1 RP EDFA的噪音特性和优化设计
共纤RP EDFA如，仅由一段EDF和在其输入端的光隔离器构成，光隔离器的作用是抑制二次瑞利散射引起的多径干扰噪音泵浦光（ 1480 nm）通过后段传输光纤后向注入到遥泵放大器中，使EDF得到激励信号经过一段传输光纤后进入遥泵放大器放大，进而又在后段传输光纤中得到遥泵泵浦光产生的喇曼放大遥泵放大和喇曼放大共同实现了RP EDFA中的放大作用。
在传输光纤、掺铒光纤的类型确定后，有三个结构参量影响RP EDFA的性能，中， L EDF为遥泵。
EDF的长度， LB DFRA为跨段中产生后向喇曼放大的光纤长度，表征了遥泵EDF的位置， P p为泵浦功率。
衡量RP EDFA噪音特性的指标为等价噪音系数，其定义方式与DFRA的相应参量一致，即将RP EDFA等效为位于传输光纤输出端的集总放大器此时集总放大器的噪音系数就定义为RP EDFA的等价噪音系数，可以用式（ 1）计算
N Fequ=PASE， allh B01GEDFGRaman（ 1）
式中h B 0表示作为参考的等效输入散粒噪音，取B 0 = 0. 1 nm G EDF和G Raman分别表示遥泵EDF的增益和DFRA的开关增益P A SE， all为光纤输出端总ASE功率根据1的放大单元结构，搭建了RP EDFA的实验平台来研究它的噪音特性实验中，为了模拟不同的L B DFRA，部分传输光纤由两个可变光衰减器（ VOAs）代替RP EDFA泵浦管波长为1475 nm，可以提供大320 mW功率遥泵EDF长7. 5 m噪音测试中采用一个1552 nm的光源做为饱和信号，一个波长可调的环腔光纤激光器来做为弱探测信号实验模拟200 km跨段下， 40路信号输入的情况，信号功率为0 dBm/ Ch测试了300 mW泵浦功率下三个波长下RP EDFA的等价噪音系数，结果如2.
实验结果表明，在确定的泵浦功率和EDF长度下，存在优的L B DFRA使RP EDFA噪音特性佳过长的LB DFRA会导致进入遥泵EDF的泵浦功率不足，过短的LB DFRA则意味着遥泵EDF前的光纤长度过长，使进入遥泵EDF的信号功率太小两者都会使RP EDFA的噪音特性恶化另一方面，三个不同波长具有相近的佳LB DFRA（偏差在2 km以内）短波长（ 1529 nm）的等价噪音系数大，意味着差的噪音性能，这一结论在不同的泵浦功率和遥泵EDF长度下普遍成立在宽带DWDM系统中，RP EDFA的噪音特性应考虑坏信道的情况，因此，在本文以后的分析中RP EDFA的噪音特性均以短波长信道的等价噪音系数来衡量对RP EDFA在实验条件下的噪音特性进行数值模拟时，遥泵EDF的特性由Giles模型来计算，后向喇曼大部分由耦合波方程来模拟理论计算中用到的光纤参量见计算结果如中虚线，可以看出实验和仿真很好的符合，等效噪音系数和佳距离与实验结果差距分别在0. 4 dB和2 km内，充分证实了数值模拟程序的可信性数值模拟了200 km光纤跨段内的RP EDFA在300 mW泵浦功率下，坏信道等价噪音系数随LB DFRA和LEDF的变化关系，如3等高线图可以看出，在一定的泵浦功率和跨距下，存在一对优的LB DFRA和LEDF（分别为58 km和7 m） ，使RP EDFA噪音特性佳（约- 6. 5 dB）这里，过短的L EDF会限制EDF的增益，而过长的LEDF则会由于泵浦功率不足导致EDF反转下降，影响增益噪音特性结合2中对遥泵EDF位置的分析，则可以很好地理解3等高线图的结果值得注意的是， L EDF在6 10 m，LB DFRA在51 64 m范围内，坏信道等价噪音系数与优值相比恶化在0. 5 dB以内这表明RP EDFA的噪音特性对LB DFRA和LEDF都不敏感，这会为实际工程应用带来很大便利针对超长跨距。
DWDM系统中的低泵浦功率RP EDFA设计往往是要通过给定的跨距和泵浦功率限制来设计RP EDFA的结构参量，通过计算分析3的等高线图，则很容易得到相应的优化结果后，利用上述优化方法数值计算了不同跨段长度和泵浦功率下，佳LB DFRA和LEDF的优化结果，见4.可以看出不同设计条件下两者的变化规律基本一致：在相同泵浦功率下或相同跨距下，佳LB DFRA和LEDF都随跨距的增加而增加优点随泵浦功率的变化较缓，说明RP EDFA的设计对实际泵浦功率的偏差有较大的容限。
2 RP EDFA在超长跨距DWDM系统的应用
在系统分析了RP EDFA噪音特性并给出优化设计方法后，重点考察了RP EDFA在40 11. 6 Gb/ s DWDM系统1000 km的传输中延长光纤跨距的应用系统跨段结构如。
RP EDFA部分与一致，结构参量与性能由前一节优化方法得到一个宽带谱形滤波器加在传输光纤后保证进入集总放大器的信号功率谱平坦集总放大部分为一内置色散补偿光纤（ DCF）的两级EDFA，实现跨段的集总增益补偿和色散补偿两级集总EDFA的增益由跨段总损耗和遥泵部分增益的差得到考虑到DCF非线性系数较大，本文限制输入DCF的单信道功率为- 6 dBm，由此确定两级EDFA增益的分配两级EDFA的噪音系数均设为6 dB计算中采用的光纤参量如为了突出RP EDFA的作用，同时对比计算了相同跨距下仅使用反向喇曼放大器（ B DFRA）的系统性能B DFRA的泵浦波长是1428 nm和1453 nm，计算中对两泵浦波长下的光功率配比进行优化，得到平坦的喇曼增益谱，在传输光纤输出端同样采用宽带滤波器滤平信号功率谱集总放大部分与相同。
