光纖拉曼放大器,什么是光纖拉曼放大器

2.光纖拉曼放大器的分類

（1）分布式拉曼光纖放大器（LRA）

分布式拉曼放大器基于光纖受激拉曼散射（SRS）效應(yīng)，一般采用反向泵浦方式，實(shí)現(xiàn)方法如下：將高功率連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)激光從光纖跨段的輸出端注入傳輸光纖，該泵浦光的傳輸方向與信號(hào)光傳輸方向相反。泵浦激光器的波長(zhǎng)比信號(hào)光短約100nm。高功率光場(chǎng)泵浦光纖中的組分物質(zhì)產(chǎn)生虛激發(fā)態(tài)；電子從這些虛激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，從而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的增益。分布式拉曼放大器傳輸光纖本身就是增益介質(zhì)，信號(hào)在光纖中傳輸?shù)耐瑫r(shí)得到放大，使得拉曼放大器的等效噪聲指數(shù)為負(fù)。低噪聲系數(shù)分布式拉曼放大器可以有效克服四波混頻等非線性效應(yīng)的影響，并改善系統(tǒng)的光信噪比（OSNR）。

（2）分立式拉曼光纖放大器（DRA）

分立式拉曼放大器采用的放大介質(zhì)通常是色散補(bǔ)償光纖或高非線性光纖，比如DCF光纖或者碲基光纖。目前DCF光纖拉曼增益系數(shù)比SMF提高了10倍左右，作為拉曼增益介質(zhì)后還可以組成色散補(bǔ)償模塊（DCM）。采用碲基光纖，其拉曼增益系數(shù)比石英光纖高16倍，峰值達(dá)到55W/km。

3.光纖拉曼放大器的應(yīng)用與進(jìn)展

目前，分布式光纖拉曼放大器進(jìn)展很快，國(guó)外很多長(zhǎng)距離、超大容量的密集波分復(fù)用光通訊系統(tǒng)（DWDM） 所使用的光放大器大多是分布式光纖拉曼放大器，這不僅可以充分利用光纖資源，降低成本，而且可以降低增益介質(zhì)中的光密度，以便減少由于非線性效應(yīng)產(chǎn)生的四波混頻、信道間串?dāng)_所引起的系統(tǒng)性能劣化。但拉曼放大器的增益較低（實(shí)際線路中使用時(shí)不超過16dB），而EDFA雖然噪聲指數(shù)上不如拉曼放大器，但小信號(hào)增益可以超過30dB，因此將拉曼放大器與EDFA結(jié)合起來的混合放大器是一種理想的應(yīng)用形式。

由980nm泵浦的EDFA進(jìn)行C波段的放大，由1497nm拉曼泵浦源負(fù)責(zé)L波段的放大。其增益譜線由于疊加在1535（EDFA產(chǎn)生）、1560（疊加產(chǎn)生）和1600nm（拉曼放大產(chǎn)生）附近出現(xiàn)3個(gè)增益峰值，大小為1.5~2dB而在1540和1560附近出現(xiàn)兩個(gè)0dB左右的谷底。采用GFF后將所有信號(hào)增益控制在0dB左右，這樣實(shí)現(xiàn)了80nm帶寬、256×10Gbit/s×11000km的傳輸。

4．目前所面臨的問題

在深入研究FRA的過程中，泵浦源的選擇與配置、噪聲的控制等都是急待解決的問題。其中，光纖的色散特性會(huì)引起傳輸中的前后碼產(chǎn)生干擾，即碼間干擾，限制了傳輸碼速率和傳輸距離。針對(duì)目前傳輸線路上鋪設(shè)的G652單模光纖所存在的色散較大的問題，可以將DCF光纖作為G652光纖的色散補(bǔ)償和色散斜率補(bǔ)償部分，組成補(bǔ)償型FRA。

除了復(fù)雜的、高難度的工程設(shè)計(jì)以外，為了得到理想的增益效果，分布式拉曼放大器經(jīng)常會(huì)使用超過1W（>30dBm）的放大器。因此，光傳輸系統(tǒng)對(duì)拉曼放大器附近的光纖連接頭與光纖镕接點(diǎn)的質(zhì)量有很高的要求，以盡量減少反射與損耗對(duì)拉曼增益機(jī)制的副作用。同時(shí)為了防止高能量激光對(duì)工程維護(hù)人員可能造成的傷害，自動(dòng)光功率關(guān)閉（ALS）與人員特別培訓(xùn)都是不可或缺的。