喇曼和掺铒光纤放大器在WDM系统中的应用

　　 2.1.2 噪声特性

　　噪声系数Fn定义为，噪声系数用来描述放大器对信噪比的恶化程度，噪声系数越小，输出的信噪比越高。

　　EDFA的噪声系数和粒子数反转差DN 有关，泵浦越充分，DN越大，噪声越小，强泵浦下的三能级系统即为EDFA的极限噪声指数。

　　 2.2 FRA性能分析 2.2.1 饱和增益性能

　　对光纤受激喇曼散射（SRS）的研究发现，石英光纤具有很宽的喇曼增益谱（达40THz）。如果频率为 wP泵浦光和wS的信号光（信号光波长在泵浦光的喇曼增益带宽内）通过波长选择耦合输入光纤，当这两束光在光纤中一起传输时，泵浦光的能量通过SRS效应转移给信号光，使光信号得到放大，泵浦光和信号光可分别在光纤的两端输入，在反向传输的过程中同样能实现弱信号的放大。

　　对于FRA，当信号功率增大，而泵浦功率转移给信号而产生的消耗不可忽略时，泵浦功率在传输过程不断衰减，信号光的放大速率受到限制，放大过程就会出现饱和现象。假定衰减系数aS ＝aP，可得到饱和增益的近似表达式为

　　式中 ；GA为小信号增益系数。随着r0（即P S(0)）增大，增益将呈现饱和特性。当G Ar0≈1时，增益降到原来的一半。这时信号功率已接近输入泵浦功率，可用输入泵浦功率代表FRA的饱和输出功率。

　　 2.2.2 噪声特性

　　光纤喇曼放大器通常分为两类：分立式和分布式（DRA）。由于DRA是分布式获得增益的过程，其等效噪声比分立式放大器的要小，集中噪声指数可小于3dB，甚至可以是负值。当它为负值时，相当于提高输入信号的信噪比，这样就可以降低输入信号的功率或者增加波分复用系统的传输距离。所以DRA辅助传输对WDM系统性能的提升具有非常重要的作用。已有系统表明，即使对于效果最差的1530nm信道，系统的信噪比也能提升4.5~6.5dB，等效噪声指数Fn能够到达5.9~8.9dB。