如何使用拉曼光放大器?

随着通信业务需求的快速增长,对光纤传输系统的容量和无中继传输距离的要求越来越高。密集波分复用(DWDM)通信系统的速率和带宽不断提高,基于10Gbit/s甚至更高速率的DWDM系统必然成为主流光传输系统。掺铒光纤放大器(EDFA)由于增益平坦和噪声限制,已无法完全满足光通信系统发展的要求。与掺铒光纤放大器相比,拉曼光放大器具有增益带宽较大、增益谱灵活、温度稳定性好、放大器自发发射噪声低等优点。拉曼光放大器是唯一可以在1292~1660nm 工作的放大器。放大光谱的装置。而且,拉曼散射效应在所有类型的光纤上都存在,并且与各种类型的光纤系统,包括已铺设和新建的各种光纤链路具有良好的兼容性。拉曼光放大器与新型大有效面积传输光纤、高频谱效率调制码型、前向纠错技术并称为现代大容量、长距离光纤传输的四大关键技术。

以下是内容列表:
拉曼光放大器的分类。

拉曼光放大器的应用及进展。

当前存在的问题。
拉曼光放大器的分类
(1)分布式拉曼光放大器

分布式拉曼光放大器基于光纤受激拉曼散射(SRS)效应,一般采用反向泵浦方式。其实现方法如下:将高功率连续运行的激光从光纤跨距的输出端注入到传输光纤中,泵浦光的传输方向与信号光的传输方向相反。泵浦激光的波长比信号光短约100nm。高功率光场泵浦光纤中的组成物质,产生虚激发态;电子从这些虚拟激发态跃迁到基态,从而实现光信号增益。分布式拉曼光放大器传输光纤本身就是增益介质,信号在光纤中传输时被放大,使得拉曼光放大器的等效噪声指数为负。低噪声系数的分布式拉曼光放大器可以有效克服四波混频等非线性效应的影响,提高系统的光信噪比(OSNR)。

(2)分立拉曼光放大器

分立拉曼光放大器使用的放大介质通常是色散补偿光纤或高度非线性光纤,例如DCF光纤或碲基光纤。目前DCF光纤的拉曼增益系数比SMF高10倍左右。作为拉曼增益介质,还可以组成色散补偿模块(DCM)。采用碲基光纤,其拉曼增益系数比石英光纤高16倍,峰值达到55W/km。

拉曼光放大器的应用及进展
目前,分布式拉曼光放大器进展迅速。许多长距离、超大容量的密集波分复用光通信系统(DWDM)使用的光放大器大多是分布式光纤拉曼放大器,这样不仅可以充分利用光纤资源降低成本,而且可以降低增益介质中的光密度,减少由于非线性效应导致的四波混频和通道间串扰导致的系统性能下降。但拉曼光放大器的增益较低(实际线路使用时不超过16dB),而且EDFA的噪声指标虽然不如拉曼放大器,但小信号增益可超过30dB,因此拉曼光放大器与EDFA相结合的混合放大器是一种理想的应用形式。 C波段由980nm泵浦EDFA放大,1497nm拉曼泵浦源负责L波段放大。增益谱线在1535(EDFA产生)、1560(叠加产生)、1600nm(拉曼放大产生)附近有3个增益峰,大小1.5~2dB,1540和1560附近有两个0dB左右山谷的底部。采用GFF后,所有信号的增益控制在0dB左右,从而实现80nm带宽和256×10Gbit/s×11000km传输。

目前存在的问题
在拉曼光放大器的深入研究过程中,泵浦源的选择和配置、噪声控制等都是亟待解决的问题。其中,光纤的色散特性会造成传输中前后码之间的干扰,即码间干扰,限制了传输码率和传输距离。针对目前传输线路敷设的G652单模光纤色散大的问题,可以采用DCF光纤作为G652光纤的色散补偿和色散斜率补偿部分,组成补偿拉曼光放大器。

除了工程设计复杂、难度大外,为了获得理想的增益效果,分布式拉曼光放大器往往采用超过1W(>30dBm)的放大器。因此,光传输系统对拉曼光放大器附近的光纤连接器和光纤接头的质量有很高的要求,以尽量减少反射和损耗对拉曼增益机制的副作用。同时,为了防止高能激光对工程维护人员可能造成的伤害,光功率自动关闭(ALS)和专人培训必不可少。

终于
拉曼光放大器广泛应用于密集波分复用(DWDM)通信系统。如果您需要,请访问我公司官方网站与我们联系。


发帖时间:12-06-2021
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