喇曼放大面临的挑战.pdfVIP

原文发表于 Proceedings of the IEEE | Vol. 94, No. 5, May 2006:1024-1035 喇曼放大面临的挑战 当光泵浦能量与信号一起输入常规光纤时会发生光放大，提供低噪声、平坦，宽带 的信号增益。 翻译：韩 群 1 原作者：SHU NAMIKI, KOJI SEO, NAOKI TSUKIJI, AND SHIGERU SHIKII 摘要 ⏐ 喇曼放大器常常被视为在所谓的波分复用 本，但很快或在不久的将来，宽带接入在全球的普及 （WDM ）泡沫的混乱中快速发展起来的一项典型技 是不可避免的。在 FTTH 技术迅速普及的同时，超高 术。的确，从技术角度来说，喇曼放大器在容量、传 清图像的实时传输在不久的将来将会成为下一个占 输距离以及比特率等各个方面都非常具有吸引力。尽 用大量带宽的广泛应用。为了传输大量的实时图像， 管喇曼放大器正在被应用于商业系统，但它在成本、 必须保证每个用户拥有几 Gbit/s 以上的终端－终端联 可靠性及安全性等方面存在的实际问题仍需进一步 接，这要比现在每个 Internet 用户的平均联接速度高 探讨，特别是对于分布式放大的情况。本文在总结了 几个数量级。随着联接速度的增长，采用新技术的新 喇曼放大的优点和回顾了泵浦激光器技术之后，将重 的网络用途将会出现，例如 GRID 计算和/或 P2P 技 点介绍在解决高功率运行条件下光纤的可靠性和安 术等。而且这些新技术会引发一些新应用的出现，反 全性等实际问题方面正在进行的一些努力。最后，本 过来又会促进对更高带宽需求的增长。 文总结认为，由于喇曼放大无可比拟的独特优势，克 在不同的网络层存在各种各样的方法（从优化网 服上述实际问题之后它仍是未来光通信中的一项关 络结构，到采用更好的光纤链接）来提高联接速度。 键技术。 不论哪种方法，在未来的网络中光域（而不是电域） 的数据部分都将会向着更高数据容量和效率的方向 关键词 ⏐光纤导火索；14xx-nm 泵浦激光器；光放 发展。光域的数据越多，就越需要维护好系统的光传 大器；光学损伤；喇曼放大；喇曼放大器；喇曼散射； 输性能。而光传输性能主要取决于由光数据发射机和 波分复用（WDM ）；波分复用泵浦 接收机、光纤光缆、光开关/耦合器以及光放大器构成 I ． 引言 的光传输链接。本文的焦点是光纤喇曼放大器－一种 正在兴起的技术，实际上该技术正在逐步被应用到商 尽管所谓的波分复用（WDM ）泡沫已于2001 年 业服务中。 悄然破灭，但 Internet 流量一直以来都在不断的增长， 正如在本文的后续章节将会看到的那样，在高性 而且在可以预见的将来，这一趋势仍将继续。在 能信号传输方面，喇曼放大器要优于任何其他光放大 Internet 流量持续增长的背后，占用更高用户带宽的各 器。尽管喇曼放大器具有出众的潜能，但是在目前使 种应用接踵而至。在过去，万维网技术的广泛应用即 用中的实际光传输系统中广泛采用的光放大器却是 为此类应用之一。音乐和/或动画等流媒体可视为当前 掺铒光纤放大器（EDFA ）。EDFA 噪声低，结构紧凑， 的此类应用之一。还有一个重要的现象是，在