Principe de fonctionnement, définition, classification, caractéristiques et analyse du domaine d'application de l'amplificateur à Fibre Raman

Aujourd'hui, dans le développement rapide de la technologie de communication par fibre optique, le besoin de transmission optique à très longue distance, grande capacité et faible perte est de plus en plus urgent. Cependant, les amplificateurs à fibre dopée à l'erbium traditionnels (EDFA), limitée à la bande de travail et à la bande passante, il est difficile de répondre aux besoins d'expansion des futurs Réseaux optiques. A ce stade, l'amplificateur à Fibre Raman (Amplificateur de fibre Raman, RFA), avec ses avantages uniques tels que l'amplification pleine bande, faible bruit, amplification distribuée, etc., est progressivement devenu le « moteur invisible» dans le domaine des communications optiques. Cet article propose une analyse complète de cette technologie clé en termes de principe de fonctionnement, de classification, de caractéristiques et de domaines d'application.

I. définition et principe de fonctionnement de l'amplificateur à Fibre Raman:

Le principe de base des amplificateurs à Fibre Raman est basé sur la diffusion Raman stimulée (SRS), les effets. Lorsque la lumière de pompage de haute puissance est transmise dans la fibre optique de manière co - directionnelle ou inverse avec la lumière de signal faible, les photons de la lumière de pompage échangent de l'énergie avec le mode de Vibration moléculaire (phonons) dans le milieu de la fibre optique, transférant une partie de cette énergie à la lumière de signal, ce qui allonge sa longueur d'onde et permet l'amplification. Ce processus est similaire à la « danse énergétique des photons et des phonons»: les photons de pompe « sacrifient» leur propre énergie, les photons de signal excités sautent à des niveaux d’énergie plus élevés et sont finalement libérés sous forme de rayonnement stimulé de même longueur d’onde, direction et phase, formant une amplification cohérente.

etEDFADopage différent dépendant des terres rares,RFALe milieu de gain est la fibre monomode ordinaire (commeSMF-28), aucun matériel spécial requis. Sa longueur d'onde de gain est déterminée par la longueur d'onde de pompe et peut théoriquement couvrir1270 à 1670nmPleine bande, il suffit d'ajuster la longueur d'onde de la source de pompe pour réaliser l'amplification du signal dans n'importe quelle bande.

II. Classification des amplificateurs à Fibre Raman:

Selon le scénario d'application et les différences structurelles,RFAIl est principalement divisé en deux catégories:

1, diviseur (ensemble total)RFA: avec fibre à gain Court (quelques kilomètres), nécessite une pompe haute puissance (plusieurs étages de watts), peut être atteint40 dBGain élevé ci - dessus, couramment utilisé pourEDFALes bandes qui ne peuvent pas être couvertes (telles queOBande) ou comme amplificateur de puissance.

2DistribuéRFA: en utilisant la fibre de transmission elle - même comme milieu de gain (plusieurs dizaines de kilomètres), la puissance de pompage peut être réduite à quelques centaines de milliwatts, la compensation continue de la puissance du signal est obtenue par la technologie de pompage arrière, réduisant considérablement les effets non linéaires (par exemple, le mélange à Quatre ondes), adapté aux transmissions à très longue portée (par exemple, les câbles optiques transocéaniques).

En outre, le mode de pompage peut également être divisé en pompe avant et pompe arrière, ce dernier étant le principal choix en raison de l'inhibition efficace du bruit de diffusion Rayleigh.

Iii. Caractéristiques de l'amplificateur à Fibre Raman:

RFALa montée en puissance découle de ses avantages révolutionnaires:

1, couverture complète de bande: par la technologie d'onde synthétique de laser de pompe multiple, peut réaliserC + LBande (1529-1604nm) àOBande (1290 à 1330nm) Extension, gain de bande passante au - delà de40 THz, satisfaitDWDMBesoins du système en ressources spectrales.

2Caractéristiques à faible bruit: la structure de pompage arrière réduit l'indice de bruit- 2dB, plusEDFARéduit2 à 3dB, avecEDFALors de l'utilisation mixte, il peut augmenter considérablement le rapport signal / bruit du système (OSNR), prolongeant la distance de transmission sans relais.

