라만 광섬유 증폭기 작동 원리, 정의, 분류, 특징 및 응용 분야 분석

광섬유통신기술이 비약적으로 발전하는 오늘날 초장거리, 대용량, 저손실의 광전송수요가 날로 절박해지고있다.그러나 기존 도핑 광섬유 증폭기 (EDFA는) 작업 대역폭과 대역폭에 국한되므로 향후 광 네트워크의 확장 요구 사항을 충족하기 어렵습니다.이 시점에서 라만 광섬유 증폭기 (라만 섬유 증폭기, RFA) 전체 대역 증폭, 저소음, 분산 증폭 등 독특한 장점으로 광통신 분야의'스텔스 엔진'이 되고 있다.이 글은 작업 원리, 분류, 특징 및 응용 분야 등 방면에서 이 핵심 기술을 전면적으로 해석할 것이다.

1. 라만 광섬유 증폭기의 정의와 작업 원리:

라만 광섬유 증폭기의 핵심 원리는 자극받은 라만 산란(SRS는) 효과.고출력 펌프광과 약한 신호광이 광섬유에서 같은 방향 또는 반대로 전송될 때 펌프광의 광자는 광섬유매체의 분자진동모드 (성자) 와 에네르기교환이 발생하여 일부 에네르기를 신호광에 전이시켜 그 파장을 연장시키고 증폭시킨다.이 과정은"광자와 성자의 에너지 무용"과 같다: 펌프 광자는 자신의 에너지를"희생"하고, 신호를 자극하여 광자가 더 높은 에너지 수준으로 도약하고, 최종적으로 같은 파장, 방향과 위상의 자극 복사 형식으로 방출되어 상관 증폭을 형성한다.

와EDFA는희토류 혼합에 의존하는 것과 달리,RFA는의 이득 미디어는 일반 단일 모드 옵티컬 (예:SMF-28는), 특별한 재료가 필요하지 않습니다.그 이득 파장은 펌프 파장에 의해 결정되며, 이론적으로 커버할 수 있다1270-1670nm전체 주파수 대역은 펌프의 소스 파장만 조정하면 임의의 주파수 대역의 신호 증폭을 실현할 수 있다.

2. 라만 광섬유 증폭기의 분류:

응용 장면과 구조의 차이에 따라RFA는크게 두 가지 범주로 나뉩니다.

1, 분할 (집합식)RFA는: 단거리 이득 광섬유 (몇 킬로미터), 고성능 펌프 (수 와트급) 필요40dB이상의 높은 이득은 일반적으로EDFA는덮어쓸 수 없는 대역 (예:O는대역) 또는 전력 증폭기로 사용됩니다.

2, 분산RFA는: 전송 광섬유 자체를 이득 매체 (수십 킬로미터) 로 이용하여 펌프의 출력을 수백 밀리와트까지 낮출 수 있으며, 후방 펌프 기술을 통해 신호 출력의 연속적인 보상을 실현하고, 비선형 효과 (예: 4파 혼합 주파수) 를 현저하게 낮출 수 있으며, 초장거리 크로스오버 전송 (예: 바다 건너 광케이블) 에 적용된다.

또한 펌프 방식에 따라 전방향 펌프와 후방 펌프로 나눌 수 있는데, 후자는 릴리의 산란 소음을 효과적으로 억제할 수 있기 때문에 주류 선택이 되었다.

3. 라만 광섬유 증폭기의 특징:

RFA는의 부상은 획기적인 이점에서 비롯됩니다.

1, 전체 대역 커버리지: 멀티펌프 레이저 합파 기술을 통해 실현 가능C + L대역(1529-1604nm) -O는대역(1290-1330nm) 의 확장 기능으로 대역폭 증가40THz의, 만족DWDM스펙트럼 자원에 대한 시스템의 요구.

