CN107181529A - 一种多波长无中继传输*** - Google Patents

一种多波长无中继传输*** Download PDF

Info

Publication number
CN107181529A
CN107181529A CN201710533161.0A CN201710533161A CN107181529A CN 107181529 A CN107181529 A CN 107181529A CN 201710533161 A CN201710533161 A CN 201710533161A CN 107181529 A CN107181529 A CN 107181529A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rear end
wavelength
unit
remote gain
gain unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710533161.0A
Other languages
English (en)
Inventor
迟荣华
吴松桂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Taclink Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Taclink Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Taclink Optoelectronics Technology Co Ltd filed Critical Wuxi Taclink Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority to CN201710533161.0A priority Critical patent/CN107181529A/zh
Publication of CN107181529A publication Critical patent/CN107181529A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/564—Power control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
    • H04B10/25133—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion including a lumped electrical or optical dispersion compensator
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293—Signal power control
    • H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多波长无中继传输***，包括多波长发射机、多波长接收机及连接多波长发射机和多波长接收机的传输光纤，多波长发射机发出的光信号能够通过传输光纤传输至多波长接收机，其中，还包括：铒镱共掺高功率光放大器，铒镱共掺高功率光放大器的输入端与多波长发射机的输出端连接，铒镱共掺高功率光放大器的输出端与传输光纤连接，铒镱共掺高功率光放大器能够提供大于34dBm的输出功率，多波长发射机包括带有SBS抑制功能的发射模块，多波长接收机的一端还包括2个后端远程增益单元、2个后端远程泵浦单元以及连接后端远程增益单元和后端远程泵浦单元的后端旁路光纤。本发明提供的多波长无中继传输***延长了多波长无中继传输***的传输距离。

Description

一种多波长无中继传输***
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种多波长无中继传输***。
背景技术
在海底传输或陆地上的特殊应用场合，由于自然条件限制，无法在传输链路中建立有源中继及监控***，或者使用有源中继后的运营和维护费用让运营商无法承受。而超长跨距光传输***站点之间的光缆长度一般可达到几百公里，且线路中间不存在任何供电中继设备，因此超长跨距的两个站点之间就不需要任何供电设备，正是因为如此超长跨距光传输***可以降低***建设成本，同时不包含电中继设备的特点使得其***具有较强的可靠性和稳定性。一个超长距离光传输***为了实现超长距离没有电中继转换设备，一般要综合运用各种光纤放大器配置技术。
伴随着光纤中光功率的增加及信道数的不断增多，光纤中的非线性效应已经成为影响***实际应用的关键因素。由于受激布里渊散射（SBS）阈值较低，所以在光纤中很容易产生，已成为设计光纤***时必须考虑的一个关键问题（普通单模传输光纤中（SSMF）受激布里渊散阈值低于10dBm）。
