相敏放大器減少光纖傳輸中受到噪聲和非線性效應信號失真的影響

2020-11-26 電子發燒友

相敏放大器減少光纖傳輸中受到噪聲和非線性效應信號失真的影響

工程師曾玲 發表於 2018-07-10 16:47:00

當前光纖傳輸鏈路的範圍和容量受到噪聲（源自鏈路中的光放大器）以及來自傳輸光纖中的非線性效應信號失真等的限制。研究人員表明，使用相敏放大器（PSA）可以減少這兩種幹擾的影響。

通過使用超低噪聲PSA，研究人員實現了4000km的光纖傳輸鏈路。這一結果幾乎是使用傳統光放大器所能實現距離的六倍。

來自查爾姆斯理工大學和塔林理工大學的研究人員使用多通道兼容以及搭載串聯PSA的調製格式獨立長途傳輸鏈路進行了演示，以最佳發射功率實現了5.6倍的覆蓋範圍改善。該PSA鏈路傳輸兩個數據承載波，與相位不敏感放大的鏈路相比，佔用帶寬是其兩倍，傳播總功率也是其兩倍。該鏈路既與調製格式無關，又與多通道兼容。結果表明，使用同時提供低噪聲放大和非線性緩解的串聯PSA可以提供前所未有的非線性容差和傳輸範圍的提升。

此次研究，使用具有10GBd正交相移鍵控（QPSK）數據的信號，進行了長距離PSA放大傳輸演示。然而，原則上來講，任何調製格式和符號率都可以與copier-PSA方案共同使用。研究人員發送了一個單一的信道，通過使用copier-PSA方案，就能實現多信道傳輸；儘管由於極化、延遲和相位對準等需求而增加了每個信道的複雜性。

Peter Andrekson教授表示：「雖然在商用前仍然存在一些工程挑戰，但研究結果首次非常明確地證實了在光通訊中使用這些放大器的巨大好處。」與傳統方法相比，這些放大器可以極大地提高覆蓋範圍，並且可能提高未來光纖通信系統對更高傳輸容量要求的性能。

Andrekson指出：「這种放大器也可用於量子信息學和相關領域，以及光譜學或任何其他可能受益於超低噪聲放大的應用。」

此次研究成果發表於《Nature Communications》。

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