《光纤通信》学习要点陈柏年.docx

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《光纤通信》学习要点陈柏年

《光纤通信》学习要点

浙江传媒学院陈柏年

第一章概述

1、光纤通信：

以光波作为信号载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。

2、光纤通信发展的两个关键问题：

（1）合适的光源；

（2）理想的传光媒介。

3、光纤通信发展的四个阶段。

4、光纤通信的五个优点：

（1）传输容量大，

（2）传输距离远，（3）抗干扰能力强，（4）重量轻，（5）寿命长。

5、光纤通信的四个应用：

（1）通信网，

（2）计算机网，（3）有线电视网，（4）光纤接入网。

6、光纤通信的三种分类方法：

（1）按照传输信号类型分（模拟，数字），

（2）按照光波长和光纤类型分（短波长多模，长波长多模，1310nm单模，1550nm单模），（3）按照调制方式分（直接强度调制，外调制）。

7、光纤通信系统基本组成：

（1）光纤，

（2）光发送器，（3）光接收器，（4）光中继器，（5）适当的接口设备。

8、光纤通信的六个支撑技术：

（1）光纤，

（2）光源和光检测器，（3）SDH传输体制，（4）光放大器，（5）WDM复用技术，（6）全光网络。

第二章光纤光缆

一、光纤

1、光纤的三层结构：

（1）纤芯（core），

（2）包层（coating），（3）涂覆层（jacket）。

2、光纤的分类

（1）按照光纤截面折射率分布：

SIF，GIF；

（2）按照光纤中传输模式数量：

MMF，SMF；

（3）按照按光纤的工作波长：

短波长光纤，长波长光纤；

（4）按照ITU-T关于光纤类型的建议：

G.651渐变型多模光纤，G.652常规单模光纤，G.653色散位移光纤DSF，G.654截止波长光纤，G.655非零色散位移光纤（NZ-DSF）；

（5）按套塑（二次涂覆层）：

松套光纤，紧套光纤。

二、光的两种传输理论

1、光的射线传输理论-几何光学法

（1）满足斯奈耳反射和折射定律：

利用光的折射和全反射原理将光波封闭在光纤中传输。

（2）几何导光原理：

光纤是利用光的全反射特性导光；

（3）阶跃折射率光纤的临界角θc（只有在半锥角为θ≤θc的圆锥内入射的光束才能在光纤中传播）

（4）数值孔径NA：

临界角θc的正弦。

表示光纤接收和传输光的能力，NA=0.18～0.23。

2、光纤波动传输理论-麦克斯韦波动方程法

（1）光纤模式：

满足边界条件的电磁场波动方程的解，电磁场的稳态分布。

光纤中光的传播常数决定电磁场分布形式（模式）。

光纤中可能存在的模式有横电模TE、横磁模TM及混合模HE和EH等四套模式。

（2）归一化频率V：

一个求解贝塞尔方程中引入的重要综合参数。

光纤模式数目M取决归一化频率V的限定。

传输模式数目随V值的减小而减少。

（3）单模传输条件（截止条件）：

当V<2.405时，光纤中传播的只有唯一HE11（LP01）一个基模存在，其余模式全部截止。

（4）截止波长λc：

光纤中光不能传播的最短波长。

只有当λ>λc时，光纤中才是单模传输。

（5）模场直径W0：

纤芯中场分布曲线最大值1/e处所对应的宽度。

四、光纤传输特性

1、光纤损耗

（1）损耗系数α：

单位距离（1公里）光信号能量衰减的分贝值。

（2）光纤损耗的机理

①吸收损耗：

粒子吸收传导光能量。

②散射损耗：

非传播方向上的散射造成传导光失去能量。

③辐射损耗：

微弯曲所产生的光辐射造成传导光能量损失。

（3）光纤的三个低损窗口：

850nm、1310nm、1550nm。

2、光纤色散

（1）色散：

不同的电磁波以不同的相速度和群速度在介质中传播的物理现象，是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。

