EDFA#

class EDFA#

EDFA类是Optics_Base_Module子类，用于仿真光纤信道中的掺铒光纤放大器(erbium-doped fiber amplifier, EDFA)，类的属性包含EDFA的各种参数配置, 类的方法进行放大信号和添加噪声运算。与真实传输过程一致，信号每传输一个跨段调用一次该对象,可设定是否向信号添加放大器自发辐射(amplifier spontaneous emission,ASE)噪声。

主要属性

Attributes

Format

Description

mode

str

EDFA模式，是否添加噪声,可取值{“naive_pass”,”no_noise_pass”}

nf_db

float

EDFA噪声系数

f_cut

float

信号载波频率，单位GHz

gain

float

EDFA增益，线性倍数，无单位

noise_bw

float

ASE噪声带宽，单位GHz

内部函数

Functions

Description

__init__

初始化EDFA参数

forward_pass

信号通过EDFA进行放大

__naive_pass__

信号通过有噪声EDFA

__no_noise_pass__

信号通过无噪声EDFA

__calcu_noise_power__

计算ASE噪声功率

__amplifier__

放大输入信号

__add_noise__

向信号添加ASE噪声

背景信息

EDFA类对应于实际系统中的掺铒光纤放大器，放大器会在每个跨段结束处对衰减的信号进行放大，在放大信号的同时还会向信号加入放大器自发辐射(ASE)噪声。仿真过程中默认放大器增益等于该跨段产生的衰减。ASE噪声近似为高斯白噪声，具有常数功率谱密度S(f)，计算公式如下:

\[ S_{ASE}(f)=h_p\nu n_{sp}(G-1) \]

式中nsp为自发辐射因子，G为线性倍数的放大器增益，v为信号载波频率，h为普朗克常数。ASE噪声功率即谱密度乘以信号带宽。可以利用噪声系数计算ASE系数。当满足增益G>>1时，二者满足下列近似关系：

\[ F_n =2n_{sp}(1-\frac{1}{G})+\frac{1}{G}\approx 2n_{sp} \]

参考文献  

[1] Govind P. Agrawal.Fiber-Optic Communication Systems[M].New Jersey:John Wiley&Sons,2010:305-307.

函数说明