Raman-Verstärker gegen EDFA, was ist der Kompromiss?

Für die Lichtverstärkung für Langstreckenfaserleitungen sind, soweit ich das beurteilen kann, die beiden Hauptoptionen EDFA- und Raman-Verstärker. Was ist der Kompromiss zwischen einem Typ und dem anderen? Gibt es Bereiche, in denen Raman-Verstärker deutlich besser sind? Geht es nur darum, dass EDFA billiger ist und Raman-Verstärker größere Verstärkungsbereiche haben, oder fehlt mir etwas Wichtigeres?

(Für den nicht eingeweihten EDFA = Erbium-dotierten Faserverstärker. Er fungiert im Grunde genommen als eine Art Laserkammer ohne Spiegel und verstärkt daher Lasersignale, wenn sie durch die (normalerweise Single-Mode-) Faser gehen. Dies erhöht den maximalen Abstand von a Faserlauf.)

Ich denke, ein weiterer Grund, warum jemand einen über den anderen verwenden könnte, sind nur die Kosten.

EDFA ist normalerweise billiger als das, was ich gesehen habe, im Vergleich zu RAMAN.

Von der MRV-Website: "Sie [RAMAN] haben auch ein besseres optisches Signal-Rausch-Verhältnis als EDFA-Verstärker." http://www.mrv.com/product/MRV-FD-OARM/

Es sieht so aus, als hätten die beiden Technologien unterschiedliche Stärken. Bis jemand anderes eine Antwort aus der ersten Person hat, ist dies das Beste, was ich finden konnte:

Leistungsbewertung von optischen EDFA-, RAMAN- und SOA-Verstärkern für WDM-Systeme

Abstrakt
In dieser Arbeit wurden 10-Gbit / s-WDM-Systeme auf 16-, 32- und 64-Kanälen mit EDFA-, RAMAN- und SOA-Verstärkern einzeln untersucht und die Leistung anhand der Übertragungsentfernung und -dispersion mit und ohne Nichtlinearitäten verglichen. Es wird gezeigt, dass, wenn die Dispersion 2 ps / nm / km beträgt und die Anzahl der Kanäle geringer ist, SOA bessere Ergebnisse liefert, da mit zunehmender Anzahl der Kanäle das Problem der Verstärkungssättigung aufgrund der Kreuzverstärkungsmodulation, der Kreuzphase, auftritt Modulation und Vierwellenmischung. Wenn die Dispersion von 2 auf 10 ps / nm / km erhöht wird, liefert EDFA bessere Ergebnisse als SOA in Bezug auf BER und Ausgangsleistung, zeigt jedoch ein ungleichmäßiges Verstärkungsspektrum.

Dotierter Faserverstärker (Der typische Vertreter: EDFA) Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA) ist der am häufigsten verwendete faseroptische Verstärker, der hauptsächlich aus Erbium-dotierter Faser (EDF), Pumplichtquelle, optischen Kopplern, optischen Isolatoren und optischen Isolatoren besteht Filter und andere Komponenten. Unter diesen wird eine Spurenverunreinigung in Form eines dreiwertigen Erbiumions in den Siliciumdioxidkern der optischen Faser eingefügt, um ihre optischen Eigenschaften zu ändern und eine Signalverstärkung zu ermöglichen.

Arbeitsprinzip Das Arbeitsprinzip des EDFA besteht darin, die Pumplichtquellen zu verwenden, die meistens eine Wellenlänge um 980 nm und manchmal um 1450 nm haben und die Erbiumionen (Er3 +) in den 4I13 / 2-Zustand anregen (im Fall von 980-) nm-Pumpen über 4I11 / 2), von wo aus sie Licht im Wellenlängenbereich von 1,5 μm durch stimulierte Emission zurück zum Grundzustandsverteiler 4I15 / 2 verstärken können.

Vor- und Nachteile von EDFA Vorteile • EDFA hat eine hohe Pumpleistungsauslastung (> 50%). • Verstärkt direkt und gleichzeitig ein breites Wellenlängenband (> 80 nm) im Bereich von 1550 nm mit einer relativ flachen Verstärkung. • Die Ebenheit kann durch Abflachen der Verstärkung verbessert werden Optische Filter • Verstärkung über 50 dB • Geringes Rauschen für Langstreckenanwendungen geeignet Nachteile • Größe des EDFA ist nicht klein • Es kann nicht in andere Halbleitergeräte integriert werden

Faser-Raman-Verstärker (FRA) Der Faser-Raman-Verstärker (FRA) ist ebenfalls ein relativ ausgereifter optischer Verstärker. In einer FRA wird das optische Signal aufgrund der stimulierten Raman-Streuung (SRS) verstärkt. Im Allgemeinen wird die FRA-Dose in einen konzentrierten Typ namens LRA und einen verteilten Typ namens DRA unterteilt. Das Fasergewinnmedium des ersteren befindet sich im Allgemeinen innerhalb von 10 km. Darüber hinaus erfordert es eine höhere Pumpleistung, im Allgemeinen in einigen bis einem Dutzend Watt, die 40 dB oder sogar mehr als Verstärkung erzeugen kann. Es wird hauptsächlich verwendet, um das optische Signalband zu verstärken, das EDFA nicht erfüllen kann. Das Faserverstärkungsmedium von DRA ist normalerweise länger als LRA, im Allgemeinen für Dutzende von Kilometern, während die Leistung der Pumpquelle auf Hunderte von Megawatt gesunken ist. Es wird hauptsächlich in DWDM-Kommunikationssystemen verwendet, die EDFA unterstützen, um die Leistung des Systems zu verbessern und nichtlineare Effekte zu verhindern.

Arbeitsprinzip Das Prinzip der FRA basiert auf dem SRS-Effekt (Stimulated Raman Scattering). Das Verstärkungsmedium ist eine undotierte optische Faser. Die Energieübertragung auf das optische Signal erfolgt durch einen nichtlinearen optischen Prozess, der als Raman-Effekt bekannt ist. Ein einfallendes Photon regt ein Elektron in den virtuellen Zustand an und die stimulierte Emission tritt auf, wenn das Elektron in den Schwingungszustand des Glasmoleküls abregt. Die Stokes-Verschiebung, die der Eigenenergie eines Phonons entspricht, beträgt für alle optischen Fasern ungefähr 13,2 THz.

Vor- und Nachteile von FRA Vorteile • Verstärkung mit variabler Wellenlänge möglich • Kompatibel mit installierten SM-Fasern • Kann zum Erweitern von EDFAs verwendet werden • Kann zu einer geringeren Durchschnittsleistung über einen Zeitraum führen, gut für geringeres Übersprechen • Sehr breitbandiger Betrieb kann möglich sein Nachteile • Hoch Pumpleistungsanforderungen, Laser mit hoher Pumpleistung sind erst vor kurzem eingetroffen. • Ausgefeilte Verstärkungsregelung erforderlich. • Rauschen ist ebenfalls ein Problem