光纤拉曼放大器,什么是光纤拉曼放大器

2.光纤拉曼放大器的分类

（1）分布式拉曼光纤放大器（LRA）

分布式拉曼放大器基于光纤受激拉曼散射（SRS）效应，一般采用反向泵浦方式，实现方法如下：将高功率连续运转激光从光纤跨段的输出端注入传输光纤，该泵浦光的传输方向与信号光传输方向相反。泵浦激光器的波长比信号光短约100nm。高功率光场泵浦光纤中的组分物质产生虚激发态；电子从这些虚激发态向基态跃迁，从而实现光信号的增益。分布式拉曼放大器传输光纤本身就是增益介质，信号在光纤中传输的同时得到放大，使得拉曼放大器的等效噪声指数为负。低噪声系数分布式拉曼放大器可以有效克服四波混频等非线性效应的影响，并改善系统的光信噪比（OSNR）。

（2）分立式拉曼光纤放大器（DRA）

分立式拉曼放大器采用的放大介质通常是色散补偿光纤或高非线性光纤，比如DCF光纤或者碲基光纤。目前DCF光纤拉曼增益系数比SMF提高了10倍左右，作为拉曼增益介质后还可以组成色散补偿模块（DCM）。采用碲基光纤，其拉曼增益系数比石英光纤高16倍，峰值达到55W/km。

3.光纤拉曼放大器的应用与进展

目前，分布式光纤拉曼放大器进展很快，国外很多长距离、超大容量的密集波分复用光通讯系统（DWDM） 所使用的光放大器大多是分布式光纤拉曼放大器，这不仅可以充分利用光纤资源，降低成本，而且可以降低增益介质中的光密度，以便减少由于非线性效应产生的四波混频、信道间串扰所引起的系统性能劣化。但拉曼放大器的增益较低（实际线路中使用时不超过16dB），而EDFA虽然噪声指数上不如拉曼放大器，但小信号增益可以超过30dB，因此将拉曼放大器与EDFA结合起来的混合放大器是一种理想的应用形式。

由980nm泵浦的EDFA进行C波段的放大，由1497nm拉曼泵浦源负责L波段的放大。其增益谱线由于叠加在1535（EDFA产生）、1560（叠加产生）和1600nm（拉曼放大产生）附近出现3个增益峰值，大小为1.5~2dB而在1540和1560附近出现两个0dB左右的谷底。采用GFF后将所有信号增益控制在0dB左右，这样实现了80nm带宽、256×10Gbit/s×11000km的传输。

4．目前所面临的问题

在深入研究FRA的过程中，泵浦源的选择与配置、噪声的控制等都是急待解决的问题。其中，光纤的色散特性会引起传输中的前后码产生干扰，即码间干扰，限制了传输码速率和传输距离。针对目前传输线路上铺设的G652单模光纤所存在的色散较大的问题，可以将DCF光纤作为G652光纤的色散补偿和色散斜率补偿部分，组成补偿型FRA。

除了复杂的、高难度的工程设计以外，为了得到理想的增益效果，分布式拉曼放大器经常会使用超过1W（>30dBm）的放大器。因此，光传输系统对拉曼放大器附近的光纤连接头与光纤镕接点的质量有很高的要求，以尽量减少反射与损耗对拉曼增益机制的副作用。同时为了防止高能量激光对工程维护人员可能造成的伤害，自动光功率关闭（ALS）与人员特别培训都是不可或缺的。