同时现有技术中在超长跨距光传输***中使用的多波长前向拉曼放大技术由于其提供的增益较小，一般只有4～6dB，因此不能满足更长的传输跨距要求；而且前向拉曼放大器中，泵浦光从发送端与信号光一起进入光纤，由于信号对泵浦有很强的耗尽作用，所以信号总功率的波动将引起泵浦相对强度噪声的增加，反过来，泵浦的相对强度噪声又会转移到信号上，形成以泵浦为媒介的信号串扰。文献表明，为了保证Q值损伤不超过0.5dB，对于True-wave光纤，拉曼增益不得超过6dB，而对SMF光纤拉曼增益则不允许大于10dB。
而遥泵放大技术虽然能够提供一定的增益，但是当泵浦超过一定功率，泵浦光在光纤中产生自激现象，对传输信号进行干扰，即使是旁路遥泵***，自激现象也会限制泵浦功率的提高，进而限制了传输距离。
因此，如何延长多波长无中继传输***的传输距离成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种多波长无中继传输***，以解决现有技术中的问题。
作为本发明的一个方面，提供一种多波长无中继传输***，包括多波长发射机、多波长接收机及连接所述多波长发射机和所述多波长接收机的传输光纤，所述多波长发射机发出的光信号能够通过所述传输光纤传输至所述多波长接收机，其中，所述多波长无中继传输***还包括：铒镱共掺高功率光放大器，所述铒镱共掺高功率光放大器的输入端与所述多波长发射机的输出端连接，所述铒镱共掺高功率光放大器的输出端与所述传输光纤连接，所述铒镱共掺高功率光放大器能够提供大于34dBm的输出功率以提升所述多波长发射机发出的光信号的功率，所述多波长发射机包括带有SBS抑制功能的发射模块，所述多波长接收机的一端还包括2个后端远程增益单元、2个后端远程泵浦单元以及连接所述后端远程增益单元和所述后端远程泵浦单元的后端旁路光纤，第1个所述后端远程增益单元设置在距离所述多波长接收机L1长度的位置，第2个所述后端远程增益单元设置在距离所述多波长接收机L1+L2长度的位置，且连接第1个所述后端远程增益单元和第1个所述后端远程泵浦单元的后端旁路光纤的长度为L1，连接第2个所述后端远程增益单元和第2个所述后端远程泵浦单元的后端旁路光纤的长度为L1+L2，2个所述后端远程泵浦单元均与所述多波长接收机同侧设置；第2个后端远程增益单元的第一输入端通过所述传输光纤与所述铒镱共掺高功率光放大器的输出端连接，第2个后端远程增益单元的第二输入端通过所述后端旁路光纤与第2个后端远程泵浦单元连接，第2个后端远程增益单元的输出端通过所述传输光纤与第1个后端远程增益单元的第一输入端连接，第1个后端远程增益单元的第二输入端与第1个后端远程泵浦单元的输出端通过所述后端旁路光纤连接，第1个后端远程增益单元的输出端通过所述传输光纤与所述多波长接收机连接。
优选地，所述铒镱共掺高功率光放大器由前级的种子源放大器和后级的功率放大器组成，其中所述前级的种子源放大器由单模掺铒光纤作为增益介质，用于将发射信号的功率从0dBm提升到至少15dBm，所述后级的功率放大器由铒镱共掺双包层光纤作为增益介质，用于将所述前级的种子源放大器提升后的发射信号的功率进一步提升到至少30dBm。
优选地，每个所述后端远程增益单元包括后端掺铒光纤、后端合波器和后端远程无源模块，
每个所述后端远程增益单元中的后端合波器的第一输入端为每个所述后端远程增益单元的第一输入端，每个所述后端远程增益单元中的后端合波器的第二输入端为每个所述后端远程增益单元的第二输入端，每个所述后端远程增益单元中的后端合波器的输出端与每个所述后端远程增益单元中的后端远程无源模块的输入端通过所述后端掺铒光纤连接，每个所述后端远程增益单元中的后端远程无源模块的输出端为每个所述后端远程增益单元的输出端。
优选地，第一个后端远程泵浦单元包括至少一个一阶拉曼激光器，第二个后端远程泵浦单元包括至少一个一阶拉曼激光器和至少一个二阶拉曼激光器。
优选地，所述1阶拉曼激光器与所述2阶拉曼激光器的频率之差为13.2THz。
优选地，所述一阶拉曼激光器的波长范围为1430~1480nm，所述二阶拉曼激光器的波长范围为1360~1400nm。
优选地，所述后端旁路光纤的插损均不大于所述传输光纤的插损，且所述后端旁路光纤长度等于与之对应的所述传输光纤的长度。
优选地，连接第一个后端远程增益单元和第一个后端远程泵浦单元的所述后端旁路光纤的长度L1为70~100km，连接第二个后端远程增益单元和第二个后端远程泵浦单元的所述后端旁路光纤的长度L1+L2为120~170km。
优选地，所述多波长无中继传输***包括前置放大器，所述前置放大器的输入端与所述第1个后端远程增益单元的输出端连接，所述前置放大器的输出端与所述多波长接收机的输入端连接。
优选地，所述多波长无中继传输***包括第一色散补偿单元和第二色散补偿单元；
所述第一色散补偿单元的输入端与所述多波长发射机的输出端连接，所述第一色散补偿单元的输出端与所述铒镱共掺高功率光放大器的输入端连接，所述第一色散补偿单元能够对所述多波长发射机发出的光信号进行色散预补偿；
所述第二色散补偿单元的输入端与所述前置放大器的输出端连接，所述第二色散补偿单元的输出端与所述多波长接收机的输入端连接，所述第二色散补偿单元能够对传输至所述多波长接收机前的光信号进行色散补偿。