不同泵浦功率水平下两类跨段的噪音特性如6等价噪音系数的计算包括了RP EDFA后集总放大部分的噪音贡献计算中输入信道功率取3 dBm/ Ch可以看出，两类跨段的噪音系数都随着泵浦功率的增加而降低值得注意的是，在相同的泵浦功率水平下， RP EDFA跨段的噪音特性要远好于B DFRA跨段这是由于在跨段中信号越早经历放大OSNR的恶化越少B DFRA的有效放大距离决定于传输光纤对于泵浦光的有效长度，约16 20 km而RP EDFA可以将集总增益延伸至跨段输出端前30 60 km处换一个角度看，达到相同的噪音系数水平， RP EDFA需要的泵浦功率比B DFRA跨段小得多，这为遥泵放大技术节省泵浦功率开销提供了依据。
为了考察两类放大技术对系统的影响，计算和比较了两类光放大系统的OSNR值和非线性相移传输系统的OSNR值可以通过式（ 2）计算。
OS N Rsystem=PS， outPA SE， all（ 2）
式中P S， out为信号的输出功率， P A SE是ASE噪音功率（ 0. 1 nm带宽）各信道非线性相移量也被计算用以衡量系统非线性恶化，其定义为
NL=Lspan0PS（z） dz（3）
式中为光纤的非线性因子， P S（ z ）为信号功率沿光纤的分布， Lspan为跨段长度7（ a）是OSNR的计算结果随着泵浦功率的增加，两类系统的OSNR都成上升的趋势从图中可以看出在相同的泵浦功率水平下， RP EDFA系统的OSNR值要远高于B DFRA系统要达到相同的OSNR，遥泵放大系统需要的泵浦功率水平要小得多另外，跨距越大，遥泵系统带来的性能提高越加明显，这与单跨段噪音的分析也是一致的对于143 km的跨段， 200 mW泵浦的RP EDFA系统即可达到700 mW泵浦下B DFRA系统的OSNR水平而对于200 km的跨段，要达到RP EDFA系统同样的传输性能， B DFRA系统所需的泵浦功率要达到1 W以上，在实际应用中很难实现率的增加， RP EDFA系统的非线性相移有所增加，而B DFRA系统的非线性相移几乎不变在相同的跨距下，高泵浦功率水平下RP EDFA系统的非线性相移比B DFRA系统略大，而低泵浦功率水平下RP EDFA系统的非线性相移比B DFRA系统略低总体而言，在3 dBm/ ch的输入信号功率下，两类系统的非线性相移水平均较低在相同的泵浦功率下，两类系统在较长的跨距（对应较少的跨段）下有更小的非线性相移因此系统的信号功率水平还可以适当提升，在不引入较大非线性恶化的条件下进一步提升系统OSNR.
后，数值模拟了采用RP EDFA的40 11. 6 Gb/ s DWDM系统1000km的传输采用分裂步方法计算光纤中的非线性薛定鄂方程，模拟了167 km和200 km跨距的传输情况考虑系统采用16. 5的前向纠错（ FEC）编码，信道码率设为11. 6 Gb/ s，则系统的Q值要求为8. 6 dB码形为RZ码（ 33占空比）系统采用逐段100的色散补偿，对后色散补偿进行优化使系统Q值佳是系统平均Q值计算结果从200 km跨段的结果可以看出，对于给定的输入信号功率，系统Q值随泵浦功率的增加而上升，但上升的趋势在逐渐变缓在固定泵浦功率水平下，提升输入信号功率可以提高系统Q值，但在信号功率较高时这种改善也变弱，显示出光纤中非线性的影响图中横虚线表明，在每信道0 dBm信号功率，泵浦功率大于220 mW的时候，跨距为167 km（ 6个传输跨段）的系统Q值可以达到1 3 dB以上，实现4. 4 dB的Q值裕量而对于200 km跨距的系统，在每信道3 dBm功率， 400 mW泵浦功率得条件下可以达到11 dB的Q值，实现2. 4 dB裕量计算结果表明，通过合理设计遥泵放大结构参量和信号功率水平，完全可以实现167 km跨距，1000 km的传输，并将入纤的泵浦功率控制在220 mW值得指出的是，本文的系统模拟条件较为保守，可以预见通过选择更适当的遥泵EDF和更精细的色散补偿，系统性能应可以进一步提升。
3结论
针对喇曼放大技术在长跨距的长距离有光中继传输系统中入纤泵浦功率过大，影响系统实用性的问题，将遥泵放大技术引入到系统中研究了简单的共纤RP EDFA的噪音性能及其优化设计，从系统的角度对比了B- DFRA系统和RP EDFA系统在超长跨距传输中的特性，重点展现了遥泵系统在节省泵浦功率和延长传输跨距方面的突出性能结果表明遥泵放大技术结合了DFRA和EDFA的特性，降低了入纤泵浦的功率水平，更适合长跨距应用文章通过对一个典型的长跨距系统进行的系统Q值的模拟，表明运用遥泵放大技术，在220 mW泵浦功率水平下可以实现跨距为167 km的40 11. 6Gbit/ s系统1000 km传输， Q值裕量4. 4 dB.
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