2, 저소음 특성: 후방 펌프 구조로 소음 지수를 낮춘다- 2dB, 비교EDFA는낮추다2-3dB, 및EDFA는혼합 사용 시 시스템 노이즈 비율 대폭 향상 (OSNR는), 트렁크 없는 전송 거리를 연장합니다.

3, 이득 평탄도 최적화: 편향 제거 기술 및 펌프 파장 조절 알고리즘을 사용하여 평탄도 ±1.0dB다중 채널 전송의 안정성을 보장합니다.

4, 비선형 효과 억제: 분산 증폭은 광섬유의 각 신호 출력을 낮추고, 4파 혼성 주파수 등 비선형 간섭을 줄이며, 고속 시스템 (예:40G/100G)의 전송 품질입니다.

4. 라만 광섬유 증폭기의 응용 분야:

1, 초장거리 전송: 바다 건너 광케이블과 육지 간선에서 분산RFA는단일 스텝 가능80km이상 중계 전송 없음, 결합EDFA는혼합 증폭 링크 형성, 지지2000km이상 초장거리 통신.

2, 고속 통신 시스템: 지원40G/100G비선형 임계값 향상을 통한 상관 간 전송 (3dB이상), 고속 신호의 안정적인 전송을 보장합니다.

3, 밀집 파분 재사용 (DWDM):C + L주파수 대역 구현100nm이상의 이득 대역폭, 채널 간격 압축25GHz의, 스펙트럼 활용도를 대폭 향상시킵니다.

4, 광섬유 감지 네트워크: 분산RFA는광섬유 감지 시스템의 감도 향상, 공간 해상도 최대1쌀, 가스관 모니터링 등 장면에 적용.

5、5G를전면 네트워크:O는대역(1290-1330nm) 구현12최대 2배의 전송 용량5G를기지국 광 모듈의 우선 방안.

5. 사천 재관광전:RFA는기술 혁신 실천자

광통신 분야의 혁신 기업으로서 쓰촨쯔관광전과학기술유한공사는RFA는기술 분야에서 여러 해 동안 깊이 연구하여 다양한 고성능 제품을 출시했습니다.

1、C대역 광섬유 라만 증폭기: 지원1529-1565nm대역폭 확대, 이득 평탄도 ±1.0dB, 노이즈 지수 낮음- 2dB, 적용 대상DWDM시스템 코어 링크

2、L대역 전력 광섬유 증폭기: 분산 증폭 구조로 구현1570-1604nm밴드15dB최대 출력의 이득25dBm의초장거리 전송 요구 사항을 충족합니다.

3、1550nm펄스형 광섬유 증폭기: 펄스 광신호를 위한 설계, 중주파 지원1Hz-1MHz의, 맥폭<1μs최대 출력의 펄스 증폭500W레이저 레이더와 광섬유 감지 분야에 적용된다.

모든 제품에 자동 온도 조절 시스템 내장 (ATC는), 지원-5℃ ~+55℃ 의 넓은 온도로 작업하고 편향 제거 기술과 다중 펌프 조절 알고리즘을 통해 이득 평탄도 최적화를 실현한다.또한 재관광전은 모듈식, 데스크탑 및 랙형의 다양한 폼 팩터를 지원하며RS232는원격 모니터링 및 핫플러그 예비 전원 공급 장치로 다양한 시나리오의 맞춤형 요구 사항을 충족합니다.

결어

심해에서 고공까지, 골간망에서5G를앞서 라만 광섬유 증폭기는"스텔스 엔진"의 자세로 광통신 기술을 더 높은 용량, 더 긴 거리, 더 낮은 손실의 방향으로 진화시키고 있다고 전했다.혼합 증폭 아키텍처와 양방향 펌프 기술의 돌파로RFA는차세대 광증폭기의 주류 선택이 될 것으로 예상되며, 쓰촨 쯔관 광전 등 혁신 기업의 기술 실천은 이 과정에 강력한 동력을 주입할 것이다.