（2）色散系数D：

单位波长间隔（1纳米）的光经单位距离（1公里）光纤后的时延值。

（3）光纤色散种类

①模间色散：

不同模式的相移常数不同。

②材料色散：

光纤材料折射率随传输光波波长而变化。

③波导色散：

光纤波导参量的不同形成信号波长范围内不同的群时延差。

（4）色散补偿方案：

零色散波长光纤，色散位移光纤DSF，色散平坦光纤DFF，色散补偿光纤DCF，色散补偿器。

3、单模光纤

（1）G.652光纤（STD常规单模光纤／标准单模光纤）：

零色散波长1310nm，工作波长1310/1550nm。

（2）G.653光纤（DSF色散位移光纤）：

零色散波长1550nm，工作波长1550nm，单信道长距离传输。

（3）G.654光纤（截止波长光纤／低损耗光纤）：

零色散波长1310nm，工作波长1550nm损耗最小，长距离无再生海底光缆系统。

（4）G.655光纤（NZ-DSF非零色散位移光纤）：

1550nm最小损耗，色散较小，波分复用系统。

（5）DFF色散平坦光纤：

1310~1550nm波长范围内呈现低的色散，尤其适用于波分复用系统。

（6）DCF色散补偿光纤：

补偿常规光纤工作于1310nm或1550nm处所产生的较大的正色散。

五、光缆

1、光缆基本结构：

缆芯（芯线和加强件）和护层（对缆芯的机械保护和环境保护）。

2、光缆结构分类：

（1）层绞式：

把松套光纤绕在中心加强件周围绞合。

（2）骨架式：

把紧套光纤或一次被覆光纤放入中心加强件周围的螺旋形塑料骨架凹槽内。

（3）束管式：

一次被覆光纤或光纤束放入大套管中，加强件配置在套管周围。

（4）带状式：

将一次涂覆的光纤放入塑料带内做成光纤带，再将几层光纤带叠放在一起构成缆芯。

3、光缆分类方法（7种）。

4、光缆的型号：

由光缆的型式代号和光纤规格代号两部分组成。

5、光缆特性：

拉力特性、压力特性、弯曲特性、温度特性。

六、光纤连接

1、光纤连接损耗

（1）机械对准误差：

圆锥失配产生辐射损耗。

（2）光纤相关损耗：

光纤间几何特性和波导特性差异产生耦合损耗。

2、光纤的连接方法

（1）光纤熔接法：

高压电弧高温使被接光纤端面熔接；

（2）V型槽机械连接：

使用粘合剂在V型槽使被接光纤连接；

（3）弹性管连接：

使用弹性管使被接光纤自动进行横向、纵向、角度对准。

第三章光无源器件

一、光无源器件：

无需电源，不进行光电变换的光路器件。

1、作用：

完成光波的接续、耦合、复用与解复用、衰减、隔离等信号与信息处理。

2、种类（7种）：

光纤连接器、光纤耦合器、光波分复用／解复用器、光衰减器、光隔离器、光环行器等。

二、光纤连接器：

用以稳定地，但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件。

1、基本要求：

使发射光纤输出的光能量最大限度耦合到接收光纤。

2、光纤连接器的表示方法：

常用XX/YY表示。

（1）XX指活动接头的结构和形状，分有ST、FC、SC、DIN等；

（2）YY指活动接头的端面形状，分有FC、PC、APC、UPC等。

3、光纤连接器的性能指标

（1）插入损耗（dB）=Pi（dBm）–Po（dBm）

（2）回波损耗（dB）=Pi（dBm）–Pr（dBm）

（3）重复性：

光纤（缆）活动连接器多次插拔后插入损耗的变化，用dB表示，一般≤0.1dB。

（4）互换性：

连接器各部件互换时插入损耗的变化，也用dB表示，一般≤0.2dB。

4、光纤连接器的种类

（1）FC型（金属螺纹丝扣锁紧型）；

（2）SC型（塑料矩型插拔销闩式）；

（3）ST型（金属圆柱卡口型）；

（4）LC型（小尺寸模块化插孔闩锁型）。

三、光纤耦合器：

将光信号进行分路或合路、插入、分配的一种无源器件。

1、光纤耦合器的种类

（1）T形耦合器；

（2）星形耦合器；（3）定向耦合器：

分别取出光纤中向不同方向传输的光信号；（4）波分复用器/解复用器。

2、光纤耦合器的性能指标

（1）附加损耗Le（dB）=输入光功率Pit（dBm）-输出端口总光功率Pot（dBm）；

（2）插入损耗（dB）=Pic（dBm）–Poc（dBm）；

（3）第i路分光比CRi=第i路输出光功率Poc/总的输出光功率Pot×100%；

（4）隔离度DIR（dB）=注入端输入光功率Pic（dBm）–输入侧非注入端输出的光功率Pr（dBm）。

四、光衰减器：

插入光链路中控制光能衰耗的一种无源器件。

1、主要功能：

在光链路中对光信号功率进行定量或不定量的衰减，以满足用户的各种要求。

2、常见光衰减器结构与原理

（1）位移型光衰减器。

（2）衰减片型光衰减器。

（3）智能型光衰减器。

