Der optische Raman-Verstärker ist ein wichtiger Bestandteil eines Kommunikationssystems mit dichtem Wellenlängenmultiplex. In vielen nichtlinearen optischen Medien führt die Streuung von Pumplicht mit kürzerer Wellenlänge dazu, dass ein kleiner Teil der einfallenden Leistung auf einen anderen Strahl übertragen wird, dessen Frequenz nach unten verschoben wird. Das Ausmaß der Frequenzverschiebung nach unten wird durch den Schwingungsmodus des Mediums bestimmt. Dieser Vorgang wird als Pulling-Mann-Effekt bezeichnet. Wenn ein schwaches Signal und eine starke Pumplichtwelle gleichzeitig in der Faser übertragen werden und die Wellenlänge des schwachen Signals innerhalb der Raman-Verstärkungsbandbreite des Pumplichts liegt, kann das schwache Signallicht verstärkt werden. Dieser Mechanismus basiert auf stimulierter Raman-Streuung. Der optische Verstärker wird als optischer Raman-Verstärker bezeichnet.
Hier ist die Inhaltsliste:
Klassifizierung optischer Raman-Verstärker.
Merkmale des optischen Raman-Verstärkers.
Zum aktuellen Stand optischer Verstärker und optischer Raman-Verstärker.
Klassifizierung optischer Raman-Verstärker
Optische Raman-Verstärker werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: diskrete optische Raman-Verstärker und verteilte optische Raman-Verstärker.
(1) Diskrete optische Raman-Verstärker, diskrete optische Raman-Verstärker verwenden spezielle Fasern mit höheren Raman-Verstärkungskoeffizienten (z. B. hochdotierte Germaniumfasern usw.). Die Länge dieser Faser beträgt im Allgemeinen einige Kilometer. Leistungsbedarf der Pumpe Sehr hoch. Im Allgemeinen sind es mehrere W. Diskrete optische Raman-Verstärker können hohe Verstärkungen von mehr als 40 dB erzeugen. Sie werden wie EDFA zur Bündelung von Signallicht verwendet und werden daher hauptsächlich zur Erzielung von Bändern verwendet, die EDFA nicht verstärken kann.
(2) Verteilter optischer Raman-Verstärker. Ein verteilter optischer Raman-Verstärker kann die Leistung des optischen Übertragungssystems erheblich verbessern. Vom technischen Prinzip her kann nur die Raman-Verstärkungstechnologie die verteilte Verstärkung im optischen Übertragungsprozess realisieren. Daher werden die Anwendungsaussichten verteilter optischer Raman-Verstärker im System immer wichtiger.
Merkmale des optischen Raman-Verstärkers
Vorteil
Im Vergleich zu anderen optischen Verstärkertypen bieten optische Raman-Verstärker viele Vorteile:
(1) Es unterscheidet sich stark von EDFA. Der optische Raman-Verstärker benötigt kein spezielles Verstärkungsmedium. Solange die gewöhnliche Übertragungsfaser die optische Signalverstärkung realisieren kann, kann sie die verteilte Verstärkung realisieren und das optische Faserverstärkungssystem steuern. Relevante Verbesserungen wie Kapazitätserweiterung und -aufrüstung sowie rationelle Nutzung des verlustarmen Fensters von Glasfasern.
(2) Die Wellenlänge des Verstärkungslichts des optischen Raman-Verstärkers hängt von der Wellenlänge des Pumplichts ab. Theoretisch kann jedes optische Signalband verstärkt werden, solange die Wellenlänge des Pumplichts ausgewählt wird, und dann kann der gesamte Bereich der Raman-Verstärkung realisiert werden.
(3) Der optische Raman-Verstärker verfügt über ein relativ breites Frequenzband. Wenn ein Multiwellenlängen-Faser-Raman-Verstärker verwendet wird, kann ein Verstärkungsspektrum von mehr als 100 nm erhalten werden.
(4) Niedrige Rauschzahl. Der Hybridverstärker aus EDFA und optischem Raman-Verstärker kann die Leistung des Übertragungssystems erheblich verbessern.
(5) Das Verstärkungsspektrum des optischen Raman-Verstärkers hat einen Überlagerungseffekt. Mit der Mehrpumpenmethode kann ein breiteres Raman-Verstärkungsspektrum erzielt werden, und die Raman-Verstärkungsspektren einer einzelnen Wellenlänge kompensieren sich gegenseitig, um den Effekt der Verstärkungsflachheit zu erzielen. , Um die Stabilität der Signalübertragung zu gewährleisten.
(6) Die Sättigungsleistung ist sehr hoch. Wenn die verstärkte Signalleistung beginnt, sich der Pumpleistung zu nähern, beträgt die Abnahme der optischen Verstärkung nur 3 dB.
Viele der oben genannten Vorteile bestimmen auch, dass optische Raman-Verstärker in WDM-Glasfaserkommunikationssystemen weit verbreitet eingesetzt werden können.
Nachteil
(1) Unzureichende Verstärkungsbandbreite;
(2) Geringe Ausgangsverstärkung;
(3) Die Ausgangsverstärkung ist nicht flach.
Zum aktuellen Stand optischer Verstärker und optischer Raman-Verstärker
Faserverstärker können entsprechend den unterschiedlichen Verstärkungsmedien in zwei Kategorien unterteilt werden: Ein Typ verwendet aktive Medien wie Halbleitermaterialien und seltene - Die andere basiert auf dem nichtlinearen Effekt optischer Fasern zur Erzielung einer optischen Verstärkung, typischerweise optischer Raman-Verstärker und Brillouin-Faserverstärker. In den letzten Jahren wurden die Forschung und Entwicklung von Glasfaserverstärkern kontinuierlich vorangetrieben. Verschiedene Arten von optischen Verstärkern, wie Erbium-dotierte Faserverstärker, erbiumdotierte Faserverstärker mit Verstärkungsverschiebung, Thulium-dotierte Faserverstärker, Thulium-dotierte Faserverstärker mit Verstärkungsverschiebung und optische Raman-Verstärker. Sie sind technisch ausgereift und decken den Wellenlängenbereich von 1365 bis 1650 nm ab, was die Implementierung eines dichten Wellenlängenmultiplexes ermöglicht.
Endlich
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Postzeit:12-06-2021