Amplificadores de Fibra Raman - Avanços na Transmissão de Longo Alcance
Introdução
O Amplificador de Fibra Raman (RFA) é usado para auxiliar em problemas de projeto de sistemas de transmissão ótica, como distância ampliada oticamente, ampliação de largura de banda. O RFA não sofre com as limitações do Amplificador de Fibra Dopada com Érbio (EDFA), pois pode ser integrado com as fibras de transmissão e bombeado em qualquer comprimento de onda para fornecer ampla largura de banda e ganhar planicidade empregando uma combinação de diferentes fontes de bombeamento. . Oferecendo um número de possíveis avanços técnicos para infraestruturas de transmissão de longa distância oticamente amplificadas, a RFA tornou-se uma possibilidade alcançável na transmissão de sinais ópticos.
Configurações do RFA
Diferentes configurações de bombeamento proporcionam flexibilidade no sistema para amplificadores Raman distribuídos e concentrados (ou discretos).
Amplificador Raman Distribuído
O Amplificador Raman Distribuído (DRA) surgiu nos últimos anos como uma tecnologia chave para redes ópticas modernas e, especialmente, para transmissão coerente. O DRA é implementado usando módulos de bomba Raman para a configuração de contra propagação para trás. Nesta configuração, o DRA é mais frequentemente usado em conjunto com amplificadores EDFA convencionais, com o módulo da bomba Raman servindo como um pré-amplificador para o EDFA. Em muitos casos, os módulos Raman e EDFA são combinados em um único módulo híbrido Raman / EDFA, reduzindo assim os custos, agilizando e otimizando o desempenho, e obtendo controle unificado em tempo real de ambas as unidades.
DRA tem vantagens mostradas como seguindo:
O ganho alcançável ao longo das fibras de transmissão e facilidade de ganho de fixação;
Características de baixo ruído;
Melhor Relação Sinal-Ruído Ótico (OSNR);
Ganho não ressonante e potencialmente pode ser obtido para qualquer comprimento de onda;
Ganho de largura de banda ultra-larga de cerca de 6 THz, largura de banda larga e plana alcançável usando várias bombas em diferentes comprimentos de onda, maiores margens de orçamento de energia.
No entanto, o DRA também tem algumas desvantagens:
Potências de bomba muito altas são necessárias;
Baixa eficiência de bombeamento em níveis mais baixos de energia;
Tempo de resposta rápido que resulta em ruídos mais altos;
Desenvolvimento severo para o sistema de fibra existente;
Requisito de fibra de ganho mais longo;
Efeitos severos devido a não linearidades.
Amplificador Raman Lumped
É importante perceber que, embora haja algumas desvantagens no DRA, os avanços na tecnologia de fibra foram experimentados para minimizar esses problemas. Uma questão de projeto a ser considerada é a incorporação de Fibra de Compensação de Dispersão (DCF) no modelo do sistema. Nesta configuração, o amplificador Raman é um amplificador Lumped Raman (LRA).
Em particular, o LRA foi considerado em sistemas de transmissão WDM de longa distância. As vantagens do LRA incluem:
Características de alta dispersão negativa que poderiam compensar a dispersão cromática e não-linear induzida na fibra a partir da Dispersão de Velocidade do Grupo (GVD) e da Modulação de Fase Automática (SPM).
Pequena área efetiva, portanto menor potência da bomba e alta concentração de impurezas Ge na fibra de sílica.
No entanto, o LRA também tem algumas desvantagens:
O ruído pode limitar o desempenho do LRA com um ganho de mais de 15 dB. Para comprimentos de fibra menores, a figura de ruído do LRA será de pelo menos 3 dB, devido à excitação térmica dos modos de vibração.
O ruído degrada o OSNR resultando na penalidade de sensibilidade do receptor e, portanto, o ganho do amplificador é limitado em certa medida para uma única LRA.
Solução RFA do FOCC
A FOCC é uma empresa mundialmente famosa que fornece quase todas as soluções de rede de fibra óptica, incluindo a solução de amplificadores Raman. Os amplificadores Raman da Fiberstore têm um amplo espectro de ganho, e a largura de banda de ganho pode ser ainda mais ampliada com o uso da bomba óptica de vários comprimentos de onda. Após muitos anos de pesquisa e testes de rede, o FOCC desenvolveu e produziu a série de amplificadores de fibra FS-1550 Raman, e a introduziu na transmissão CATV de fibra ótica de longo alcance, especificamente em combinação com as aplicações EDFA. A melhoria dos indicadores do link é particularmente evidente, obtendo assim mais espectros de ganho plano e maior OSNR.
Nota: Ao escolher um RFA, um aspecto importante a ser considerado é o ganho Raman on-off fornecido pela amplificação. Em outras palavras, o ganho experimentado com Raman em comparação ao ganho experimentado sem Raman. A evolução do ganho ao longo do comprimento total da fibra pode ser resolvida pela diferença de decibéis. O ganho Raman on-off dos amplificadores Raman do FOCC cobre um alcance de 6 a 16 dB.
