拉曼光纖放大器(Raman Fiber Amplifier, RFA)
摻鉺光纖放大�(EDFA)的出�(xiàn)及商品化是通信史上的一個里程碑。它取代傳統(tǒng)的光-�-光中繼方式,實現(xiàn)了一根光纖中多路光信號的同時放大,成功應(yīng)用于波分�(fù)�(WDM)光通信系統(tǒng),極大增加了光纖中可傳輸?shù)男畔⑷萘亢洼斁嚯x�
摻鉺光纖放大�(EDFA)的出�(xiàn)及商品化是通信史上的一個里程碑。它取代傳統(tǒng)的光-�-光中繼方�,實�(xiàn)了一根光纖中多路光信號的同時放大,成功應(yīng)用于波分�(fù)�(WDM)光通信系統(tǒng),極大增加了光纖中可傳輸?shù)男畔⑷萘亢洼斁嚯x�
但隨著計算機�(wǎng)�(luò)及其他新的數(shù)�(jù)傳輸�(yè)�(wù)的迅猛發(fā)展,EDFA工作波段和帶寬的局限性越來越明顯,已不能滿足未來寬帶�(wǎng)�(luò)的需求。在這種情況下,拉曼光纖放大器可放大任意波長的特點受到了廣泛的關(guān)��
拉曼光纖放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA),是利用強激光在光纖中傳輸時的三階非線性效�(yīng)—受激拉曼散射效應(yīng)(SRS:Stimulated Raman Scattering)來工作��
如果一個弱信號光與一個強泵浦光同時在一根光纖中傳輸,并且弱信號光的波長在泵浦光的拉曼增益帶寬內(nèi),則強泵浦光的能量通過SRS耦合到光纖硅材料的振蕩模�,然后又以較長的波長�(fā)�,該波長就是信號光的波長,從而使弱信號光得到放大,獲得拉曼增��
RFA主要分為兩類:分立式(或集中式)RFA和分布式RFA。它們各有特�,并適合于不同的�(yīng)用領(lǐng)��
分立式RFA采用的放大介�(zhì)通常是色散補償光纖(DCF)或高非線性光纖。所用的增益光纖相對比較�,一般是幾公里。由于分布放大效率較低的原因,要�(chǎn)生很高的增益,就要求泵浦的功率比較高,成本相�(yīng)增加
分布式RFA則是利用了普通單模光纖作為增益介�(zhì)。所用的增益光纖很長,一般是幾十公里,泵浦的功率可以降低到幾百毫�,主要是和EDFA配合使用,提高系�(tǒng)的性能�
RFA是超寬帶光纖放大器:普通光纖的低損耗區(qū)間是1270 nm~1670 nm,EDFA只能工作�1525 nm~1625 nm范圍�(nèi),而RFA可以全波長放�??梢岳枚鄠€泵�,適�(dāng)?shù)倪x擇泵浦的波長和功率可以實�(xiàn)較寬的平坦增益譜�
RFA增益介質(zhì)是傳輸光纖本身。光纖拉曼放大器不像EDFA那樣需要用特殊摻雜光纖作為放大介質(zhì),它的放大介�(zhì)就是傳輸光纖本身。毫無疑�,這樣很大程度上降低了成本�
噪聲指數(shù)低:同EDFA二者配合使用,可以降低系統(tǒng)噪聲系數(shù),這樣可以增加無中繼距雀��
可以實現(xiàn)分布式放大:實現(xiàn)長距離傳輸和遠程泵譜,特別適合海�,沙漠光纜通信等不方便�(shè)立中繼器的場�。另�,因為放大器是沿光纖分布而不是集中作用,所以光纖各處的信號功率都比較小,可以降低非線性效�(yīng)尤其是四波混頻效�(yīng)�
增益不高:一般RFA的增益都小于15 dB
增益具有偏正相關(guān)性:RFA的增益與光的偏振�(tài)有密切的�(guān)�
泵浦效率較低:一般只�10%~20%左右�
提升系統(tǒng)容量:傳輸速率不變的情況下,可通過增加信道�(fù)用數(shù)來提高系�(tǒng)容量。開辟新的傳輸窗口是增加信道�(fù)用數(shù)的途徑,RFA的全波段放大正好滿足要求�
拓展頻譜利用率和提高傳輸系統(tǒng)速率。RFA的全波段放大特性使得它可以工作在光纖整個低損耗區(qū),極大地拓展了頻譜利用率,提高了傳輸系統(tǒng)速率�
增加無中繼傳輸舉�。無中繼傳輸距離主要是由光傳輸系�(tǒng)信噪比決定的,分布式RFA的等效噪聲指�(shù)極低�-2 dB~0 dB�,比EDFA的噪聲指�(shù)�4.5 dB�
補償DCF的損�。DCF的損耗系�(shù)遠比單模光纖和非零色散位移光纖大,比拉曼增益系數(shù)也大。采用DCF與RFA相結(jié)合的方式,既可以進行色散和損耗的補償,同時還可以提高信噪��
通信系統(tǒng)升級。在接收機性能不變的前提下,如果增加系�(tǒng)的傳輸速率,要保證接收端的誤碼率不�,就必須增加接收端的信噪比。采用與前置放大器相�(jié)合的RFA來提高信噪比,是實現(xiàn)系統(tǒng)升級的方法之一�
RFA由于具有全波段放�、低噪聲、可以抑制非線性效�(yīng)和能進行色散補償?shù)�?yōu)�,近年引起人們廣泛關(guān)�,現(xiàn)已逐步走向商用。RFA主要用做分布式放大器,輔助EDFA進行信號放大,也可以單獨使用,放大EDFA不能放大的波段,同時克服了EDFA級聯(lián)噪聲大及放大帶寬有限等缺�。目前RFA在長距離骨干�(wǎng)和海底光纜中傳輸?shù)牡匚灰训玫匠姓J(rèn);在城域�(wǎng)�,RFA也有其利用價值。通信波段擴展和密集波分復(fù)用技�(shù)的運�,給RFA帶來了廣闊的�(yīng)用前�。RFA的這一系列�(yōu)�,使它有可能成為下一代光放大器的主流�
維庫電子�,電子知識,一查百��
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