SOA簡介

SOA(Semi-conductor Optical Amplifier)半導(dǎo)體光放大器是采用應(yīng)變量子阱結(jié)構(gòu)的PN結(jié)器件，外部光進(jìn)入后導(dǎo)致受激輻射，形成光信號放大。與其它光放大方案相比，具有低功耗、芯片化易于集成、支持全波段等優(yōu)點(diǎn)。

SOA技術(shù)近年飛速發(fā)展，在飽和輸出光功率、增益、PDG、噪聲指數(shù)等性能指標(biāo)上獲得顯著提升，在光纖通信、激光雷達(dá)、光纖傳感、光子集成領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。

半導(dǎo)體光放大器SOA原理

PON弱光整治需求

近年來我國光纖接入網(wǎng)的飛速發(fā)展，從EPON到GPON,GEPON，再到現(xiàn)在XG(S) PON以及Combo PON，帶寬不斷提升，從FTTB到FTTH再到現(xiàn)在的FTTR，光纖逐漸向最終用于延展。隨著光接入網(wǎng)的飛速發(fā)展，隨之而來，由于光纖質(zhì)量、分光比逐漸加大、速率提升后帶來光功率的余量不足、以及由于OLT池化建設(shè)等，逐漸出現(xiàn)了大量的PON的弱光整治需求。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

為降低維護(hù)成本，推進(jìn)OLT池化需拉遠(yuǎn)光纖；

邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)村覆蓋及城市厚覆蓋，光功率不足，需提升光功率；

個別ONU由于分支線路損耗大無法開通；

GPON升級為XGS/Combo PON，鏈路余量降低；

多級分光及高分光比，需提升光功率；

PON弱光整治需求

PON弱光整治方案

PON弱光整治中繼放大方案，主要包括：SOA半導(dǎo)體光放大器方案、EDFA光纖放大器方案、OEO的電中繼方案等幾種，幾種方案的對比如下圖：

PON弱光整治方案對比

以上EDFA光纖放大方案之只能滿足1550nm波長放大，無法滿足PON網(wǎng)絡(luò)的放大需求。OEO電中繼的方案在GPON/EPON網(wǎng)絡(luò)中有少量應(yīng)用，但對于XGS PON/Combo PON網(wǎng)絡(luò)，該電層方案成本高，多廠家兼容性差，只能放置在ODN中見，取電難，維護(hù)成本高，無法商用。

SOA方案則對業(yè)務(wù)透明，支持全波段，因此能同時支持Combo PON/XGS PON，也可以放置在OLT局端位置，是目前為止XGS PON/Combo PON弱光改造的最優(yōu)方案。

PON弱光整治部署方案

PON的弱光整治方案，根據(jù)放置位置的不同，分為：

BA方案

該方案將PON放大設(shè)備放置于局端OLT機(jī)房，能改善3-5dB的鏈路余量。

優(yōu)點(diǎn)：可同時支持多路PON口放大，該位置易于取電、機(jī)房條件好、設(shè)備故障率低、后期維護(hù)成本低，是最佳放置方案。

缺點(diǎn)：受限于遠(yuǎn)端光功率較低，鏈路余量提升較小，只能改善3-5dB。

LA方案

該方案將PON放大設(shè)備放置于ODN中，通常位于一級或二級分光中易于取電的位置。該方案可改善5-10dB的鏈路裕量，適合鏈路損耗大的鏈路。

優(yōu)點(diǎn)：鏈路余量提升較大

缺點(diǎn)：ODN側(cè)取電較難，升級維護(hù)成本高。

PA方案

該方案將PON放大設(shè)備放置于ONU側(cè)，通常位于樓道或戶內(nèi)。適合只有個別ONU無法開通的情況

優(yōu)點(diǎn)：只針對個別無法開通的ONU。

缺點(diǎn)：由于只解決單個ONU的光功率不足的問題，PON放大成本相對較高。

目前天津見合八方（http://tj.jhbf.cc）針對PON弱光整治場景，開發(fā)了針對XG(S) PON和Combo PON的半導(dǎo)體光放大器件，下行同時支持1550nm和1490nm光信號放大，上行同時支持1270nm和1310nm放大。針對BA應(yīng)用，開發(fā)了高靈敏度、低噪聲、低偏振消光比的SOA光器件。天津見合八方依托于清華大學(xué)天津電子院光電集成微系統(tǒng)研究所，于2019年合作成立，公司致力于國產(chǎn)半導(dǎo)體光放大SOA技術(shù)及光子集成技術(shù)的研發(fā)，目前已推出系列SOA產(chǎn)品，包括1050nm, 1270nm，1310nm和1550nm SOA光芯片、SOA COC、SOA蝶形器件等。

半導(dǎo)體光放大器SOA蝶形

審核編輯：湯梓紅