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第10章光纤通信新技术20世纪90年代以来，光纤通信得到了迅速的发展，新技术不断涌现。
关于光波分复用技术、通信网、全光网络技术已在前面相关章节中介绍。
本章主要介绍光放大技术、光纤色散补偿技术、光交换技术、相干通信、光孤子通信等一些已经实用或有应用前景的新技术。
10.1 光纤放大器光信号在光纤中传输时，不可避免会在存在着一定的损耗和色散，损耗导致光信号能量的降低，色散使信号展宽，从而限制了通信传输距离与码速的提高。
因此，隔一定的距离就需设立一个中继器，以便对信号进行放大和再生。
解决这问题的常规方法是目前采用的光电中继器。
光电中继器采用的是光/电/光的变换和处理方式，这种方式已经满足不了现代电信传输的要求。
补偿光纤损耗的最有效方法是用光放大器直接对光信号进行放大。
至今已经研究出的光放大器有两大类：半导体光放大器和光纤放大器。
每种又有几种不同的应用结构和形式，如图10.1所示。
相比之下，波长为1550nm的掺铒光纤放大器（EDFA，Erbium Doped Fiber Amplifier 得到了最为广泛的应用。
10.1.1 EDFA的工作原理EDFA主要由掺铒光纤（EDF）、泵浦光源、耦合器、隔离器等组成，如图10.2所示。
光耦合器的作用是将信号光和泵浦光合在一起；光隔离器的作用是抑止光反射，以确保光放大器工作稳定，对它的要求是插入损耗低、与偏振无关、隔离度优于40dB。
当较弱的信号光和较强的泵浦光一起输入进EDF时，泵浦光激活EDF中的铒粒子，在信号光子的感应下，铒粒子产生受激辐射，跃迁到基态，将一粒一粒的光子注入进信号光中，完成放大作用。
在铒粒子受激辐射过程中，有少部分粒子以自发辐射形式自己跃迁到基态，产生带宽极宽而且杂乱无章的光子，并在传播中不断扩大，从而形成了自发辐射噪声，并消耗了部分泵浦功率。
因此，需设光滤波器，以降低噪声对系统的影响。
目前应用的光滤波器带宽一般为1～3nm。
10.1.2 EDFA特性EDFA的基本特性有增益特性、输出功率特性和噪声特性。
第七章光纤通信新技术第一节光复用技术一、光波分（频分）复用技术通信技术的发展总是与复用技术的发展密切相关的。
各种复用技术的出现都在不同程度上起到扩大传输容量和提高传输效率的作用。
对于光纤通信而言，采用电时分复用（TDM）方式是提高传输效率、降低成本的有效措施。
目前，采用TDM方式的最高传输速率已经达到20Gb/s。
该传输速率已接近硅和镓砷技术的极限，再要提高已相当困难。
为了进一步提高传输容量，唯一的出路就是从电复用方式进入光复用方式。
光复用技术包括光时分复用（OTDM）、波分复用（WDM）、频分复用（FDM）等。
1、系统组成。
按传输方向，可以将波分复用系统划分为单向波分复用系统和双向波分复用系统。
在单向波分复用系统中，发送侧要设置N个不同发送波长的激光器，由合波器将这N个不同波长的信号光载波合并起来耦合进单根光纤传输。
在接收侧，再由一个分波器将这些不同波长的光载波分开，分别送给相应的光电检测器，从而恢复出各自所携带的信息。
在双向波分复用系统中，利用某些波长沿一个方向传输，同时另一些波长沿相反的方面传输，从而实现将不同方向的信息合在一根光纤上，达到单纤双向传输的目的。
2、合波器、分波器。
从波分复用系统的组成来看，合波分波器是波分复用系统的关键器件。
一般来说，光合波器、分波器有三种类型：棱镜型、光栅型和干涉膜滤光片型。
这是早期应用的一种合波、分波器。
它的结构简单，材料色散系数小，但插入损耗较大，难于达到所需要的特性，故现在不常用。
光栅型合波、分波器是利用光栅的衍射作用来进行分波和合波的。
这种器件的波长间隔较小（典型值为10nm），因而复用数较多。
这种器件的改进方向是减小体积，增加可复用信道数，提高可靠性和实用性，并逐步实现集成化。
目前在实验室已可复用32路。
多层介质干涉膜型合波、分波器是利用多层膜的滤光作用来分波、合波的。
此种器件结构比较复杂，但复用数也较大。
最近指导由干涉仪组成的频率选择开关或滤光器，复用信道数可做到100-300。
