Amplificador Raman vs EDFA, ¿cuál es la compensación?

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Para la amplificación de luz para líneas de fibra de largo recorrido, por lo que puedo decir, las dos opciones principales son los amplificadores EDFA y Raman. ¿Cuál es la compensación entre un tipo y el otro? ¿Hay áreas donde los amplificadores Raman son claramente mejores? ¿Es solo una cuestión de que EDFA sea más barato y que los amplificadores Raman tengan mayores rangos de ganancia, o hay algo más importante que me estoy perdiendo?

(Para los no iniciados, EDFA = amplificador de fibra dopada con erbio. Actúa básicamente como una especie de cámara láser sin los espejos, por lo que amplifica las señales láser a medida que pasan a través de la fibra (generalmente de modo único). Esto aumenta la distancia máxima de un fibra corrida.)

Chris Travers
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Respuestas:

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Creo que otra razón por la que alguien podría usar uno sobre el otro es solo el costo.

EDFA suele ser más barato de lo que he visto, en comparación con RAMAN.

Desde el sitio web de MRV: "Ellos [RAMAN] también tienen una mejor relación señal / ruido óptico que los amplificadores EDFA". http://www.mrv.com/product/MRV-FD-OARM/

pixitha
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Parece que las dos tecnologías tienen fortalezas diferentes; En espera de que alguien más tenga una respuesta en primera persona, esto es lo mejor que pude encontrar:

Evaluación del rendimiento del amplificador óptico EDFA, RAMAN y SOA para sistemas WDM

Resumen
En este documento, se han investigado sistemas WDM de 10 Gbps en 16, 32 y 64 canales con amplificadores EDFA, RAMAN y SOA individualmente y el rendimiento se ha comparado en función de la distancia de transmisión y la dispersión con y sin linealidades. Está demostrado que cuando la dispersión es de 2 ps / nm / km y el número de canales es menor, entonces SOA proporciona mejores resultados porque a medida que aumentamos el número de canales, surge el problema de saturación de ganancia debido a la modulación de ganancia cruzada, la fase cruzada modulación y mezcla de cuatro ondas. Cuando la dispersión aumenta de 2 a 10 ps / nm / km, EDFA proporciona mejores resultados que SOA en términos de BER y potencia de salida, pero muestra un espectro de ganancia no uniforme.

Craig Constantine
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Amplificador de fibra dopada (El representante típico: EDFA) El amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) es el amplificador de fibra óptica más utilizado, principalmente hecho de fibra dopada con erbio (EDF), fuente de luz de bomba, acopladores ópticos, aisladores ópticos, ópticos filtros y otros componentes. Entre ellos, se inserta un rastro de impureza en forma de ión de erbio trivalente en el núcleo de sílice de la fibra óptica para alterar sus propiedades ópticas y permitir la amplificación de la señal.

Principio de funcionamiento El principio de funcionamiento del EDFA es utilizar las fuentes de luz de la bomba, que a menudo tiene una longitud de onda de alrededor de 980 nm y, a veces, alrededor de 1450 nm, excita los iones de erbio (Er3 +) en el estado 4I13 / 2 (en el caso de 980- nm bombeo a través de 4I11 / 2), desde donde pueden amplificar la luz en la región de longitud de onda de 1.5 μm a través de la emisión estimulada de regreso al colector de estado fundamental 4I15 / 2.

Ventajas y desventajas de EDFA Ventajas • EDFA tiene una alta utilización de la potencia de la bomba (> 50%) • Amplifica directa y simultáneamente una banda de longitud de onda amplia (> 80 nm) en la región de 1550 nm, con una ganancia relativamente plana • La planeidad puede mejorarse mediante el aplanamiento de ganancia filtros ópticos • Ganancia superior a 50 dB • Figura de bajo nivel de ruido adecuada para aplicaciones de larga distancia Desventajas • El tamaño de EDFA no es pequeño • No se puede integrar con otros dispositivos semiconductores

Amplificador Fiber Raman (FRA) El amplificador Fiber Raman (FRA) también es un amplificador óptico relativamente maduro. En un FRA, la señal óptica se amplifica debido a la dispersión estimulada de Raman (SRS). En general, la lata FRA se divide en tipo agrupado llamado LRA y tipo distribuido llamado DRA. El medio de ganancia de fibra del primero está generalmente dentro de los 10 km. Además, requiere una mayor potencia de la bomba, generalmente en unos pocos a una docena de vatios que puede producir 40 dB o incluso más de ganancias. Se utiliza principalmente para amplificar la banda de señal óptica que EDFA no puede satisfacer. El medio de ganancia de fibra del DRA suele ser más largo que el LRA, generalmente durante decenas de kilómetros, mientras que la potencia de la fuente de la bomba se reduce a cientos de megavatios. Se utiliza principalmente en el sistema de comunicación DWDM, EDFA auxiliar para mejorar el rendimiento del sistema, inhibiendo el efecto no lineal,

Principio de funcionamiento El principio de FRA se basa en el efecto de dispersión estimulada de Raman (SRS). El medio de ganancia es fibra óptica sin dopar. La potencia se transfiere a la señal óptica mediante un proceso óptico no lineal conocido como efecto Raman. Un fotón incidente excita un electrón al estado virtual y la emisión estimulada ocurre cuando el electrón desexcita al estado vibratorio de la molécula de vidrio. El cambio de Stokes correspondiente a la energía propia de un fonón es de aproximadamente 13.2 THz para todas las fibras ópticas.

Ventajas y desventajas de las ventajas de FRA • Posible amplificación de longitud de onda variable • Compatible con fibra SM instalada • Puede usarse para extender EDFAs • Puede dar como resultado una potencia promedio más baja en un lapso, buena para una diafonía más baja • Puede ser posible una operación de banda muy ancha Desventajas • Alta requisitos de potencia de la bomba, los láseres de alta potencia de la bomba han llegado recientemente • Se necesita un control de ganancia sofisticado • El ruido también es un problema

Haneen Al-Obaidy
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Teun Vink