Amplificadores de fibra Raman: avances en la transmisión a larga distancia
Introducción
El amplificador de fibra Raman (RFA) se utiliza para ayudar con los problemas de diseño del sistema de transmisión óptica, como la distancia de amplificación óptica de amplitud media y la mejora del ancho de banda. La RFA no sufre las limitaciones del amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) en el sentido de que puede integrarse con las fibras de transmisión y bombearse en cualquier longitud de onda para proporcionar amplio ancho de banda de ganancia y ganar planitud empleando una combinación de diferentes fuentes de bombeo de longitud de onda. . Al ofrecer una serie de posibles avances técnicos para las infraestructuras de transmisión de largo alcance con amplificación óptica, la RFA se ha convertido en una posibilidad alcanzable en la transmisión de señales ópticas.
Configuraciones de RFA
Las diferentes configuraciones de bombeo proporcionan flexibilidad en el sistema para los amplificadores Raman distribuidos y agrupados (o discretos).
Amplificador Raman Distribuido
El amplificador Raman distribuido (DRA) ha surgido en los últimos años como una tecnología clave para las redes ópticas modernas, y especialmente para la transmisión coherente. DRA se implementa utilizando módulos de bomba Raman para la configuración hacia atrás de propagación del contador. En esta configuración, DRA se usa con mayor frecuencia junto con los amplificadores EDFA convencionales, con el módulo de bomba Raman que actúa como preamplificador para el EDFA. En muchos casos, los módulos Raman y EDFA se combinan en un solo módulo híbrido Raman / EDFA, lo que reduce los costos, optimiza y optimiza el rendimiento y logra un control unificado en tiempo real de ambas unidades.
DRA tiene ventajas que se muestran a continuación:
La ganancia alcanzable a lo largo de las fibras de transmisión, y la facilidad de sujeción de ganancia;
Características de bajo ruido;
Mejor relación señal / ruido óptico (OSNR);
Ganancia no resonante y podría obtenerse para cualquier longitud de onda;
Ganancia de ancho de banda ultraancho de alrededor de 6 THz, anchos de banda de ganancia amplia y plana que se pueden lograr con múltiples bombas en diferentes longitudes de onda, con un aumento en los márgenes de presupuesto de potencia.
Sin embargo, DRA también tiene algunas desventajas:
Se requieren potencias de bomba muy altas;
Pobre eficiencia de bombeo a niveles de potencia más bajos;
Tiempo de respuesta rápido que resulta en ruidos más altos;
Desarrollo severo para el sistema de fibra existente;
Requisito de fibra de ganancia más larga;
Efectos severos por no linealidades.
Amplificador Raman Lumped
Es importante darse cuenta de que, si bien hay algunas desventajas para DRA, se han experimentado avances en la tecnología de fibra que minimizan estos problemas. Un problema de diseño a considerar es la incorporación de la Fibra de Compensación por Dispersión (DCF) en el modelo del sistema. En esta configuración, el amplificador Raman es un Amplificador Raman con Lumped (LRA).
En particular, el LRA se ha considerado en los sistemas de transmisión WDM de larga distancia. Las ventajas de LRA incluyen:
Características de alta dispersión negativa que podrían compensar la dispersión cromática y no lineal inducida en la fibra desde la dispersión de velocidad de grupo (GVD) y la modulación autofase (SPM).
Área efectiva pequeña, por lo tanto menor potencia de bombeo y alta concentración de impurezas de Ge en la fibra de sílice.
Sin embargo, el LRA también tiene algunas desventajas:
El ruido puede limitar el rendimiento de LRA con una ganancia de más de 15 dB. Para longitudes de fibra más pequeñas, la cifra de ruido del LRA será de al menos 3 dB debido a la excitación térmica de los modos de vibración.
El ruido degrada el OSNR, lo que resulta en una penalización de sensibilidad del receptor y, por lo tanto, la ganancia del amplificador se limita en cierta medida para un solo LRA.
Solución RFA de FOCC
FOCC es una compañía mundialmente famosa que ofrece casi todas las soluciones de redes de fibra óptica, incluida la solución de amplificadores Raman. Los amplificadores Raman de Fiberstore tienen un amplio espectro de ganancia, y el ancho de banda de ganancia se puede ampliar aún más mediante el uso de una bomba óptica de longitud de onda múltiple. Después de muchos años de investigación y pruebas de red, FOCC ha desarrollado y producido la serie de amplificadores de fibra Raman FS-1550, y la introdujo en la transmisión de fibra óptica de largo alcance CATV, específicamente en combinación con las aplicaciones EDFA. La mejora de los indicadores del enlace es particularmente evidente, por lo que se obtienen espectros de ganancia más planos y mayor OSNR.
Nota: Al elegir una RFA, un aspecto importante a considerar es la ganancia Raman on-off proporcionada por la amplificación. En otras palabras, la ganancia experimentada con Raman en comparación con la ganancia experimentada sin Raman. La evolución de la ganancia a lo largo de la longitud total de la fibra se puede resolver a través de la diferencia de decibeles. La ganancia Raman de encendido y apagado de los amplificadores Raman de FOCC cubre un rango de 6 a 16 dB.
