Mit dem rasanten Wachstum der Nachfrage nach Kommunikationsdiensten werden die Anforderungen an die Kapazität und die Nicht-Relais-Übertragungsentfernung des Glasfaserübertragungssystems immer höher. Die Rate und Bandbreite von DWDM-Kommunikationssystemen (Dense Wavelength Division Multiplexing) nehmen weiter zu, und DWDM-Systeme, die auf 10 Gbit/s oder noch höheren Raten basieren, werden unweigerlich zum gängigen optischen Übertragungssystem werden. Erbiumdotierte Faserverstärker (EDFA) konnten die Anforderungen der Entwicklung optischer Kommunikationssysteme aufgrund ihrer flachen Verstärkungs- und Rauschbeschränkungen nicht vollständig erfüllen. Im Vergleich zu Erbium-dotierten Faserverstärkern bieten optische Raman-Verstärker die Vorteile einer größeren Verstärkungsbandbreite, eines flexiblen Verstärkungsspektrums, einer guten Temperaturstabilität und eines geringen spontanen Emissionsrauschens des Verstärkers. Optische Raman-Verstärker sind die einzigen, die bei 1292–1660 nm arbeiten können. Ein Gerät, das das Spektrum vergrößert. Darüber hinaus ist der Raman-Streuungseffekt bei allen Arten von optischen Fasern vorhanden und weist eine gute Kompatibilität mit verschiedenen Arten von optischen Fasersystemen auf, einschließlich verschiedener verlegter und neu gebauter Faserverbindungen. Optische Raman-Verstärker und neuartige Übertragungsfasern mit großer effektiver Fläche, Modulationscodemuster mit hoher spektraler Effizienz und Vorwärtsfehlerkorrekturtechnologie gelten als die vier Schlüsseltechnologien der modernen Glasfaserübertragung mit großer Kapazität und über große Entfernungen.
Hier ist die Inhaltsliste:
Klassifizierung optischer Raman-Verstärker.
Anwendung und Fortschritt des optischen Raman-Verstärkers.
Die aktuellen Probleme.
Klassifizierung optischer Raman-Verstärker
(1) Verteilter optischer Raman-Verstärker
Der verteilte optische Raman-Verstärker basiert auf dem faserstimulierten Raman-Streuungseffekt (SRS) und verwendet im Allgemeinen die Methode des umgekehrten Pumpens. Die Realisierungsmethode ist wie folgt: Injizieren Sie einen Hochleistungs-Dauerlaser vom Ausgangsende der Faserspanne in die Übertragungsfaser und pumpen Sie die Übertragungsrichtung des Lichts entgegengesetzt zur Übertragungsrichtung des Signallichts. Die Wellenlänge des Pumplasers ist etwa 100 nm kürzer als die des Signallichts. Das leistungsstarke optische Feld pumpt die Bestandteile der Faser, um virtuelle angeregte Zustände zu erzeugen. Elektronen gehen von diesen virtuellen angeregten Zuständen in den Grundzustand über und erzielen so eine optische Signalverstärkung. Die Übertragungsfaser des verteilten optischen Raman-Verstärkers selbst ist ein Verstärkungsmedium, und das Signal wird während der Übertragung in der Faser verstärkt, sodass der äquivalente Rauschindex des optischen Raman-Verstärkers negativ ist. Der verteilte optische Raman-Verstärker mit niedriger Rauschzahl kann den Einfluss nichtlinearer Effekte wie Vierwellenmischung wirksam überwinden und das optische Signal-Rausch-Verhältnis (OSNR) des Systems verbessern.
(2) Diskreter optischer Raman-Verstärker
Das im diskreten optischen Raman-Verstärker verwendete Verstärkungsmedium ist normalerweise eine Dispersionskompensationsfaser oder eine hochgradig nichtlineare Faser, wie etwa eine DCF-Faser oder eine Faser auf Tellurbasis. Derzeit ist der Raman-Verstärkungskoeffizient von DCF-Fasern etwa zehnmal höher als der von SMF. Als Raman-Verstärkungsmedium kann es auch ein Dispersionskompensationsmodul (DCM) bilden. Bei Verwendung von Fasern auf Tellurbasis ist der Raman-Verstärkungskoeffizient 16-mal höher als der von Quarzfasern und der Spitzenwert erreicht 55 W/km.
