对于长距离光纤线路的光放大，据我所知，两个主要选择是 EDFA 和拉曼放大器。一种类型和另一种类型之间的权衡是什么？是否存在拉曼放大器明显更好的领域？这只是 EDFA 更便宜且拉曼放大器具有更大增益范围的问题，还是我遗漏了更重要的东西？
（对于初学者来说，EDFA = 掺铒光纤放大器。它基本上充当一种没有镜子的激光室，因此它会在激光信号通过（通常是单模）光纤时对其进行放大。这增加了最大距离纤维运行。）
拉曼放大器与 EDFA，有何权衡？
网络工程
纤维
光学的
2021-07-29 00:55:50
3个回答
我认为有人可能使用一个而不是另一个的另一个原因只是成本。
据我所知，与拉曼相比，EDFA 通常更便宜。
来自 MRV 网站：“它们 [RAMAN] 还具有比 EDFA 放大器更好的光信噪比。” http://www.mrv.com/product/MRV-FD-OARM/
看起来这两种技术有不同的优势；等待其他人有第一人称的答案，这是我能找到的最好的答案：
抽象的
在本文中，分别使用 EDFA、RAMAN 和 SOA 放大器研究了 16、32 和 64 通道的 10 Gbps WDM 系统，并在传输距离和色散的基础上比较了性能，有无非线性。结果表明，当色散为 2 ps/nm/km 且通道数较少时，SOA 提供更好的结果，因为随着通道数的增加，由于交叉增益调制而出现增益饱和问题，交叉相位调制和四波混频。当色散从 2 增加到 10 ps/nm/km 时，EDFA 在 BER 和输出功率方面提供比 SOA 更好的结果，但它表现出不均匀的增益谱。
掺杂光纤放大器（典型代表：EDFA） 掺铒光纤放大器（EDFA）是应用最广泛的光纤放大器，主要由掺铒光纤（EDF）、泵浦光源、光耦合器、光隔离器、光过滤器和其他组件。其中，将三价铒离子形式的痕量杂质插入光纤的二氧化硅纤芯中，以改变其光学特性并允许信号放大。
工作原理 EDFA 的工作原理是使用泵浦光源，其波长通常在 980 nm 左右，有时在 1450 nm 左右，将铒离子 (Er3+) 激发到 4I13/2 状态（在 980- nm 泵浦通过 4I11/2)，从那里他们可以通过受激发射放大 1.5-μm 波长区域的光回到基态流形 4I15/2。
EDFA 的优缺点 优点 • EDFA 泵浦功率利用率高（>50%） • 直接同时放大 1550nm 区域的宽波段（>80nm），增益相对平坦 • 平坦度可以通过增益平坦来提高滤光器 • 增益超过 50 dB • 低噪声系数，适合长途应用 缺点 • EDFA 的尺寸不小 • 不能与其他半导体器件集成
光纤拉曼放大器（FRA） 光纤拉曼放大器（FRA）也是一种比较成熟的光放大器。在 FRA 中，由于受激拉曼散射 (SRS)，光信号被放大。一般来说，FRA可以分为集总型称为LRA和分布式称为DRA。前者的光纤增益介质一般在10公里以内。此外，它需要更高的泵浦功率，一般在几瓦到十几瓦，可以产生 40 dB 甚至更高的增益。主要用于放大EDFA不能满足的光信号波段。DRA的光纤增益介质通常比LRA长，一般可达几十公里，而泵浦源功率低至数百兆瓦。主要用于DWDM通信系统，辅助EDFA提高系统性能，抑制非线性效应，
工作原理 FRA 的原理基于受激拉曼散射 (SRS) 效应。增益介质为无掺杂光纤。功率通过称为拉曼效应的非线性光学过程传递给光信号。入射光子将电子激发到虚拟状态，当电子去激发到玻璃分子的振动状态时，就会发生受激发射。对于所有光纤，对应于声子本征能量的斯托克斯位移约为 13.2 THz。
FRA 的优点和缺点 优点 • 可以进行可变波长放大 • 与安装的 SM 光纤兼容 • 可用于扩展 EDFA • 可导致跨度上的平均功率较低，有利于降低串扰 • 可能运行非常宽带 缺点 • 高泵浦功率要求，高泵浦功率激光器最近才出现 • 需要复杂的增益控制 • 噪声也是一个问题