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，一般采用反向泵浦方式，實現方法如下：將高功率連續(xù)運轉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光傳輸方向相反。泵浦激光器的波長比信號光短約100nm。高功率光場泵浦光纖中的組分物質產生虛激發(fā)態(tài)；電子從這些虛激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，從而實現光信號的增益。分布式拉曼放大器傳輸光纖本身就是增益介質，信號在光纖中傳輸的同時得到放大，使得拉曼放大器的等效噪聲指數為負。低噪聲系數分布式拉曼放大器可以有效克服四波混頻等非線性效應的影響，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通常是色散補償光纖或高非線性光纖，比如DCF光纖或者碲基光纖。目前DCF光纖拉曼增益系數比SMF提高了10倍左右，作為拉曼增益介質后還可以組成色散補償模塊（DCM）。采用碲基光纖，其拉曼增益系數比石英光纖高16倍，峰值達到55W/km。

3.光纖拉曼放大器的應用與進展

目前，分布式光纖拉曼放大器進展很快，國外很多長距離、超大容量的密集波分復用光通訊系統(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中的光密度，以便減少由于非線性效應產生的四波混頻、信道間串擾所引起的系統(tǒng)性能劣化。但拉曼放大器的增益較低（實際線路中使用時不超過16dB），而EDFA雖然噪聲指數上不如拉曼放大器，但小信號增益可以超過30dB，因此將拉曼放大器與EDFA結合起來的混合放大器是一種理想的應用形式。

由980nm泵浦的EDFA進行C波段的放大，由1497nm拉曼泵浦源負責L波段的放大。其增益譜線由于疊加在1535（EDFA產生）、1560（疊加產生）和1600nm（拉曼放大產生）附近出現3個增益峰值，大小為1.5~2dB而在1540和1560附近出現兩個0dB左右的谷底。采用GFF后將所有信號增益控制在0dB左右，這樣實現了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，光纖的色散特性會引起傳輸中的前后碼產生干擾，即碼間干擾，限制了傳輸碼速率和傳輸距離。針對目前傳輸線路上鋪設的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光纖的色散補償和色散斜率補償部分，組成補償型FRA。

除了復雜的、高難度的工程設計以外，為了得到理想的增益效果，分布式拉曼放大器經常會使用超過1W（>30dBm）的放大器。因此，光傳輸系統(tǒng)對拉曼放大器附近的光纖連接頭與光纖镕接點的質量有很高的要求，以盡量減少反射與損耗對拉曼增益機制的副作用。同時為了防止高能量激光對工程維護人員可能造成的傷害，自動光功率關閉（ALS）與人員特別培訓都是不可或缺的。