Componenti ottici avanzati - Raman Fiber Amplifier (RFA)
Per lo più, tutti gli amplificatori ottici sono utilizzati nella comunicazione ottica. Generalmente, l'amplificatore di tipo Brillouin non viene utilizzato nella comunicazione ottica. Per un uso particolare, la decisione deve essere presa su quale amplificatore utilizzare. L' amplificatore EDFA è utilizzato amplificatore in linea a causa della sua compatibilità. D'altra parte, Raman Fiber Amplifier (RFA) sarà un ottimo amplificatore di potenza a causa della sua elevata saturazione.
Gli EDFA e i laser convenzionali ottengono un guadagno pompando gli atomi in uno stato energetico elevato. Ciò consente agli atomi di rilasciare la loro energia quando un fotone di lunghezza d'onda adatta passa nelle vicinanze. Gli RFA utilizzano Stimulated Raman Scattering (SRS) per creare guadagno ottico. Poiché SRS ruba energia da lunghezze d'onda più corte e la alimenta a lunghezze d'onda più lunghe, i sistemi DWDM con alto numero di canali hanno inizialmente evitato questa tecnica.
Un amplificatore RFA consiste in poco più di un laser a pompa ad alta potenza, di solito chiamato un laser Raman e un WDM o accoppiatore direzionale. L'amplificazione ottica avviene nella stessa fibra di trasmissione, distribuita lungo il percorso di trasmissione. Con amplificazione fino a 10 dB, gli RFA forniscono un'ampia larghezza di banda di guadagno (fino a 100 nm), consentendo loro di operare utilizzando qualsiasi fibra ottica installata (fibra ottica monomodale, TrueWave, ecc.). Aumentando il segnale ottico in transito, gli RFA riducono la perdita effettiva dello span e migliorano le prestazioni del rumore.
In combinazione con gli EDFA, gli RFA creano un'ampia larghezza di banda ottica a guadagno appiattito. La figura belwo mostra la topologia di un tipico RFA. Il laser a pompa e il circolatore ottico comprendono i due elementi chiave dell'amplificatore RFA. In questo caso, il laser della pompa ha una lunghezza d'onda di 1535 nm. Il circolatore ottico fornisce un mezzo conveniente per iniettare la luce all'indietro nel percorso di trasmissione con una perdita ottica minima.
Ecco le figure che mostrano lo spettro ottico di un amplificatore RFA a pompaggio diretto e il segnale ricevuto dopo la stessa lunghezza di fibra utilizzata nell'esempio SRS. Il segnale viene iniettato dal laser a pompa da 1535 nm all'estremità di trasmissione anziché dall'estremità di ricezione. Generalmente, l'ampiezza del laser della pompa supera quella dei segnali di dati.
Con una significativa diminuzione dell'ampiezza del laser della pompa, l'ampiezza dei sei segnali di dati è aumentata, dando a tutti e sei i segnali un'ampiezza approssimativamente uguale. In questo caso, l'effetto SRS ha tolto una grande quantità di energia dal segnale laser della pompa a 1535 nm e ridistribuito quell'energia ai sei segnali di dati.
