Раманови усилватели за влакна - подобрения в предаването на дълги разстояния
Въведение
Раманов усилвател на оптични влакна (RFA) се използва за подпомагане на въпросите, свързани с проектирането на оптичната преносна система, като например оптично усилване на разстоянието в средата на разстоянието, увеличаване на честотната лента. RFA не страда от ограниченията на ербий-усилвателя с оптично влакно (EDFA), тъй като може да се интегрира с предавателните влакна и да се изпомпва на всяка дължина на вълната, за да осигури широка честотна лента на усилване и да подобри плоскостта чрез използване на комбинация от различни източници на помпена дължина. , Предлагайки редица възможни технически подобрения на оптично усилените трансмисионни инфраструктури на дълги разстояния, RFA се превърна в постижима възможност при предаването на оптични сигнали.
Конфигурации на RFA
Различните конфигурации на помпата осигуряват гъвкавост в системата както за разпределени, така и за комбинирани (или дискретни) раманови усилватели.
Разпределен раманов усилвател
Разпространен раманов усилвател (DRA) се появи през последните години като ключова технология за модерни оптични мрежи и особено за кохерентно предаване. DRA е реализиран с използване на модули за помпа на Raman за обратно разпределение на брояча. В тази конфигурация DRA най-често се използва във връзка с конвенционалните усилватели с EDFA, като модулът на Raman помпа служи като предварително усилвател към EDFA. В много случаи модулите Raman и EDFA се комбинират в един хибриден Raman / EDFA модул, като по този начин се намаляват разходите, оптимизират и оптимизират производителността и се постига единен контрол в двата блока в реално време.
Предимствата на DRA са следните:
Увеличението, постижимо по предавателните влакна, и лекотата на затягане на усилването;
Ниски шумови характеристики;
По-добро съотношение оптичен сигнал към шум (OSNR);
Усилване нерезонансно и потенциално може да се получи за всяка дължина на вълната;
Ултрашироко усилване на честотната лента от около 6 THz, широки и плоски честотни честоти, които могат да се постигнат при използване на множество помпи с различна дължина на вълната, увеличени бюджетни граници на мощността.
DRA обаче има и някои недостатъци:
Необходими са много високи мощности на помпата;
Слаба ефективност при по-ниски нива на мощност;
Бързо време за реакция, което води до по-високи шумове;
Тежко развитие на съществуващата система от влакна;
Изискване за по-дълги влакна;
Тежки ефекти, дължащи се на нелинейност.
Съсредоточен раманов усилвател
Важно е да се разбере, докато има някои недостатъци за DRA, напредъкът в технологията на оптичните влакна е експериментиран, които минимизират тези проблеми. Проблем, който трябва да се обмисли, е включването на дисперсионното влакно (DCF) в модела на системата. В тази конфигурация, Раманският усилвател е Lumped Raman Amplifier (LRA).
По-специално, МРВ се разглежда в WDM преносните системи на дълги разстояния. Предимствата на LRA включват:
Характеристики с висока отрицателна дисперсия, които биха могли да компенсират хроматичната и нелинейната дисперсия, индуцирана във влакното от групова скоростна дисперсия (GVD) и самофазова модулация (SPM).
Малка ефективна площ, следователно по-ниска мощност на помпата и висока концентрация на примеси в силициевото влакно.
LRA обаче има и някои недостатъци:
Шумът може да ограничи производителността на LRA с печалба над 15 dB. За по-малки дължини на влакната шумовата стойност на LRA ще бъде най-малко 3 dB поради термичното възбуждане на вибрационните режими.
Шумът влошава OSNR, което води до намаляване на чувствителността на приемника и по този начин усилването на усилвателя е ограничено до известна степен за единична LRA.
Разтвор на RFA на FOCC
FOCC е световно известна компания, която осигурява почти всички решения за оптични мрежи, включително решението на Raman усилвателите. Рамановите усилватели на Fiberstore имат широк спектрален коефициент на усилване, а честотната лента на усилването може да бъде допълнително разширена чрез използване на оптична помпа с няколко дължини на вълната. След дълги години на изследвания и мрежови тестове, FOCC разработи и произведе серията FS-1550 раманови усилватели и я въведе в ултра-дългите оптични кабелни трансмисии, особено в комбинация с EDFA приложенията. Подобряването на показателите на връзката е особено очевидно, като по този начин се получават по-плоски спектрални печалби и по-високи OSNR.
Забележка: При избора на RFA, важен аспект, който трябва да се разгледа, е включването и изключването на Raman печалбата, осигурена от усилването. С други думи, печалбата, преживяна с Раман в сравнение с придобиването на опит без Раман. Еволюцията на печалбата по цялата дължина на влакното може да бъде решена чрез разликата в децибелите. Рамановия усилвател на рамковото усилване на FOCC покрива обхват от 6 до 16 dB.
