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光纖拉曼放大器,什么是光纖拉曼放大器

作者: 時間:2013-11-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
、摻鉺光纖(EDFA)的主要特征和性能指標(biāo)進(jìn)行了比較:

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2.的分類

(1)分布式拉曼光纖(LRA)

分布式拉曼放大器基于光纖受激拉曼散射(SRS)效應(yīng),一般采用反向泵浦方式,實現(xiàn)方法如下:將高功率連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)激光從光纖跨段的輸出端注入傳輸光纖,該泵浦光的傳輸方向與信號光傳輸方向相反。泵浦激光器的波長比信號光短約100nm。高功率光場泵浦光纖中的組分物質(zhì)產(chǎn)生虛激發(fā)態(tài);電子從這些虛激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷,從而實現(xiàn)光信號的增益。分布式拉曼放大器傳輸光纖本身就是增益介質(zhì),信號在光纖中傳輸?shù)耐瑫r得到放大,使得拉曼放大器的等效噪聲指數(shù)為負(fù)。低噪聲系數(shù)分布式拉曼放大器可以有效克服四波混頻等非線性效應(yīng)的影響,并改善系統(tǒng)的光信噪比(OSNR)。

(2)分立式拉曼光纖放大器(DRA)

分立式拉曼放大器采用的放大介質(zhì)通常是色散補(bǔ)償光纖或高非線性光纖,比如DCF光纖或者碲基光纖。目前DCF增益系數(shù)比SMF提高了10倍左右,作為拉曼增益介質(zhì)后還可以組成色散補(bǔ)償模塊(DCM)。采用碲基光纖,其拉曼增益系數(shù)比石英光纖高16倍,峰值達(dá)到55W/km。

3.放大器的應(yīng)用與進(jìn)展

目前,分布式光纖拉曼放大器進(jìn)展很快,國外很多長距離、超大容量的密集波分復(fù)用光通訊系統(tǒng)(DWDM) 所使用的光放大器大多是分布式光纖拉曼放大器,這不僅可以充分利用光纖資源,降低成本,而且可以降低增益介質(zhì)中的光密度,以便減少由于非線性效應(yīng)產(chǎn)生的四波混頻、信道間串?dāng)_所引起的系統(tǒng)性能劣化。但拉曼放大器的增益較低(實際線路中使用時不超過16dB),而EDFA雖然噪聲指數(shù)上不如拉曼放大器,但小信號增益可以超過30dB,因此將拉曼放大器與EDFA結(jié)合起來的混合放大器是一種理想的應(yīng)用形式。

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由980nm泵浦的EDFA進(jìn)行C波段的放大,由1497nm拉曼泵浦源負(fù)責(zé)L波段的放大。其增益譜線由于疊加在1535(EDFA產(chǎn)生)、1560(疊加產(chǎn)生)和1600nm(拉曼放大產(chǎn)生)附近出現(xiàn)3個增益峰值,大小為1.5~2dB而在1540和1560附近出現(xiàn)兩個0dB左右的谷底。采用GFF后將所有信號增益控制在0dB左右,這樣實現(xiàn)了80nm帶寬、256×10Gbit/s×11000km的傳輸。

4.目前所面臨的問題

在深入研究FRA的過程中,泵浦源的選擇與配置、噪聲的控制等都是急待解決的問題。其中,光纖的色散特性會引起傳輸中的前后碼產(chǎn)生干擾,即碼間干擾,限制了傳輸碼速率和傳輸距離。針對目前傳輸線路上鋪設(shè)的G652單模光纖所存在的色散較大的問題,可以將DCF光纖作為G652光纖的色散補(bǔ)償和色散斜率補(bǔ)償部分,組成補(bǔ)償型FRA。

除了復(fù)雜的、高難度的工程設(shè)計以外,為了得到理想的增益效果,分布式拉曼放大器經(jīng)常會使用超過1W(>30dBm)的放大器。因此,光傳輸系統(tǒng)對拉曼放大器附近的光纖連接頭與光纖镕接點(diǎn)的質(zhì)量有很高的要求,以盡量減少反射與損耗對拉曼增益機(jī)制的副作用。同時為了防止高能量激光對工程維護(hù)人員可能造成的傷害,自動光功率關(guān)閉(ALS)與人員特別培訓(xùn)都是不可或缺的。

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