摘要：重点介绍了拉曼光纤放大器在长跨距SDH线路中的应用、产品设计中需要考虑和解决的问题；探讨了超长跨距SDH光传输系统的实现方案和测试结果。同时讨论了拉曼光纤放大器在实际线路应用中需要注意的问题，首次给出了拉曼光纤放大器在国内2.5Gbit/s系统200km G.652光纤上的现场应用结果。

    关键词：拉曼光纤放大器  长跨距光传输  工程应用

    1拉曼光纤放大器及其应用

    拉曼光纤放大器的工作原理是基于石英光纤中的受激拉曼散射（SRS）效应，在形式上表现为处于泵浦光的拉曼增益带宽内的弱信号与强泵浦光波同时在光纤中传输，从而使弱信号光得到放大。

    拉曼光纤放大器是未来高速、大容量光纤通信系统的关键技术之一。相对于掺铒光纤放大器，拉曼光纤放大器有明显的不同：

    （1）理论上只要有合适的拉曼泵浦源，就可以对光纤窗口内任一波长的信号进行放大；

    （2）可以利用传输光纤本身作增益介质，并具有很宽的增益谱和较低的等效噪声指数；

    （3）可以通过调整各个泵浦的功率来动态调整信号增益平坦度。

    2在超长跨距SDH光传输系统中的应用及基本要求

    拉曼光纤放大器在SDH系统中的应用主要是针对超长跨距的光纤传输系统，例如跨海通信，陆地长距离光纤传输。在这些情况下，将分布式拉曼光纤放大器用作前置光纤放大器，凭借其低噪声特性，来提高系统的整体接收灵敏度，从而延长传输距离或提高系统设计余量。由于分布式拉曼光纤放大器的特殊性，必须考虑使用的安全性、可靠性、合理性。从实际使用的要求看，应该满足以下要求：

    （1）具有信号光功率监控和无光自动关断的功能；

    （2）泵浦输出功率稳定，尽可能采用硬件电路闭环控制的恒定功率输出方式；

    （3）在信号波长处具有足够大的有效增益；

    （4）应充分考虑实际光缆的衰减系数和整个跨段的衰耗。

    3超长跨距SDH光传输系统的实现方案

    3.1长跨距光纤传输需要考虑的问题

    对于2.5Gbit/s长跨距光纤传输系统，工程设计时，一般需要考虑下述几个方面。

    （1）有无光纤衰耗受限的问题。结合光功率放大器、光线路放大器、前置光纤放大器一般可以解决光传输线路损耗受限的问题。

    （2）有无非线性问题，尤其是受激布里渊散射（SBS）的问题。使用光功率放大器时，如果信号光的光谱很窄（如采用EA调制的光发送模块），就很容易产生激布里渊散射，限制了光放大器的入纤光功率（如13dBm）。在传输光纤一定的情况下，只能采用对发送激光器施加低频扰动，拓宽信号光谱宽度的方法进行抑制。

    （3）有无色散受限的问题。色散受限主要取决于光纤和发射信号本身，在光纤一定的情况下，通过选用不同的发射模块可以避免色散的限制。

    （4）有无噪声受限的问题。光传输线路的噪声来源包括：发射光信号的质量（SNR、消光比、谱宽等）、光放大器的噪声（噪声指数NF）、光纤中的非线性效应引起的噪声、接收系统本声的特性（灵敏度、电带宽、噪声特性等）。由于前置光纤放大器的输入信号功率小，引入的信号带内与带外噪声功率非常明显，表现为进入光接收机之前信噪比（SNR）的下降。为了提高系统的SNR，在前置光纤放大器内集成合适带宽的光滤波器是必要的。

    3.2长跨距光纤传输系统方案

    根据实际线路情况，笔者提出了应用拉曼放大器代替前置EDFA，实现长跨距SDH光传输的方案，如图1所示。
                    
    

    图1实现方案

    3.3接收灵敏度的提高

    在此方案中，我们已解决SBS及色散问题，无需考虑它们的影响，光功率放大器的入纤功率为19dBm。由于发送光信号本身及经过光功率放大器后，信号的光载噪比足够高（优于30dB），前置光纤放大器是引入噪声的主要环节，其噪声主要为信号与自发辐射（ASE）之间的拍噪声，前放的噪声水平可由其噪声指数及内置光滤波器的带宽共同确定。采