М. О. Жулидова, О. Е. Наний, И. И. Шихалиев, В. Н. Трещиков, “Влияние параметров накачки на максимальную длину однопролетных линий связи с эрбиевыми усилителями с удаленной оптической накачкой”, Квантовая электроника, 55:3 (2025), 182

Волоконно-оптические линии связи

Влияние параметров накачки на максимальную длину однопролетных линий связи с эрбиевыми усилителями с удаленной оптической накачкой

М. О. Жулидова^ab, О. Е. Наний^bc, И. И. Шихалиев^b, В. Н. Трещиков^b

^a Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Россия, 141700 Московская обл., Долгопрудный
^b ООО "Т8", Россия, 107176 Москва
^c Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Аннотация: Рассмотрено влияние схемы доставки и спектральных характеристик накачки удаленных эрбиевых усилителей (Remote Optically Pumped Amplifier, ROPA) на максимальную длину однопролетных линий связи. Установлено, что в схеме встречной доставки накачки (Backward ROPA, BROPA) по рабочему телекоммуникационному волокну усиление сигнала из-за вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) приводит к небольшому смещению (∼ 5 нм) оптимальной длины волны накачки в сторону более коротких длин волн относительно максимального значения отношения коэффициента усиления к шум-фактору эрбиевого волокна (max[Gain_EDF(λ_pump)/NF_EDF(λ_pump)]). Установлено, что в случае BROPA доставка накачки по рабочему волокну приводит к увеличению дальности передачи вследствие дополнительного усиления сигнала из-за ВКР и отсутствия значительного истощения мощности накачки, доставляемой до эрбиевого волокна. Напротив, при распространении сигнала и накачки в попутном направлении (Forward ROPA, FROPA) по рабочему волокну мощность накачки снижается из-за ВКР, что делает ее доставку по дополнительному волокну более эффективной. Выявлено, что при спектральной ширине накачки более 4 ГГц влиянием эффекта вынужденного рассеяния Мандельштама – Бриллюэна на мощность накачки можно пренебречь. Выведены приближенные формулы для расчета зависимости коэффициента усиления BROPA от микропараметров эрбиевого волокна, спектра сигнала, а также от доставленной мощности и спектра накачки с учетом усиленного спонтанного излучения.

Ключевые слова: однопролетная линия связи, эрбиевый усилитель, удаленная оптическая накачка.

Поступила в редакцию: 22.11.2024
Исправленный вариант: 31.03.2025
Принята в печать: 25.04.2025