Amplificatori in fibra Raman: progressi nella trasmissione a lungo raggio
introduzione
Raman Fiber Amplifier (RFA) è usato per assister di problemi di progettazione del sistema di trasmissione ottica come la distanza amplificata a metà campo, l'aumento della larghezza di banda. L'RFA non soffre dei limiti dell'amplificatore in fibra di Erbio-Doped (EDFA) in quanto può essere integrato con le fibre di trasmissione e pompato a qualsiasi lunghezza d'onda per fornire ampie larghezze di banda e guadagnare planarità impiegando una combinazione di diverse sorgenti di pompaggio a lunghezza d'onda . Offrendo una serie di possibili progressi tecnici per le infrastrutture di trasmissione a lungo raggio otticamente amplificate, RFA è diventata una possibilità realizzabile nella trasmissione di segnali ottici.
Configurazioni di RFA
Diverse configurazioni di pompaggio forniscono flessibilità nel sistema per amplificatori Raman sia distribuiti che concentrati (o discreti).
Amplificatore Raman distribuito
Distributed Raman Amplifier (DRA) è emerso negli ultimi anni come una tecnologia chiave per le moderne reti ottiche, e in particolare per la trasmissione coerente. Il DRA viene implementato utilizzando i moduli pompa Raman per il contatore che si propaga alla configurazione a ritroso. In questa configurazione, il DRA viene spesso utilizzato insieme agli amplificatori EDFA convenzionali, con il modulo della pompa Raman che funge da preamplificatore per l'EDFA. In molti casi i moduli Raman ed EDFA sono combinati in un singolo modulo ibrido Raman / EDFA, riducendo così i costi, ottimizzando e ottimizzando le prestazioni e ottenendo il controllo unificato in tempo reale di entrambe le unità.
DRA ha i vantaggi indicati come segue:
Guadagno ottenibile lungo le fibre di trasmissione e facilità di bloccaggio del guadagno;
Basse caratteristiche di rumore;
Migliore rapporto segnale-rumore ottico (OSNR);
Guadagna non risonante e potrebbe potenzialmente essere ottenuto per qualsiasi lunghezza d'onda;
Guadagno di larghezza di banda ultra-ampia di circa 6 THz, ampiezza di banda ampia e piatta ottenibile utilizzando più pompe a diverse lunghezze d'onda, aumento dei margini di budget di potenza.
Tuttavia, DRA ha anche alcuni svantaggi:
Necessità di pompaggio molto elevate;
Scarsa efficienza di pompaggio a livelli di potenza inferiori;
Rapido tempo di risposta che si traduce in rumori più elevati;
Sviluppo severo per il sistema di fibre esistente;
Requisito della fibra a guadagno più lungo;
Effetti gravi dovuti a non linearità.
Amplificatore Raman grumoso
È importante rendersi conto che, mentre vi sono alcuni svantaggi del DRA, sono stati sperimentati progressi nella tecnologia delle fibre che riducono al minimo questi problemi. Un problema di progettazione da considerare è l'incorporazione di Dispension Compensation Fiber (DCF) nel modello di sistema. In questa configurazione, l'amplificatore Raman è un amplificatore Raman Lumped (LRA).
In particolare, l'LRA è stato considerato nei sistemi di trasmissione WDM a lungo raggio. I vantaggi di LRA includono:
Elevate caratteristiche di dispersione negativa che potrebbero compensare la dispersione cromatica e non lineare indotta nella fibra da Group Velocity Dispersion (GVD) e Self Phase Modulation (SPM).
Piccola area efficace, quindi minore potenza della pompa, e alta concentrazione di impurità Ge nella fibra di silice.
Tuttavia, l'LRA presenta anche alcuni svantaggi:
Il rumore può limitare le prestazioni dell'LRA con un guadagno superiore a 15 dB. Per lunghezze di fibra più piccole, la figura del rumore dell'LRA sarà di almeno 3 dB a causa dell'eccitazione termica delle modalità vibrazionali.
Il rumore degrada l'OSNR con conseguente penalità di sensibilità del ricevitore e quindi il guadagno dell'amplificatore è limitato in una certa misura per un singolo LRA.
Soluzione RFA di FOCC
FOCC è una società di fama mondiale che fornisce quasi tutte le soluzioni di rete in fibra ottica, compresa la soluzione Raman per amplificatori. Gli amplificatori Raman di Fiberstore hanno un ampio spettro di guadagno e la larghezza di banda del guadagno può essere ulteriormente ampliata mediante l'uso di una pompa ottica a più lunghezze d'onda. Dopo molti anni di ricerca e test di rete, FOCC ha sviluppato e prodotto la serie di amplificatori in fibra Raman FS-1550, e l'ha introdotta nella trasmissione CATV a fibra ottica ultra lunga, in particolare in combinazione con le applicazioni EDFA. Il miglioramento degli indicatori del collegamento è particolarmente evidente, ottenendo così spettri di guadagno più piatti e OSNR più elevato.
Nota: quando si sceglie un RFA, un aspetto importante da considerare è il guadagno Raman on-off fornito dall'amplificazione. In altre parole, il guadagno sperimentato con Raman rispetto a guadagnare esperienza senza Raman. L'evoluzione del guadagno lungo la lunghezza totale della fibra può essere risolta attraverso la differenza di decibel. Il guadagno Raman on-off degli amplificatori Raman di FOCC copre un intervallo da 6 a 16 dB.
