在光纤通信系统中，通常每隔一定距离就需要放置有中继设备（电中继或光放大器），对信号进行补偿。而在光放大方案中，通常又以掺铒光纤放大器（EDFA）是最为常见的增益介质放大器。但今天我们要说的是另一种光放大器：ROPA，遥泵光放大器。它又有什么不同呢？

在进入主题前，我们先了解一下EDFA。

什么是EDFA？

EDFA，全称是Erbium Doped Fiber Amplifier，即掺铒光纤放大器。它的工作原理是通过在光纤内部掺杂铒离子，然后使用特定波长的激光作为泵浦源，使铒离子从能量较低的状态跃迁至较高状态，进而吸收泵浦光的能量，并在信号光通过时将其释放出来，达到放大信号的目的。

图：EDFA放大器示意图

这里强调一下：EDFA是将泵浦源与信号光在同一段光纤中或相距较近的位置共同传输。或者说EDFA的放大器整个器件通常都是插入在同一设备上的，适用于传输距离不是太长。

但一些地理条件和环境状况复杂、供电给不便而通信距离又比较长的信息传输场合，如连绵的高山，广袤的海底，了无人烟的荒原沙漠等等，我们普通的EDFA的设置和维护工作不便，这个时候就远程遥泵放大器（RPOA）就派上用场了。

什么是RPOA？

遥泵，英文Remote Optical Pumping Amplifer，即远程光泵浦放大器，本质上来说就是一个远程光放大器子系统，由泵浦单元（RPU）和远程增益单元（RGU）两部分组成。

图：RPOA在光系统中的位置

其中，泵浦源单元RPU通常以单板的形式插放在站点的子架中，远端增益单元RGU主要为线路提供增益介质即掺铒光纤（EDFA），无源器件故无需供电，通过光缆接线盒进行封装并连接到光纤链路中，有些时候RGU还带有增益平坦滤波器，用于提高增益平坦度，减小噪声系数，改善系统传输性能。

由于泵浦单元和增益单元在物理上相分离，因此满足了不具备供电条件和监控条件的光中继应用。

RPOA结构与原理

远程遥泵放大器内部组成如下图所示：

图：RPOA的结构示意图

图中的环行器用来阻隔放大噪声向下游光纤传输链路的泄漏，光滤波器用来消除反射信号对泵浦光源的影响并滤除信号光周边的噪声。

在泵浦光源的选择上，适合光纤系统的泵浦光有980nm和1480nm两种。那应该用哪一种？

主要考虑两个方面的影响，一个是光纤的传输损耗，二是拉曼放大的频移增益效应。光纤的损耗我就不多说了，如下图：

图：光纤损耗窗口图

很明显，为了让泵浦光传得更远一些，1480nm的泵浦光是我们的首选。另外1480nm的光发生喇曼频移后会变成1550nm波段的光，也正符合波分系统的传输窗口。

接下来我们说说RPOA放大的原理：我们知道铒离子产生光放大效应的能级有三个：激发态、亚稳态、基态。当以1480nm泵浦光照射时，Er离子从基态直接跃升到亚稳态，形成粒子数反转。当有信号光进入时，若信号光的光子能量等于能级E2和E1之差，则当处于能级E2的铒离子返回基态E1时就产生大量与自身完全相同的光子，这时通过掺铒光纤传输的信号光子迅速增多，产生信号放大作用，使信号光放大获得增益。

图：Er离子能级图

RPOA的应用

在应用上，根据信号光和泵浦光是否共用同一根光纤，RPOA可分为两类：

• RPOA随路传输系统

在随路系统中，泵浦光和信号光会在同一根光纤中传输，除了远端的RGU中的EDF放大作用外，泵浦光也将对传输信号起一定的拉曼放大作用。

• RPOA旁路传输系统

对比随路RPOA系统，旁由于泵浦光和信号光不同纤，故无拉曼放大作用。但是采用旁路遥泵方式，有一个好处是泵浦与信号之间不存在交互影响 ，有利于提高大功率泵浦光的有效传输距离。

还有一种混合上面两种系统的方案，也就是双泵浦，一个泵浦光与信号光同纤传输，第二个泵浦光与信号光通过异纤传输，这种方案用的比较少。

需要注意的是：RPOA系统在特殊场景上的应用的确效果很好，但是对光纤要求比较高。一般要求距离RPU或者说距离ODF架20km之内不能有连接头，所有接续点尽量采用熔纤方式，否则不但放大器增益达不到，还有可能烧毁光纤、光接头，甚至RPU器件。