Raman-vezelversterkers - Vooruitgang bij lange-afstandstransmissie
Invoering
Raman Fibre Amplifier (RFA) wordt gebruikt om ontwerpproblemen van het optische transmissiesysteem aan te pakken, zoals optisch versterkte afstand tussen mid-spanwijdtes en bandbreedteverbetering. De RFA heeft geen last van de beperkingen van Erbium-gedoopte vezelversterker (EDFA) omdat deze kan worden geïntegreerd met de transmissievezels en kan worden gepompt op elke golflengte om een bandbreedte van grote versterking en winstvlakheid te verkrijgen door een combinatie van verschillende golflengtepompbronnen te gebruiken . Door een aantal mogelijke technische ontwikkelingen aan te bieden voor optisch versterkte langeafstandstransmissie-infrastructuren, is RFA een haalbare mogelijkheid geworden bij de transmissie van optische signalen.
Configuraties van RFA
Verschillende pompconfiguraties bieden flexibiliteit in het systeem voor zowel gedistribueerde als geconcentreerde Raman-versterkers.
Gedistribueerde Raman-versterker
Gedistribueerde Raman-versterker (DRA) is de laatste jaren naar voren gekomen als een sleuteltechnologie voor moderne optische netwerken, en vooral voor coherente transmissie. DRA is geïmplementeerd met behulp van Raman-pompmodules voor de omgekeerde tellerconfiguratie. In deze configuratie wordt DRA meestal gebruikt in combinatie met conventionele EDFA-versterkers, waarbij de Raman-pompmodule dient als een voorversterker van de EDFA. In veel gevallen worden de Raman- en EDFA-modules gecombineerd in een enkele hybride Raman / EDFA-module, waardoor de kosten worden verlaagd, de prestaties worden gestroomlijnd en geoptimaliseerd en er een uniforme realtime besturing van beide eenheden wordt bereikt.
DRA heeft de volgende voordelen getoond:
De winst die kan worden behaald langs de transmissievezels, en het gemak van het opspannen van winst;
Geluidsarme kenmerken;
Betere optische signaal-ruisverhouding (OSNR);
Krijg niet-resonantie en zou potentieel kunnen worden verkregen voor elke golflengte;
Ultrabrede bandbreedtegroei van ongeveer 6 THz, brede bandbreedtes en bandbreedten met een grote bandbreedte die haalbaar zijn met meerdere pompen op verschillende golflengten, verhoogde budgetmarges voor energie.
DRA heeft echter ook enkele nadelen:
Zeer hoge pompvermogens vereist;
Slechte pompefficiëntie bij lagere vermogensniveaus;
Snelle reactietijd die resulteert in hogere geluiden;
Zware ontwikkeling voor bestaand vezelsysteem;
Vereiste van vezels met langere versterking;
Ernstige effecten door niet-lineariteiten.
Lumped Raman-versterker
Het is belangrijk om te beseffen dat er, hoewel er nadelen zijn voor DRA, er is geëxperimenteerd met geavanceerde vezeltechnologie die deze problemen minimaliseert. Een ontwerpprobleem dat moet worden overwogen, is de integratie van Dispersion Compensation Fiber (DCF) in het systeemmodel. In deze configuratie is de Raman-versterker een Lumped Raman-versterker (LRA).
In het bijzonder is LRA overwogen in langeafstands-WDM-transmissiesystemen. De voordelen van LRA zijn onder andere:
Hoge negatieve dispersiekarakteristieken die de chromatische en niet-lineaire dispersie konden compenseren die in de vezel werd geïnduceerd door Group Velocity Dispersion (GVD) en Self Phase Modulation (SPM).
Klein effectief gebied, dus lager pompvermogen en hoge Ge-onzuiverheidsconcentratie in de siliciumdioxidevezel.
LRA heeft echter ook enkele nadelen:
Ruis kan de prestaties van LRA met een versterking van meer dan 15 dB beperken. Voor kleinere vezellengtes zal het ruisgetal van het LRA ten minste 3 dB zijn vanwege de thermische excitatie van de vibratiemodi.
Ruis verslechtert de OSNR, wat resulteert in gevoeligheid van de ontvangstgevoeligheid en dus is de versterking van de versterker tot op zekere hoogte beperkt voor een enkele LRA.
FOCC's RFA-oplossing
FOCC is een wereldberoemd bedrijf dat bijna alle glasvezelnetwerkoplossingen levert, inclusief de Raman-versterkersoplossing. De Raman-versterkers van Fiberstore hebben een breed versterkingsspectrum en de versterkingsbandbreedte kan verder worden verbreed door het gebruik van optische pomp met meerdere golflengten. Na vele jaren van onderzoek en netwerktests heeft FOCC de reeks FS-1550 Raman-vezelversterkers ontwikkeld en geproduceerd en deze geïntroduceerd bij de CATV-transmissie met optische transmissie met ultrahoge afstand, in het bijzonder in combinatie met de EDFA-toepassingen. De verbetering van de indicatoren van de link is bijzonder duidelijk, dus krijg meer platte gain spectra en hogere OSNR.
Opmerking: bij het kiezen van een RFA, is een belangrijk aspect om te overwegen de aan-uit Ramanversterking die door de versterking wordt geboden. Met andere woorden, de winst ervaren met Raman in vergelijking met winst ervaren zonder Raman. De evolutie van de versterking langs de totale lengte van de vezel kan worden opgelost door het decibelverschil. De aan-uit Raman-versterking van de Raman-versterkers van FOCC bestrijkt een bereik van 6 tot 16 dB.