五、光隔离器：

一种只允许光信号沿光路正向传输的非互易性无源器件。

1、光隔离器原理：

晶体的非互易旋光性（法拉第效应）使光正向传输，反向隔离。

2、光隔离器的主要性能指标

（1）插入损耗（dB）=Pi（dBm）–Po（dBm）

（2）反向隔离度（dB）=Pi’（dBm）–Po’（dBm）

（3）回波损耗（dB）=正向输入端口注入光功率Pi（dBm）–正向输入端口反射光功率Pir（dBm）

六、光环形器：

一个多端口的输入输出非互易器件。

1、特点：

正向顺序传导、反向传输阻塞。

2、作用：

把光信号流按一个方向从一个端口送到另一个端口。

七、光纤光栅：

一段折射率沿长度呈周期性变化的光纤；光纤纤芯折射率受到永久的周期性微扰而形成的一种光纤无源器件。

1、原理：

利用光纤材料的光敏性，在纤芯内形成空间相位光栅，实质是一个窄带的（投射或反射）滤光器或反射镜。

2、作用：

能将入射光中某一特定波长的光部分或全部反射。

3、分类：

（1）光纤Bragg光栅（短周期光纤光栅）。

基本特性表现为具有选频效应的窄带光学滤波器。

（2）长周期光纤光栅（LPG）：

基本特性表现为一个带阻滤波器。

八、波分复用器／解复用器：

一种波长选择型耦合器。

1、功能：

把多个不同波长的光波复合后，注入到同一根光纤中传输（合波器），或把输入光口的多个不同波长的光波分开，输出到不同的光端口输出（分波器）。

2、性能指标

（1）插入损耗（dB）=标称波长信号输入功率（dBm）-标称波长信号输出功率（dBm）

（2）信道隔离度（dB）=i输出端标称波长信号功率（dBm）-j输出端标称波长信号功率（dBm）

（3）通带特性：

波分复用器／解复用器分配给某输出端口的光波波长范围。

3、通道间隔分类

（1）稀疏波分复用器／解复用器（CWDM），通道间隔为10~100nm；

（2）密集波分复用器／解复用器（DWDM），信道间隔为1~10nm；

（3）超密集波分复用器／解复用器（OFDM），通道间隔为0.1~1nm。

4、制造方法分类

（1）熔融光纤型波分复用器。

（2）介质薄膜干涉滤波器型波分复用器。

（3）光栅型波分复用器。

（4）阵列波导光栅型波分复用器。

第四章光源与光发送机

一、原子能级和能带的概念

1、能级：

离散的原子能量状态。

2、能带：

半导体原子最外层电子的共有化运动能级扩展的带状能量状态。

3、半导体三种能带：

价带、禁带和导带。

禁带宽度Eg=EC–EV

二、光与物质的相互作用

1、光的波粒二象性，具有波动性和粒子性。

光子能量与光波频率之间的关系是E=hf。

2、光与物质原子的电子存在三种相互作用

（1）自发辐射：

无外界激励而高能级电子自发跃迁到低能级，同时释放出光子。

LED是基于自发辐射发光机制的发光器件。

（2）受激辐射：

高能级电子受到外来光作用，被迫跃迁到低能级，同时释放出光子，且产生的新光子与外来激励光子同频同方向，为相干光。

LD是基于受激辐射发光机制的发光器件。

（3）受激吸收：

低能级电子在外来光作用下吸收光能量而跃迁到高能级。

PD是基于受激吸收工作的光电器件。

三、激光产生机理

1、“粒子数反转分布”：

物质内部的自发辐射或受激辐射的几率大于受激吸收的几率，高能级上的电子数多于低能级上电子数的分布状态。

2、泵浦：

以外部能量把处于基态的电子，激励（抽运）到较高的能级高能态的过程。

3、激活物质（或增益物质）：

在外界足够强的激励源（泵浦源）作用下，能够形成粒子数反转分布的物质。

4、激光器结构（三个功能部件）

（1）激活物质：

激光器的组成核心，产生激光的必要条件。

（2）泵浦源：

能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源。

（3）光学谐振腔：

完成频率选择及正反馈作用。

5、激光的产生条件

（1）振幅平衡条件（阈值条件）：

光的放大和损耗应满足的平衡条件，腔内获得的光功率正好与腔内损耗相抵消。

（2）相位条件：

使谐振腔内的前向和后向光波发生相干的条件，形成正反馈，使光波加强。

四、半导体激光器

1、半导体激光器工作原理：

向半导体PN结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡。

LD是因受激发射而发光的，发射的光子同频、同相、同偏振方向，输出相干光。

2、半导体激光器结构

（1）同质结构。

（2）“异质结构”。

3、半导体激光器特性

（1）P-I特性曲线：

表明激光器输出光功率（输出）与注入电流（输入）变化的关系。

半导体激光器的阈值电流用Ith表示。

当IIth时，激光器发出的是荧光；当IIth，激光器发出的是激光。

（2）激光器效率：

