数。具体方法是通过输入耦合器取出部分输入信号光功率，输入端耦合器的输出端分别与输入端光检测器和输入端隔离器相连，输入端隔离器的输出信号及泵浦光源信号经过波分复用器后进入铒纤。因铒纤由N-1个1×2光开关串接，选通不同的1×2光开关，可以得到合适的铒纤长度，进而得到对于不同输入光信号功率所需要的最佳铒纤长度。经过铒纤后的输出光信号经过输出端隔离器到输出端耦合器输出，输出端耦合器的一部分输出光信号经过输出端光检测器反馈给中央处理器，输入端光检测器的信号也经由中央处理器处理，由中央处理器调节泵浦光源，控制输出光信号功率。放大器中铒纤长度的选择结合泵浦功率的调节，可以得到需要的放大器增益和输出光信号功率以适应不同场合的需要。

对于输入的某一信号，可以根据输入信号光功率来判断不同的功能用途，做前置放大时，则要求得到足够高的增益和低的噪声；作功率放大时，则要求有足够大的功率输出；作线路放大时，则要求有足够大的增益。