光纤拉曼放大器

条件 C波段单独使用
C+L共同使用时
-10 5
-40 SMF-28光纤 SMF-28光纤 SMF-28光纤
最小值 1529 1529
12 6 -2
30 30
45 45
最大值 1561 1604 65 95 85
12 1.5
0 0.2 0.5
-40
单位 nm
nm
℃ % ℃ dB dB dB dB dB Ps dB dB dBm dB dB
➢光纤中拉曼声子频率为：
=13.21012 Hz
➢斯托克斯拉曼光子：
h S h P h
➢反斯托克斯拉曼光子：
h AS h P h
拉曼放大器增益谱示意图
多波长泵浦组成的宽带FRA增益谱示意图
拉曼放大器的优点
❖拉曼放大器是超宽带光纤放大器
普通光纤的低损耗区间是1270~1670nm EDFA只能工作在1525~1625nm范围内 FRA可以全波长放大
拉曼放大器
1 拉曼放大器的原理 2 拉曼放大器的技术指标 333 拉曼放大器的设计及测试方案 4 拉曼放大器的一些运用
受激拉曼散射效应(SRS)
❖ 拉曼散射效应是入射光与散射介质发生非弹性碰撞，在相 互作用时，入射光（泵浦）可以放出或吸收一个与散射介 质分子振动相关的高频光子，一个为斯托克斯光（Stokes ），另一个为反斯托克斯光（Anti-Stokes）。
30nm, 如增加需要光纤使 48 nm, 如增加需要多泵浦光源 放大带宽 用多掺杂质
增益 饱和能量 泵浦波长
20 dB或更多，依赖于粒 4–11 dB,与泵浦光强和有效光纤长 子集中程度，光纤长度和 度成正比 泵浦结构
决定于增益系数和物质常 等于泵浦光能量 量（material constants ）
❖拉曼放大器增益介质是传输光纤本身 ❖噪声指数低
用来补偿OSNR
拉曼放大器的缺点
❖ 增益不高 一般拉曼放大器的增益都小于15dB
❖ 增益具有偏正相关性 拉曼放大器的增益与光的偏振态有密切的关
系 ❖ 泵浦效率较低
一般只有10％－20％左右
SDH拉曼主要参数
参
数
Min
Typ
Max
Unit
工作波长
1550
噪声系数定义为器件(含无源器件)对输入信噪比的恶化程度。 NF SNRin SNRout
➢ 3.偏振相关损耗＆偏振间色散
PDL:拉曼放大器对偏振态的敏感性
拉曼放大器的设计及测试方案
图2 光纤拉曼放大器原理图
拉曼放大器的测试方案
拉曼放大器与EDFAs的区别
参数 放大带
EDFA 决定于掺杂物质
拉曼放大器 依赖于泵浦波长
980 nm 或 1480 nm
最大增益，100 nm 低于信号波长
拉曼放大器的应用
➢ 现系统从2.5G到10G的升级
信噪比
➢ 提升光纤复用程度和光网络的传输能量
低噪声
➢ 拓展频谱利用率和提高传输系统速率
❖ 当两个恰好频率间隔为斯托克斯频率的光波同时入射到光 纤时，低频波将获得光增益；高频波将衰减，其能量转移 到低频段上。
❖ 如果一个弱信号和一个强的泵浦波在光纤中同时传输，并 且它们的频率之差处在光纤的拉曼增益谱范围内，弱信号 光即可得到放大，这种基于SRS机制的光放大器即称为光 纤拉曼放大器。
图1 光纤分子拉曼能级
❖ 拉曼放大器的技术指标
➢ 开关增益
放大器的开关增益定义为有泵浦时的信号输出功率相对于无泵 浦时的信号输出功率的提高。
GA
=
exp（
g
R P0 Leff Aeff
）
➢ gR 是拉曼增益系数
➢ P0 是抽运光输出功率
➢ Leff是光纤的有效作用长度 ➢ Aeff 是光纤的有效截面积
➢ 2.等效噪声系数
nm
输入信号功率（Pump-off） -44
0
dBm
开关增益(Corning SMF 28
14
dB
fiber)
有效噪声指数
-2
0
dB
偏振相关损耗
0.5
dB
偏振模式色散
0.2
ps
输人/输出隔离度
30
dB
输入/输出回波损耗
45
dB
工作温度范围
-5
50
℃
湿度
5
95
%
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DWDM拉曼主要参数
工作波长范围
工作温度范围 相对湿度 存储/运输温度范围 最大开关增益Gon/off 开关增益范围 增益平坦度 有效噪声指数(NFeff) 偏振相关损耗(PDL) 偏振模色散(PMD) 输入隔离度 输出隔离度 输出泵浦泄漏 输入回波损耗 输出回波损耗