Wzmacniacze światłowodowe Ramana - postęp w transmisji długodystansowej
Wprowadzenie
Wzmacniacz światłowodowy ramanowski (RFA) służy do wspomagania problemów związanych z projektowaniem optycznego systemu transmisyjnego, takich jak optycznie wzmocniona odległość w połowie zakresu, wzmocnienie pasma. RFA nie cierpi z powodu ograniczeń wzmacniacza światłowodowego z domieszką erbu (EDFA), ponieważ może być zintegrowany z włóknami transmisyjnymi i pompowany przy dowolnej długości fali, aby zapewnić szerokie pasmo wzmocnienia i uzyskać płaskość poprzez zastosowanie kombinacji różnych źródeł pompowania długości fali . Oferując szereg możliwych udoskonaleń technicznych w optycznie wzmocnionej infrastrukturze transmisji długodystansowej, RFA stało się możliwą do osiągnięcia możliwością w transmisji sygnałów optycznych.
Konfiguracje RFA
Różne konfiguracje pompowania zapewniają elastyczność systemu zarówno dla rozproszonych, jak i skupionych (lub dyskretnych) wzmacniaczy Ramana.
Rozproszony wzmacniacz ramanowski
Rozproszony wzmacniacz ramanowski (DRA) pojawił się w ostatnich latach jako kluczowa technologia dla nowoczesnych sieci optycznych, a zwłaszcza dla koherentnej transmisji. DRA jest implementowany przy użyciu modułów pompy Ramana dla licznika propagacji wstecznej konfiguracji. W tej konfiguracji DRA jest najczęściej używany w połączeniu z konwencjonalnymi wzmacniaczami EDFA, z modułem pompy Ramana służącym jako przedwzmacniacz do EDFA. W wielu przypadkach moduły Raman i EDFA są łączone w jeden hybrydowy moduł Raman / EDFA, zmniejszając w ten sposób koszty, usprawniając i optymalizując wydajność oraz osiągając ujednoliconą kontrolę obu jednostek w czasie rzeczywistym.
DRA ma następujące zalety:
Wzmocnienie osiągalne wzdłuż włókien transmisyjnych i łatwość zaciskania wzmocnienia;
Niski poziom hałasu;
Lepszy stosunek sygnału optycznego do szumu (OSNR);
Zyskaj nie rezonans i potencjalnie można go uzyskać dla dowolnej długości fali;
Bardzo szerokie wzmocnienie pasma o około 6 THz, szerokie i płaskie pasmo wzmocnienia możliwe do uzyskania przy użyciu wielu pomp o różnych długościach fali, zwiększone marginesy budżetu mocy.
Jednak DRA ma również pewne wady:
Wymagane bardzo wysokie moce pompy;
Słaba wydajność pompowania przy niższych poziomach mocy;
Szybki czas reakcji, który powoduje wyższe szumy;
Ciężki rozwój istniejącego systemu światłowodowego;
Wymaganie dłuższego włókna wzmacniającego;
Poważne skutki wynikające z nieliniowości.
Lumped Raman Amplifier
Ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że DRA ma pewne wady, eksperymenty w technologii światłowodowej zostały eksperymentowane, co minimalizuje te problemy. Problemem projektowym, który należy rozważyć, jest włączenie światłowodu kompensacyjnego (DCF) do modelu systemu. W tej konfiguracji wzmacniacz Ramana to Lumped Raman Amplifier (LRA).
W szczególności LRA została uwzględniona w systemach transmisji dalekiego zasięgu WDM. Zalety LRA obejmują:
Wysoka ujemna charakterystyka dyspersji, która mogłaby skompensować dyspersję chromatyczną i nieliniową indukowaną w światłowodzie z grupy dyspersji prędkości (GVD) i modulacji fazy własnej (SPM).
Mała efektywna powierzchnia, a zatem mniejsza moc pompy i wysokie stężenie zanieczyszczeń Ge w włóknie krzemionkowym.
Jednak LRA ma również pewne wady:
Hałas może ograniczyć wydajność LRA o zysk więcej niż 15 dB. W przypadku mniejszych długości włókien wartość szumów LRA będzie wynosić co najmniej 3 dB z powodu wzbudzenia termicznego trybów drgań.
Hałas pogarsza OSNR, co powoduje obniżenie czułości odbiornika, a zatem wzmocnienie wzmacniacza jest ograniczone do pewnego stopnia dla pojedynczej LRA.
Rozwiązanie RFA FOCC
FOCC to światowej sławy firma, która dostarcza niemal wszystkie światłowodowe rozwiązania sieciowe, w tym rozwiązanie wzmacniaczy Ramana. Wzmacniacze ramanowskie Fiberstore mają szerokie spektrum wzmocnienia, a szerokość pasma wzmocnienia można dodatkowo poszerzyć dzięki zastosowaniu pompy optycznej o wielu długościach fali. Po wielu latach badań i testów sieciowych, FOCC opracował i wyprodukował serię wzmacniaczy światłowodowych FS-1550 Raman i wprowadził je do ultra-długodystansowych światłowodowych transmisji CATV, w szczególności w połączeniu z aplikacjami EDFA. Poprawa wskaźników łącza jest szczególnie widoczna, dzięki czemu uzyskuje się bardziej płaskie widma wzmocnienia i wyższy OSNR.
Uwaga: Przy wyborze RFA ważnym aspektem do rozważenia jest wzmocnienie Ramana on-off zapewnione przez wzmocnienie. Innymi słowy, zysk związany z Ramanem w porównaniu z zyskiem doświadczanym bez Ramana. Ewolucja wzmocnienia na całej długości włókna może być rozwiązana dzięki różnicy decybeli. Wzmocnienie Ramana on-off wzmacniaczy ramanowskich FOCC obejmuje zakres od 6 do 16 dB.