Anwendung und Fortschritt des optischen Raman-Verstärkers
Derzeit schreiten verteilte optische Raman-Verstärker rasant voran. Viele optische DWDM-Kommunikationssysteme (DWDM) für große Entfernungen und extrem große Kapazitäten verwenden optische Verstärker, meist verteilte Glasfaser-Raman-Verstärker, die nicht nur die Glasfaserressourcen voll ausnutzen, sondern auch die Kosten senken und die optische Dichte im Verstärkungsmedium verringern können , um die Verschlechterung der Systemleistung zu reduzieren, die durch Vierwellenmischung und Übersprechen zwischen Kanälen aufgrund nichtlinearer Effekte verursacht wird. Allerdings ist die Verstärkung des optischen Raman-Verstärkers gering (nicht mehr als 16 dB bei Verwendung in der tatsächlichen Leitung), und obwohl der Rauschindex des EDFA nicht so gut ist wie der des Raman-Verstärkers, kann die Kleinsignalverstärkung 30 dB überschreiten. Daher werden der optische Raman-Verstärker und der EDFA kombiniert. Der Hybridverstärker ist eine ideale Anwendungsform. Das C-Band wird durch 980 nm gepumptes EDFA verstärkt, und die 1497 nm Raman-Pumpquelle ist für die L-Band-Verstärkung verantwortlich. Die Verstärkungsspektrumlinie hat drei Verstärkungsspitzen nahe 1535 (erzeugt durch EDFA), 1560 (erzeugt durch Überlagerung) und 1600 nm (erzeugt durch Raman-Verstärkung), die Größe beträgt 1,5–2 dB, und es gibt zwei etwa 0 dB in der Nähe von 1540 und 1560 . Talgrund. Nach der Einführung von GFF wird die Verstärkung aller Signale auf etwa 0 dB gesteuert, wodurch eine Bandbreite von 80 nm und eine Übertragung von 256 × 10 Gbit/s × 11.000 km erreicht werden.
Die aktuellen Probleme
Bei der eingehenden Forschung zu optischen Raman-Verstärkern sind die Auswahl und Konfiguration der Pumpquelle, die Rauschunterdrückung usw. allesamt dringende Probleme, die gelöst werden müssen. Unter anderem führen die chromatischen Dispersionseigenschaften der optischen Faser zu Interferenzen zwischen den vorderen und hinteren Codes bei der Übertragung, d. h. zu Intercode-Interferenzen, die die Übertragungscoderate und die Übertragungsentfernung begrenzen. Angesichts des großen Dispersionsproblems der auf der aktuellen Übertragungsleitung verlegten G652-Singlemode-Faser kann die DCF-Faser als Dispersionskompensations- und Dispersionssteigungskompensationsteil der G652-Faser verwendet werden, um einen kompensierenden optischen Raman-Verstärker zu bilden.
Zusätzlich zum komplexen und schwierigen technischen Design verwenden verteilte optische Raman-Verstärker häufig Verstärker mit mehr als 1 W (> 30 dBm), um einen idealen Verstärkungseffekt zu erzielen. Daher stellt das optische Übertragungssystem hohe Anforderungen an die Qualität des Glasfasersteckers und der Glasfaserverbindung in der Nähe des optischen Raman-Verstärkers, um die Nebenwirkungen von Reflexion und Verlust auf den Raman-Verstärkungsmechanismus zu minimieren. Gleichzeitig sind eine automatische optische Leistungsabschaltung (ALS) und eine spezielle Personalschulung unerlässlich, um mögliche Schäden am technischen Wartungspersonal durch Hochenergielaser zu verhindern.
Endlich
Optische Raman-Verstärker werden häufig in DWDM-Kommunikationssystemen (Dense Wavelength Division Multiplexing) eingesetzt. Bei Bedarf besuchen Sie bitte die offizielle Website unseres Unternehmens, um mit uns Kontakt aufzunehmen.
Postzeit:12-06-2021