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Vor- und Nachteile von Raman-Faserverstärkern

2021-06-23
Der Raman-Faserverstärker (RFA) ist ein wichtiger Bestandteil des DWDM-Kommunikationssystems (Dense Wavelength Division Multiplexing).
In vielen nichtlinearen optischen Medien führt die Streuung von Pumplicht mit kürzerer Wellenlänge dazu, dass ein kleiner Teil der einfallenden Leistung auf einen anderen Strahl übertragen wird, dessen Frequenz nach unten verschoben wird. Das Ausmaß der Frequenzverschiebung nach unten wird durch den Schwingungsmodus des Mediums bestimmt. Dieser Vorgang wird als Pulling-Mann-Effekt bezeichnet.
Wenn ein schwaches Signal und eine starke Pumplichtwelle gleichzeitig in der Faser übertragen werden und die Wellenlänge des schwachen Signals innerhalb der Raman-Verstärkungsbandbreite des Pumplichts liegt, kann das schwache Signallicht verstärkt werden. Dieser Mechanismus basiert auf stimulierter Raman-Streuung. Der optische Verstärker wird RFA genannt.
Vorteil
Im Vergleich zu anderen optischen Verstärkertypen bieten Raman-Faserverstärker viele Vorteile:
(1) Es unterscheidet sich stark von EDFA. Für RFA sind keine speziellen Verstärkungsmedien erforderlich. Solange gewöhnliche Übertragungsfasern eine optische Signalverstärkung erreichen können, können damit eine verteilte Verstärkung sowie eine direkte Erweiterung und Aufrüstung des Faserverstärkungssystems erreicht werden. Angemessene Nutzung des verlustarmen Fensters der Glasfaser und andere damit verbundene Verbesserungen.
(2) Die Wellenlänge des Verstärkungslichts des Raman-Verstärkers hängt von der Wellenlänge des Pumplichts ab. Theoretisch kann jedes optische Signalband verstärkt werden, um eine Vollband-Raman-Verstärkung zu erreichen, solange die geeignete Wellenlänge des Pumplichts ausgewählt wird.
(3) Die Raman-Verstärkung der optischen Faser hat ein relativ breites Frequenzband. Wenn der Glasfaser-Raman-Verstärker des Mehrwellenlängen-Pumpmodus verwendet wird, kann er mehr als sein
100-nm-Verstärkungsspektrum.
(4) Niedrige Rauschzahl. Der Hybridverstärker von EDFA und RFA kann die Leistung des Übertragungssystems erheblich verbessern.
(5) Das Verstärkungsspektrum des Raman-Faserverstärkers hat einen Überlagerungseffekt. Mit der Mehrpumpenmethode kann ein breiteres Raman-Verstärkungsspektrum erzielt werden, und das Raman-Verstärkungsspektrum einer einzelnen Wellenlänge kompensiert sich gegenseitig, um den Effekt der Verstärkungsflachheit zu erzielen. , Um die Stabilität der Signalübertragung zu gewährleisten.
(6) Die Sättigungsleistung ist sehr hoch. Wenn die verstärkte Signalleistung beginnt, sich der Pumpleistung zu nähern, beträgt die Abnahme der optischen Verstärkung nur 3 dB.
Viele der oben genannten Vorteile bestimmen auch, dass Raman-Faserverstärker in WDM-Faserkommunikationssystemen weit verbreitet eingesetzt werden können.
Nachteil
(1) Unzureichende Verstärkungsbandbreite;
(2) Geringe Ausgangsverstärkung;
(3) Die Ausgangsverstärkung ist nicht flach.
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