相信很多業(yè)內(nèi)人士都知道，最終限制光纖通信系統(tǒng)的是其帶寬或損耗。對于數(shù)字通信系統(tǒng)，在線路中可以利用中繼器對信號脈沖進(jìn)行整形和放大。中繼器的作用首先是檢測光信號，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并區(qū)分“l”碼和“0”碼，然后用再生的電信號調(diào)制光源，實(shí)現(xiàn)初始光信號的重構(gòu)。重構(gòu)的光信號有足夠的功率而且沒有脈沖畸變。中繼器的成功運(yùn)用，可以將點(diǎn)對點(diǎn)光纖線路的傳輸距離限制從幾百千米延伸到幾千千米。舉個(gè)例子，傳輸5000千米以上的線路需要一百多個(gè)中繼器。中繼器的作用很大，非常重要。但是中繼器的制造成本很高，安裝和維護(hù)費(fèi)用昂貴。
如果使用模擬調(diào)制，則長距離光纖通信的性能會(huì)劣化。由于我們不知道信號到底是什么樣的，所以不可能實(shí)現(xiàn)再生。在數(shù)字系統(tǒng)中，我們知道信息數(shù)據(jù)流中僅僅包括0和l，所以有可能正確地重構(gòu)每個(gè)比特。但是在模擬系統(tǒng)中，波形的選擇是沒有限制的，所以不可能還原原來的波形。將模擬光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后放大、再傳輸?shù)某杀痉浅８撸⑶铱赡軒砀郊釉肼暋?/p>
我們需要找到一種全光放大器，即一種可以不經(jīng)過任何光電、電光的內(nèi)部轉(zhuǎn)換而直接放大光信號的放大器。光放大器雖然不能解決重構(gòu)信號的問題，但是可以解決因?yàn)楣β蕦?dǎo)致的傳輸距離限制問題。換句話說，光放大器不能解決帶寬限制問題，但功率限制問題可以得到很好的改善。因?yàn)楣饫w通信系統(tǒng)可以工作在常規(guī)光纖或色散位移光纖零色散區(qū)附近的一定帶寬內(nèi)，所以帶寬受限問題相對于損耗來說不算是太大的問題。另外，如果采用孤子脈沖攜帶數(shù)據(jù)流，將不會(huì)有脈沖展寬，也就不會(huì)有帶寬限制了。在20世紀(jì)80年代后期，第一代光放大器(包括半導(dǎo)體光放大器和摻餌光纖放大器)已研制成功。在此后的年代里，其性能得到了改善，而且還產(chǎn)生了新的光放大器(例如拉曼放大器和摻餌波導(dǎo)放大器)。
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