本世纪以来,随着网络规模和各类业务高速发展,全球互联网用户数逐年上涨,用户的带宽需求日益增长。接入技术需要提供更大的带宽,更长的传输距离和覆盖更大的接入面积,从而满足更多的用户。被誉为“最后一公里”的光接入网是接入技术中最为理想的解决方案。经过几十年的发展,无源光网络(PON)逐步升级。目前,基于时分波分复用的无源光网络(TWDM-PON)已由全业务接入网组织(FSAN)确认为下一代光接入网(NG-PON2)的优选方案。为扩大接入覆盖范围,无源光网络需在光线路终端使用光放大器如掺铒光纤放大器(EDFA)来提升功率预算。EDFA应用在PON结构中面临着众多问题,其中由EDFA的瞬态增益特性带来的上行突发信号的突发过冲的抑制极具挑战性。本论文针对无源光网络中如何实现上行突发信号的放大做了相关研究。本论文提出了可同时放大上下行信号的单铒纤突发模式EDFA,结构简单,使用了较少的光器件,同时论文证明了其具有应用于TWDM-PON系统的可能性。实验结果表明,下行信号可作为饱和光源维持掺铒光纤(EDF)中高能级粒子数恒定,避免了额外饱和光源的使用。在下行信号注入功率为-5dBm的情况下,可有效抑制上行信号的突发过冲。考虑到TWDM-PON系统中下行信号的功率往往高于-5dBm,因而对上行信号过冲的抑制能力会进一步加强。由于EDFA的新型结构中没有使用隔离器,受激布里渊散射和瑞利散射会在传输线路中被反复放大,由此引发多径效应劣化信号接收质量。当光纤中反射光过强时将会导致误码曲线出现平台,无法实现无误码传输。考虑到高速PON系统中往往会引用前向纠错编码(FEC),当误码率(BER)为1×10~3时即可实现无误码传输,因而应设置误码率1×10~3为接收灵敏度。实验中,当反射光功率高达-14dBm时,经过25km单模光纤(SMF)的传输,接收灵敏度的劣化几乎可以忽略不计。这表示在反射极为严重的情况下,信号质量受影响的程度有限。因此,论文中提出的新型单纤双向突发模式EDFA是提升TWDM-PON系统预算的有效方案。