本发明提供的多波长无中继传输***，通过设置铒镱共掺高功率光放大器，能够提升多波长发射机发出的光信号的功率，从而使得多波长发射机发出的光信号传输的更远，进而延长了多波长无中继传输***的传输距离；另外在多波长发射机与多波长接收机之间设置级联的后端远程增益单元，并在多波长接收机处设置与级联的后端远程增益单元相应的后端远程泵浦单元，且后端远程泵浦单元与级联的后端远程增益单元之间通过后端旁路光纤连接，后端远程泵浦单元将泵浦光源通过后端旁路光纤发送至与之相应的后端远程增益单元，将到达该后端远程增益单元处的光信号进行放大，以延长光纤通信的传输距离，本发明由于包括了级联的后端远程增益单元，因而能够在前述多波长无中继传输***的基础上进一步地延长光纤通信的传输距离。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的多波长无中继传输***的一种实施方式的结构示意图。
图2为本发明提供的多波长无中继传输***的另一种实施方式的结构示意图。
图3为本发明提供的多波长无中继传输***延长传输距离的原理示意图。
图4为本发明提供的图2实施方式中的第一个后端远程增益单元210的结构示意图。
图5为本发明提供的图2实施方式中的第二个后端远程增益单元210的结构示意图。
图6为本发明提供的图1实施方式中的两个后端远程增益单元210的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的一个方面，如图1所示，提供一种多波长无中继传输***10，包括多波长发射机100、多波长接收机200及连接所述多波长发射机100和所述多波长接收机200的传输光纤300，所述多波长发射机100发出的光信号能够通过所述传输光纤300传输至所述多波长接收机200，其中，所述多波长无中继传输***10还包括：铒镱共掺高功率光放大器400，所述铒镱共掺高功率光放大器400的输入端与所述多波长发射机100的输出端连接，所述铒镱共掺高功率光放大器400的输出端与所述传输光纤300连接，所述铒镱共掺高功率光放大器400能够提供大于34dBm的输出功率，所述多波长发射机100包括带有SBS抑制功能的发射模块，所述多波长接收机200的一端还包括2个后端远程增益单元210、2个后端远程泵浦单元220以及连接所述后端远程增益单元210和所述后端远程泵浦单元220的后端旁路光纤230，第1个所述后端远程增益单元210设置在距离所述多波长接收机200 L1长度的位置，第2个所述后端远程增益单元210设置在距离所述多波长接收机200 L1+L2长度的位置，且连接第1个所述后端远程增益单元210和第1个所述后端远程泵浦单元220的后端旁路光纤230的长度为L1，连接第2个所述后端远程增益单元210和第2个所述后端远程泵浦单元220的后端旁路光纤230的长度为L1+L2，2个所述后端远程泵浦单元220均与所述多波长接收机200同侧设置；第2个后端远程增益单元210的第一输入端通过所述传输光纤300与所述铒镱共掺高功率光放大器400的输出端连接，第2个后端远程增益单元210的第二输入端通过所述后端旁路光纤230与第2个后端远程泵浦单元220连接，第2个后端远程增益单元210的输出端通过所述传输光纤300与第1个后端远程增益单元210的第一输入端连接，第1个后端远程增益单元210的第二输入端与第1个后端远程泵浦单元220的输出端通过所述后端旁路光纤230连接，第1个后端远程增益单元210的输出端通过所述传输光纤300与所述多波长接收机200连接。
本发明提供的多波长无中继传输***，通过设置铒镱共掺高功率光放大器，能够提升多波长发射机发出的光信号的功率，从而使得多波长发射机发出的光信号传输的更远，进而延长了多波长无中继传输***的传输距离；另外在多波长发射机与多波长接收机之间设置级联后端远程增益单元，并在多波长接收机处设置与后端远程增益单元相应的后端远程泵浦单元，且后端远程泵浦单元与后端远程增益单元之间通过后端旁路光纤连接，后端远程泵浦单元将泵浦光源通过后端旁路光纤发送至与之相应的后端远程增益单元，将到达该后端远程增益单元处的光信号进行放大，以延长光纤通信的传输距离，本发明由于包括了后端远程增益单元，因而能够在前述多波长无中继传输***的基础上进一步地延长光纤通信的传输距离。
具体地，由图1所示，在所述多波长发射机100和所述多波长接收机200之间设置2个后端远程增益单元210，第一个后端远程增益单元210到所述多波长接收机200的距离为L1，第二个后端远程增益单元210到所述多波长接收机200的距离为L1+L2，同时在多波长接收机200设置2个与所述后端远程增益单元210对应的后端远程泵浦单元220，其中第一个后端远程泵浦单元220通过所述后端旁路光纤230与第一个所述后端远程增益单元210连接，第二个后端远程泵浦单元220通过所述后端旁路光纤230与第二个所述后端远程增益单元210连接。
