Amplificateurs à fibre Raman - Progrès de la transmission longue distance
introduction
L’amplificateur de fibre Raman (RFA) est utilisé pour résoudre les problèmes de conception de système de transmission optique, tels que la distance amplifiée optiquement à mi-portée et l’amélioration de la largeur de bande. Le RFA ne souffre pas des limitations de l'amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) en ce sens qu'il peut être intégré aux fibres de transmission et pompé à n'importe quelle longueur d'onde pour fournir une large largeur de bande de gain et une planéité de gain en combinant différentes sources de pompage en longueur d'onde. . En offrant un certain nombre d'avancées techniques possibles aux infrastructures de transmission à longue distance à amplification optique, le RFA est devenu une possibilité réalisable pour la transmission de signaux optiques.
Configurations de RFA
Différentes configurations de pompage offrent une flexibilité dans le système pour les amplificateurs Raman distribués et localisés (ou discrets).
Amplificateur Raman distribué
L'amplificateur Raman distribué (DRA) est apparu ces dernières années comme une technologie clé pour les réseaux optiques modernes, et en particulier pour la transmission cohérente. La DRA est mise en œuvre à l'aide de modules de pompe Raman pour la configuration arrière à propagation par compteur. Dans cette configuration, le DRA est le plus souvent utilisé en association avec des amplificateurs EDFA conventionnels, le module de pompe Raman servant de préamplificateur à l’EDFA. Dans de nombreux cas, les modules Raman et EDFA sont combinés en un seul module hybride Raman / EDFA, réduisant ainsi les coûts, rationalisant et optimisant les performances et assurant un contrôle unifié en temps réel des deux unités.
DRA présente les avantages suivants:
Le gain réalisable le long des fibres de transmission et la facilité de blocage du gain;
Caractéristiques à faible bruit;
Meilleur rapport signal sur bruit optique (OSNR);
Le gain n'est pas résonnant et pourrait éventuellement être obtenu pour n'importe quelle longueur d'onde;
Gain de bande passante ultra large d'environ 6 THz, largeurs de gain larges et plates réalisables à l'aide de plusieurs pompes à différentes longueurs d'onde, marges de bilan de puissance accrues.
Cependant, le DRA présente également certains inconvénients:
Puissance de pompe très élevée requise;
Faible efficacité de pompage à des niveaux de puissance inférieurs;
Temps de réponse rapide qui entraîne des bruits plus élevés;
Développement important du système de fibres existant;
Exigence de fibres à gain plus long;
Effets graves dus aux non-linéarités.
Amplificateur Raman Lumped
Il est important de réaliser que, malgré les inconvénients de la DRA, des avancées dans la technologie de la fibre ont été expérimentées pour minimiser ces problèmes. Un problème de conception à prendre en compte est l’incorporation de la fibre de compensation de dispersion (DCF) dans le modèle de système. Dans cette configuration, l'amplificateur Raman est un amplificateur Lumped Raman (LRA).
La LRA a notamment été prise en compte dans les systèmes de transmission WDM longue distance. Les avantages de la LRA comprennent:
Caractéristiques de dispersion négative élevée pouvant compenser la dispersion chromatique et non linéaire induite dans la fibre par la dispersion de vitesse de groupe (GVD) et la modulation de phase autonome (SPM).
Surface utile réduite, donc puissance de pompage inférieure et concentration élevée en impuretés de Ge dans la fibre de silice.
Cependant, la LRA présente également certains inconvénients:
Le bruit peut limiter les performances des LRA ayant un gain supérieur à 15 dB. Pour des longueurs de fibre inférieures, le facteur de bruit du LRA sera d'au moins 3 dB en raison de l'excitation thermique des modes de vibration.
Le bruit dégrade le rapport OSNR, ce qui entraîne une diminution de la sensibilité du récepteur. Le gain de l'amplificateur est donc limité dans une certaine mesure pour un seul LRA.
La solution RFA de FOCC
FOCC est une entreprise de renommée mondiale qui fournit presque toutes les solutions de réseau à fibre optique, y compris la solution d'amplificateurs Raman. Les amplificateurs Raman de Fiberstore ont un large spectre de gain, et la largeur de bande de gain peut être encore élargie par l'utilisation d'une pompe optique multi-longueur d'onde. Après de nombreuses années de recherche et de tests de réseau, FOCC a développé et produit la série d’amplificateurs à fibre Raman FS-1550 et l’a introduite dans la transmission CATV par fibre optique à très longue distance, en particulier en combinaison avec les applications EDFA. L’amélioration des indicateurs du lien est particulièrement évidente, obtenant ainsi des spectres de gain plus plats et un OSNR plus élevé.
Remarque: lors du choix d'un RFA, un aspect important à considérer est le gain Raman on-off fourni par l'amplification. En d'autres termes, le gain expérimenté avec Raman par rapport au gain expérimenté sans Raman. L'évolution du gain sur toute la longueur de la fibre peut être résolue par la différence en décibels. Le gain Raman on-off des amplificateurs Raman du FOCC couvre une plage de 6 à 16 dB.
