Amplificador Raman vs EDFA, qual é o tradeoff?

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Para amplificação de luz para linhas de fibra de longo curso, até onde eu sei, as duas principais opções são os amplificadores EDFA e Raman. Qual é a troca entre um tipo e outro? Existem áreas onde os amplificadores Raman são claramente melhores? É apenas uma questão de a EDFA ser mais barata e os amplificadores Raman terem maiores faixas de ganho, ou há algo mais importante que estou perdendo?

(Para os não iniciados, EDFA = amplificador de fibra dopada com érbio. Ele age basicamente como uma espécie de câmara de lastro sem os espelhos, amplifica os sinais de laser à medida que passam pela fibra (geralmente de modo único). Isso aumenta a distância máxima de um fibra.)

Chris Travers
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Respostas:

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Acho que outra razão pela qual alguém pode usar um sobre o outro é apenas o custo.

O EDFA geralmente é mais barato do que eu vi, em comparação com o RAMAN.

No site da MRV: "Eles [RAMAN] também têm uma melhor relação sinal / ruído óptico do que os amplificadores EDFA". http://www.mrv.com/product/MRV-FD-OARM/

pixitha
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Parece que as duas tecnologias têm forças diferentes; Enquanto alguém mais tiver uma resposta em primeira pessoa, este é o melhor que pude encontrar:

Avaliação de desempenho do amplificador óptico EDFA, RAMAN e SOA para sistemas WDM

Resumo
Neste artigo, sistemas WDM de 10 Gbps em 16, 32 e 64 canais foram investigados com amplificadores EDFA, RAMAN e SOA individualmente e o desempenho foi comparado com base na distância e dispersão de transmissão com e sem não linearidades. É demonstrado que, quando a dispersão é de 2 ps / nm / km e o número de canais é menor, o SOA fornece melhores resultados porque, à medida que aumentamos o número de canais, o problema de saturação de ganho surge devido à modulação do ganho cruzado, a fase cruzada modulação e mistura de quatro ondas. Quando a dispersão é aumentada de 2 para 10 ps / nm / km, o EDFA fornece melhores resultados que SOA no termo BER e potência de saída, mas mostra espectro de ganho não uniforme.

Craig Constantine
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Amplificador de fibra dopada (O representante típico: EDFA) O amplificador de fibra dopada com érbio (EDFA) é o amplificador de fibra ótica mais utilizado, principalmente fabricado com fibra dopada com érbio (EDF), fonte de luz da bomba, acopladores ópticos, isoladores ópticos, ópticos filtros e outros componentes. Entre eles, um traço de impureza na forma de um íon de érbio trivalente é inserido no núcleo de sílica da fibra óptica para alterar suas propriedades ópticas e permitir a amplificação do sinal.

Princípio de funcionamento O princípio de funcionamento do EDFA é usar as fontes de luz da bomba, que geralmente têm um comprimento de onda em torno de 980 nm e às vezes em torno de 1450 nm, excitam os íons de érbio (Er3 +) no estado 4I13 / 2 (no caso do 980- nm bombeando via 4I11 / 2), de onde eles podem amplificar a luz na região de comprimento de onda de 1,5 μm via emissão estimulada de volta ao coletor de estado fundamental 4I15 / 2.

Vantagens e desvantagens das vantagens do EDFA • O EDFA possui alta utilização de energia da bomba (> 50%) • Amplifica direta e simultaneamente uma ampla faixa de comprimento de onda (> 80nm) na região de 1550nm, com um ganho relativamente plano • O nivelamento pode ser melhorado pelo nivelamento do ganho filtros ópticos • Ganho acima de 50 dB • Baixo nível de ruído adequado para aplicações de longo curso Desvantagens • O tamanho do EDFA não é pequeno • Não pode ser integrado a outros dispositivos semicondutores

Amplificador de fibra Raman (FRA) O amplificador de fibra Raman (FRA) também é um amplificador óptico relativamente maduro. Em uma FRA, o sinal óptico é amplificado devido à dispersão Raman estimulada (SRS). Em geral, a lata de FRA é dividida em tipo agrupado chamado LRA e tipo distribuído chamado DRA. O meio de ganho de fibra do primeiro geralmente fica a 10 km. Além disso, requer maior potência da bomba, geralmente de algumas a uma dúzia de watts, que podem produzir 40 dB ou até mais. É usado principalmente para amplificar a banda do sinal óptico que o EDFA não pode satisfazer. O meio de ganho de fibra do DRA geralmente é maior que o LRA, geralmente por dezenas de quilômetros, enquanto a energia da fonte da bomba cai para centenas de megawatts. É usado principalmente no sistema de comunicação DWDM, ajudando o EDFA a melhorar o desempenho do sistema, inibindo o efeito não linear,

Princípio de funcionamento O princípio da FRA baseia-se no efeito Dispersão Raman estimulada (SRS). O meio de ganho é de fibra óptica não dopada. A energia é transferida para o sinal óptico por um processo óptico não linear conhecido como efeito Raman. Um fóton incidente excita um elétron para o estado virtual e a emissão estimulada ocorre quando o elétron des-excita até o estado vibracional da molécula de vidro. O deslocamento de Stokes correspondente à energia própria de um fônon é de aproximadamente 13,2 THz para todas as fibras ópticas.

Vantagens e desvantagens das vantagens da FRA • Possível amplificação de comprimento de onda variável • Compatível com fibra SM instalada • Pode ser usado para estender EDFAs • Pode resultar em uma potência média mais baixa em um intervalo, boa para menor diafonia • É possível uma operação muito em banda larga Desvantagens • Alto requisitos de energia da bomba, os lasers de alta potência da bomba chegaram recentemente • É necessário um controle sofisticado do ganho • O ruído também é um problema

Haneen Al-Obaidy
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Teun Vink