Componenti ottici avanzati - Amplificatore in fibra Raman (RFA)
Principalmente, 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, è necessario decidere quale amplificatore utilizzare. L'amplificatore EDFA viene utilizzato in linea per la 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 guadagno pompando gli atomi in uno stato ad alta energia. Ciò consente agli atomi di rilasciare la loro energia quando un fotone di una lunghezza d'onda adeguata passa nelle vicinanze. Gli RFA utilizzano Stimulated Raman Scattering (SRS) per creare guadagno ottico. Poiché SRS sottrae energia da lunghezze d'onda più brevi e la alimenta a lunghezze d'onda più lunghe, i sistemi DWDM ad alto numero di canali inizialmente hanno evitato questa tecnica.
Un amplificatore RFA è costituito da poco più di un laser a pompa ad alta potenza, generalmente chiamato laser Raman, e un accoppiatore direzionale o WDM. L'amplificazione ottica si verifica nella stessa fibra di trasmissione, distribuita lungo il percorso di trasmissione. Con un'amplificazione fino a 10 dB, gli RFA forniscono un'ampia larghezza di banda del 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 l'effettiva perdita di span e migliorano le prestazioni del rumore.
In combinazione con gli EDFA, gli RFA creano una larghezza di banda ottica molto ridotta. La figura belwo mostra la topologia di un tipico RFA. Il laser della 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 comodo mezzo per iniettare luce indietro nel percorso di trasmissione con una perdita ottica minima.
Ecco le figure che mostrano lo spettro ottico di un amplificatore RFA pompato in avanti e il segnale ricevuto dopo la stessa lunghezza di fibra utilizzata nell'esempio SRS. Il segnale viene iniettato dal laser della pompa da 1535 nm all'estremità di trasmissione anziché all'estremità di ricezione. In generale, l'ampiezza del laser della pompa supera quella dei segnali di dati.
Con una significativa riduzione dell'ampiezza del laser della pompa, l'ampiezza dei sei segnali di dati è aumentata, dando a tutti e sei i segnali approssimativamente ampiezze uguali. In questo caso, l'effetto SRS ha sottratto una grande quantità di energia al segnale laser della pompa da 1535 nm e ha ridistribuito tale energia ai sei segnali di dati.