衡量激光器转换效率的高低。

①量子效率ηd：

激光器输出光子数的增量与注入电子数的增量之比。

②功率转换效率ηp：

激光器的输出光功率与器件消耗的电功率之比。

（3）光谱特性：

激光器输出的光功率随波长的变化情况，一般用光源谱线宽度Δλ来表示，激光器的Δλ越小越好。

（4）温度特性：

半导体激光器的阈值电流、输出光功率和输出光波波长随温度变化的特性。

温度升高时，Ith增大，ηd减小，输出光功率明显下降。

（5）“啁啾”：

激光二极管本身不稳定而使传输单个脉冲时中心波长瞬时偏移的现象。

4、新型半导体激光器

（1）分布反馈DFB激光器：

没有集总的谐振腔反射镜，有源层周期性波纹光栅结构使光形成分布式反馈的单纵模（SLM）的LD。

（2）分布布拉格反射DBR激光器：

紧靠有源层两侧无源区增加一段分布式布拉格反射器的单纵模（SLM）的LD。

（3）量子阱QW激光器：

一种利用量子约束在其有源层中形成量子能级，使能级之间的电子跃迁支配其受激辐射的半导体双异质结LD。

（4）垂直腔面发射VCSEL激光器：

垂直于衬底方向出光的面发射LD。

五、发光二极管：

没有光学谐振腔，基于自发辐射而工作的发光无阈值器件。

LED是因自发辐射而发光的，发射的光子频率、相位、偏振状态及传播方向是无规律的，输出具有较宽的频率范围的非相干光。

1、结构

（1）面发光二极管SLED。

（2）边发光二极管ELED。

2、特性

（1）P-I特性：

无阈值器件，注入电流的增加，输出光功率近似呈线性增加。

（2）光谱特性：

自发辐射光源，谱线宽度∆λ比LD宽得多。

（3）温度特性：

主要影响LED的输出光功率、P-I特性的线性及工作波长。

3、应用：

小容量数字系统和模拟系统。

六、光源的调制方法

1、直接调制：

通过信息流直接控制激光器的驱动电流，注入调制电流实现输出光波的强度调制。

直接调制会引入频率啁啾，即光脉冲的载频随时间变化。

2、间接调制：

利用晶体电光效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对光源辐射的调制。

指激光形成之后，在激光器外的光路上放置光调制器，用调制信号改变光调制器的物理特性，当激光通过调制器时，就会使光波的某参量受到调制。

（1）马赫-曾德尔M-Z波导调制器。

（2）电吸收调制器EAM。

七、数字光发送机

1、组成

（1）输入电路（输入盘）。

（2）电／光转换电路（发送盘）。

2、性能指标

（1）平均发送光功率：

正常条件下，光发送机发送光源尾纤输出的平均光功率。

（2）消光比EXT：

全“1”码平均发送光功率与全“0”码平均发送光功率之比。

第五章光检测器与光接收机

一、光电检测器：

将光辐射能量转换成一种便于测量的电量（电流或电压）的能量变换器件。

1、功能：

检测出入射其光敏面的光功率，并转换为相应变化的电流信号。

2、要求：

灵敏度高、响应快、噪声小、成本低和可靠性高，并且它的光敏面应与光纤芯径匹配。

3、类型：

（1）PIN光电二极管，

（2）雪崩光电二极管APD。

二、光电转换原理

1、受激吸收：

如入射光子的能量超过禁带能量Eg，耗尽区每次吸收一个光子，将产生一个电子空穴对，发生受激吸收。

当入射光变化时，光生电流随之作线性变化，从而把光信号转换成电信号。

2、光电转换：

光生载流子在外加负偏压和内建电场的作用下，在外电路中出现光电流。

3、转换条件：

任何一种材料制作的光电二极管都有截止波长λc，只有波长λ<λc的入射光，才能产生光电效应。

三、光电二极管

1、PIN光电二极管

（1）基本结构：

在重掺杂的（P+）层和（N+）层之间有较宽一层轻掺杂的N型材料（本征的I层），扩大耗尽层宽度可吸收绝大多数光子，使光生电流增加。

（2）工作原理：

受激吸收，PIN管加上反向偏压，形成耗尽区，入射光子hf>Eg时产生电子--空穴对。

在电场的作用下，电子向N区漂移，空穴向P区漂移。

电子到达N区，空穴到达P区，被外电路吸收，形成光生电流。

（3）主要特性：

由禁带宽度决定的截止波长要大于入射光波长，吸收系数不能太大。

2、雪崩光电二极管APD：

利用雪崩倍增效应使光电流得到倍增的高灵敏度光电探测器。

（1）基本结构：

能承受高反向偏压，载流子在它漂移过程碰撞电离形成雪崩倍增效应。

最常用的具有低倍增噪声的结构是拉通型的APD，增加1个附加的倍增层，实现碰撞电离，产生二次电子－空穴对。

（2）工作原理：

在高反向偏压的PN结中，高电场对光生载流子加速，使载流子获得高的动能，从而在漂移过程中可以碰撞电离而激发出新的电子－空穴对（碰撞电离），新产生的载流子同样由电场加速，并获得足够的能量从而导致更多的碰撞电离产生（雪崩倍增效应）。