3Optimisation de la planéité du gain: grâce à la technologie d'annulation et à l'algorithme de régulation de la longueur d'onde de pompe, la planéité peut atteindre ±1,0 dB, assurer la stabilité de la transmission multicanal.

4Suppression des effets non linéaires: l'amplification distribuée réduit la puissance du signal partout dans la fibre, réduit les interférences non linéaires telles que le mélange à quatre ondes, élève les systèmes à grande vitesse (tels que40G / 100G), la qualité de transmission.

Iv. Domaines d'application de l'amplificateur à Fibre Raman:

1Transmission à très longue distance: dans les câbles optiques transocéaniques et les lignes principales terrestres, distribuésRFAPortée unique réalisable80 kmTransmission sans relais ci - dessus, combinée avecEDFAFormer un lien d'amplification hybride, supportant2000 kilomètresCommunication ultra longue distance ci - dessus.

2Système de communication à haute vitesse: support40G / 100GTransmission cohérente, en augmentant le seuil de non - linéarité (3dBCi - dessus), garantissant une transmission stable du signal à grande vitesse.

3Multiplexage dense en longueur d'onde (DWDM): dansC + LMise en œuvre de la bande100 nmBande passante de gain ci - dessus, intervalle de canal compressé à25 GHzAméliorer considérablement l'utilisation du spectre.

4Réseau de détection par fibre optique: distribuéRFAPeut augmenter la sensibilité du système de détection à fibre optique, la résolution spatiale jusqu'à1Mètre, adapté pour des scénarios tels que la surveillance des pipelines de pétrole et de gaz.

5Et,5GRéseau de Préquelle: dansOBande (1290 à 1330nm) Mise en œuvre12Capacité de transmission multipliée pour devenir5GUn schéma préféré de module optique de station de base.

V. couronne de Sichuan optoélectronique:RFAPraticiens innovants de la technologie

En tant qu'entreprise innovante dans le domaine des communications optiques, Sichuan Πcrown Optoelectronic Technology Co., LtdRFALe domaine technique a été profondément labouré pendant de nombreuses années avec le lancement de plusieurs produits de haute performance:

1Et,CAmplificateur Raman à fibre optique de bande: support1529-1565nmAmplification de bande, planéité de gain ±1,0 dB, indice de bruit faible à- 2dB, s'applique àDWDMLe lien central du système.

2Et,LAmplificateur de fibre de puissance de bande: avec la structure d'amplification distribuée, la réalisation1570-1604nmBande15 dBGain, puissance de sortie jusqu'à25 dBmRépondre aux besoins de transmission à très longue portée.

3Et,1550 nmAmplificateur à fibre optique pulsé: conçu pour les signaux optiques pulsés, prend en charge les fréquences lourdes1 Hz à 1 MHz, largeur d'impulsion< 1μsAmplification d'impulsion, puissance de crête de sortie jusqu'à500W, applicable dans le domaine du lidar et de la détection par fibre optique.

Tous les produits sont intégrés dans le système de contrôle automatique de la température (ATC), le soutien-5℃ à+55℃ travail à température large et optimisation de la planéité de gain par la technologie d'annulation et l'algorithme de régulation Multi - pompe. En outre, l'optoélectronique de la Couronne de Catalpa fournit une variété de structures de forme modulaire, de bureau et de rack, soutenantRS232Surveillance à distance et alimentation redondante remplaçable à chaud pour répondre aux besoins de personnalisation de différents scénarios.

Conclusion

De l'océan profond à l'altitude, du Backbone au5GPrequel, amplificateur à Fibre Raman est en train de pousser la technologie de communication optique vers une capacité plus élevée, des distances plus longues et des pertes plus faibles dans une attitude de « moteur furtif». Avec la percée de l'architecture d'amplification hybride et de la technologie de pompage bidirectionnel,RFAPromet d'être le choix dominant pour la prochaine génération d'amplificateurs optiques, et les pratiques technologiques d'entreprises innovantes telles que Sichuan catalonic Optoelectronics, insuffleront une forte impulsion à ce processus.