Page 17 - 网络电信2023年8月刊

海底光缆通信中拉曼放大器和掺铒光纤放大

器的研究

陈巨强 中国移动通信集团海南有限公司

摘要：拉曼放大器和掺铒光纤放大器（EDFA）是光纤通信系统中两种重要的光信号放大设备，它们的
工作基本原理、特点都有相似的地方，也有不同之处。本文从拉曼放大器和掺铒光纤放大器的理论模型出
发，数值研究两种放大器对输入光信号放大过程，研究两种光放大器在海底光缆通信场景的适用性，为未
来网络建设规划提供理论依据。
关键词：拉曼放大器；掺铒光纤放大器；海底光缆通信

一、引言 图 1 拉曼放大器和 EDFA 工作示意图
光纤通信系统中传输媒介光纤对光学信号具有吸收的作
用，光信号在光纤中传输一段距离后其功率会减弱，因此需要
对光信号的功率进行放大才可以长距离传输。在光通信发展初
期，对光信号的放大需要进行光-电-光转换，即将光信号转换
为电信号，然后电信号重新整形、再生和定时（3R），再将电
信号转换为光信号发送出去。掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼
放大器直接在光域内对信号光进行放大，不需要将光信号进行
光-电-光转换，简化光信号放大的过程，促进光通信快速的发
展。EDFA 和拉曼放大器的工作原理和过程具有相同之处，例如 拉曼放大器和EFDA放大器工作示意如图1所示。光隔离器保
两种光放大器都是光泵浦放大、泵浦光均可以采用多种方向泵 证光单向传输，避免反射光的影响；合波模块根据输入泵浦光
浦工作方式。两种放大器也存在不同之处，比如泵浦波长的选 的个数决定是否需要，如单个泵浦光输入则不需要合波模块。
择。本文从两种放大器的数值模型出发，通过建立两种光放大 两种放大器的工作原理均可以使用图1进行说明。拉曼放大器是
器的数值模型，并对两种放大器的工作过程进行数值研究，进 分布式放大器，可以使用多种波长的泵浦光；EFDA放大器是分
一步分析两种放大器在海缆光通信系统中的适用性。 放大器，一般使用1480nm、980nm波长的泵浦光。
（一）拉曼放大器模型
二、理论模型 拉曼放大器是一种分布式放大器，在长距离传输的过程中
能量转移过程比较复杂，包括短波长光的能量转移到长波长光

网络电信 二零二三年八月 61