入射光功率产生一次光生电流，一次光生电流被雪崩放大，形成较大的反向电流。

（3）主要特性：

对温度的依赖性在高偏置电压下尤其明显，一个小小的温度变化都能引起增益的很大变化。

为保证温度变化时增益值不变，就必须加入一个补偿电路，调整光检测器的偏置电压。

四、光电二极管特性

1、量子效率η：

每个能量为hf的入射光子所产生的电子－空穴对，即一次光生电子-空穴对和入射光子数的比值。

量子效率范围为30%~95%。

2、响应度R0（A/W）：

一次光生电流Ip和入射光功率P0的比值。

R0=（e/hf）×η响应度和量子效率、入射光波频率有关。

3、响应时间：

光电流跟随入射光信号变化快慢的状态，通常使用检测器输出脉冲的上升时间τr和下降时间τf来表示。

主要由结电容和负载电阻的时间常数决定。

4、噪声：

主要包括

（1）热噪声：

光电二极管的负载电阻RL和后接的放大器的输入电阻所产生。

（2）暗电流噪声：

无光照射时的反向残留电流。

（3）漏电流噪声：

光检测器表面物理状态不完善和加有偏置电压时引起。

（4）散弹噪声：

光生载流子数随机起伏所产生。

（5）APD倍增噪声：

雪崩光电二极管倍增过程的随机特性产生附加噪声。

五、光接收机

1、组成：

光检测器、放大器和信号处理电路。

2、作用：

将经光纤传输后幅度被衰减，波形被展宽的微弱光信号转变为电信号，并经放大处理，恢复为原来的信号。

3、直接检测（DD）数字光接收机

（1）光检测与前置放大

①探测器：

实现光电变换。

②前放：

实现低噪声放大。

（2）主放大、均衡滤波和自动增益控制（线性通道）

①主放：

提供足够的增益，且增益受AGC电路的控制。

②均衡器：

保证判决时不存在码间干扰。

③AGC电路：

改变接收机的增益，扩大接收机的动态范围。

（3）判决与再生：

时钟提取，对信号进行再生，恢复出所传输的二进制脉冲信号。

①时钟恢复电路：

从码流中恢复出时钟信号（定时信号），提供给判决电路。

②判决电路：

在时钟信号控制下，将均衡后的脉冲输出信号判决输出，恢复出所传输的二进制脉冲信号。

4、主要性能指标

（1）误码率：

在较长时间间隔内的传输码流中，错误判决的码元数Ne在所接收到的码元总数Nt中所占的比例。

（2）接收灵敏度：

反映了接收机检测微弱信号的能力。

（3）动态范围D（以dB表示）：

在保证系统的误码率指标要求下，接收机最低输入光功率Pmin（dBm）和最大允许输入光功率Pmax（dBm）之差。

六、光中继器：

用来增加光纤通信距离的器件。

1、功能：

补偿光能量损耗，对畸变失真的信号波形进行整形。

2、种类

（1）光电中继器：

光－电－光方式，首先将光纤中送来的光信号转换为电信号，然后对电信号进行放大，最后再将放大了的电信号转换为光信号送到光纤中去。

有1R、2R和3R之分。

作用是通过放大提高信号幅度、通过整形消除脉冲失真、通过定时去掉脉冲前后沿抖动。

典型的数字光中继器原理框图

（2）全光中继器：

直接在光路上放大光信号，功能上属于1R。

主要是掺铒光纤放大器。

第六章光放大器

一、光放大器基本应用形式

1、在线光放大-光纤链路中间，补偿传输损耗。

2、前置光放大-光收前面，放大微弱信号。

3、功率放大-光发后面，提升发送功率。

4、功率补偿放大-局域网中，补偿损耗。

二、光放大器的原理：

受激辐射或受激散射效应。

三、光放大器的分类

1、半导体激光放大器：

基于半导体激光器原理的一种没有反馈的半导体行波光放大器。

2、掺杂光纤放大器：

利用稀土金属离子作为激光工作物质的一种放大器。

3、传输光纤放大器：

根据光纤中的非线性效应制成的光放大器。

四、半导体光放大器SOA

1、放大机理：

受激辐射，利用处于粒子反转状态的半导体PN结对光的增益效应实现对光信号的放大。

半导体光放大器的粒子数反转：

可通过对PN结加正偏压来实现。

PN结加上这种偏压后，空间电荷区变窄，于是N区的电子向P区扩散，P区的空穴向N区扩散，使得P区和N区的少数载流子增加。

当偏压足够大时，增加的少数载流子会引起粒子数反转。

2、两种主要结构

（1）法布里－珀罗放大器FPA。

（2）非谐振的行波放大器TWA。

五、掺铒光纤放大器EDFA：

基于掺杂光纤中亚稳态粒子受激辐射的光纤放大器。

1、工作原理

（1）当泵浦光射入，铒粒子吸收泵浦光能量，电子向高能级跃迁，并迅速以非辐射跃迁的形式由泵浦态变至亚稳态，实现粒子数反转。

（2）当具有1550nm波长的光信号通过掺铒光纤时，亚稳态的粒子以受激辐射的形式跃迁到基态，并产生出和入射光信号中的光子一样的光子，实现信号光在掺铒光纤的放大。

2、基本组成：

掺杂光纤、一个或多个泵浦光源、光耦合器、光隔离器等。

3、三种结构

（1）同向泵浦结构：

泵浦光与信号光沿同一方向注入光纤放大器。

（2）反向泵浦结构：

泵浦光与信号光沿不同方向注入光纤放大器。

（3）双向泵浦结构：

泵浦光从两个方向注入光纤放大器。

4、特性参数

（1）增益特性：

输出功率分贝值-输入功率分贝值。

EDFA的泵浦功率小时，输出光功率增加很快；随着泵浦功率增大，放大器增益出现饱和，即泵浦功率增加很多，而增益基本保持不变。

（2）带宽特性：

放大波长区域为1530~1560nm，约30nm。

（3）噪声特性：

可用噪声系数（NF）来度量，其定义为EDFA的输入信噪比与输出信噪比的比值。

5．主要优点

（1）工作波长与光纤最小损耗窗口一致

（2）耦合效率高

（3）能量转换效率高

（4）增益高，噪声低

（5）增益特性不敏感

（6）可实现信号的透明传输

6、应用形式

（1）作为光中继器。

（2）作为前置放大器。

（3）作为后置放大器。

六、光纤拉曼放大器：

利用强的光源对光纤进行激发，使光纤产生拉曼散射SRS来实现光信号放大的光纤放大器。

1、工作原理：

基于非线性光学效应（受激拉曼散射）。

泵浦光超过某个阈值，是很强的相干光时，产生受激拉曼散射，高能量（波长较短）的泵浦光散射，将一小部分入射功率转移到另一频率下移的光波，实现光信号放大。