应当理解的是，每个所述后端远程增益单元210均包括第一输入端、第二输入端和输出端，第2个所述后端远程增益单元210的第一输入端用于与所述多波长发射机100连接，第1个所述后端远程增益单元210的输出端用于与所述多波长接收机200连接。每个所述后端远程增益单元210的第二输入端均用于通过所述后端旁路光纤与相应的所述后端远程泵浦单元220的输出端连接。每个所述后端远程泵浦单元220将泵浦光通过所述后端旁路光纤送至与之相应的所述后端远程增益单元210，使得到达所述后端远程增益单元210位置处的光信号通过泵浦光进行放大，从而能够传输更远的距离。
可以理解的是，第一个后端远程增益单元210距离所述多波长接收机200的距离为L1，因而第一个后端远程泵浦单元220将泵浦光送至第一个后端远程增益单元210后，能够使得所述无中继传输***的传输距离延长L1距离，第二个后端远程泵浦单元220将泵浦光送至第二个后端远程增益单元210后，能够使得所述无中继传输***的传输距离延长L1+L2的距离。
具体地，作为所述铒镱共掺高功率光放大器400的具体实施方式，所述铒镱共掺高功率光放大器400由前级的种子源放大器和后级的功率放大器组成，其中所述前级的种子源放大器由单模掺铒光纤作为增益介质，用于将发射信号的功率从0dBm提升到至少15dBm，所述后级的功率放大器由铒镱共掺双包层光纤作为增益介质，用于将所述前级的种子源放大器提升后的发射信号的功率进一步提升到至少30dBm。
作为所述后端远程增益单元210的具体实施方式，具体地，每个所述后端远程增益单元210包括后端掺铒光纤、后端合波器和后端远程无源模块，
每个所述后端远程增益单元中的后端合波器的第一输入端为每个所述后端远程增益单元的第一输入端，每个所述后端远程增益单元中的后端合波器的第二输入端为每个所述后端远程增益单元的第二输入端，每个所述后端远程增益单元中的后端合波器的输出端与每个所述后端远程增益单元中的后端远程无源模块的输入端通过所述后端掺铒光纤连接，每个所述后端远程增益单元中的后端远程无源模块的输出端为每个所述后端远程增益单元的输出端。
具体地，如图2所示，每个所述后端远程增益单元210包括后端远程无源模块、后端合波器WDM1以及连接所述后端远程无源模块和所述后端合波器WDM1的后端掺铒光纤，第一个所述后端远程增益单元210中的后端远程无源模块的输出端与后端合波器WDM1的第一输入端通过所述后端掺铒光纤连接，第二个所述后端远程增益单元210中的后端远程无源模块的输入端与后端合波器WDM2的输出端连接，第二个所述后端远程增益单元210中的后端远程无源模块的输出端通过所述传输光纤300与所述第一个所述后端远程增益单元210中的后端远程无源模块的输入端连接。另外，第一个所述后端远程增益单元210中的后端合波器WDM1的输出端通过所述传输光纤300与所述多波长接收机200连接，第2个所述后端远程增益单元210中的后端合波器WDM2的第一输入端通过所述传输光纤300与所述多波长发射机100连接。
相应的，位于所述多波长接收机200处的每个所述后端远程泵浦单元220分别通过与对应传输光纤等长度的所述后端旁路光纤将泵浦源送至与之对应的每个后端合波器的第二输入端，实现对后端远程无源模块的泵浦。
需要说明的是，图2所示的多波长无中继传输***中的两个后端远程增益单元210采用不同的泵浦方式，其中第一个后端远程增益单元210位于距离接收端L1距离的地方，其泵浦源是位于接收端的随路远端泵浦源，由波长位于1430~1480nm附近的若干个半导体激光器构成，泵浦总功率1~1.5W之间。泵浦功率是通过传输光纤传递到增益光纤的。随路远程泵浦起到两个作用： 其一，对传输光纤提供拉曼泵浦，在传输光纤中产生拉曼增益；其二，通过传输光纤将拉曼剩余泵浦功率传递给第一个后端远程增益单元210，在第一个后端远程增益单元210中产生一定的增益。
第二个后端远程增益单元210位于距离接收端机房L1+L2的地方，其远端泵浦源仍然位于接收端机房。由于第二个后端远程增益单元210离其泵浦更远，所以需要更大的泵浦功率。采用双向泵浦的方式，从增益光纤的前面和后面分别对增益光纤进行泵浦，泵浦光是通过两段长度为L1+L2的旁路光纤传送过去的。
优选地，图2中所示的实施方式中，所述第一个后端远程增益单元210的结构示意图如图4所示，采用随路泵浦方式，泵浦光先进入传输光纤300，到达后端远程无源模块后，泵浦被从反向注入到后端合波器WDM2中。
图2中所示的实施方式中，所述第二个后端远程增益单元210的结构示意图如图5所示，其结构与图4类似，但是泵浦方式为旁路泵浦。
优选地，图1中所示的实施方式中，所述第一个后端远程增益单元210和第二个后端远程增益单元210的具体结构相同，其结构示意图如图6所示，均采用旁路泵浦方式。
作为前文所述的后端远程泵浦单元220的具体实施方式，第一个后端远程泵浦单元220包括至少一个一阶拉曼激光器，第二个后端远程泵浦单元220包括至少一个一阶拉曼激光器和至少一个二阶拉曼激光器。
优选地，所述1阶拉曼激光器与所述2阶拉曼激光器的频率之差为13.2THz。
进一步优选地，所述一阶拉曼激光器的波长范围为1430~1480nm，所述二阶拉曼激光器的波长范围为1360~1400nm。
可以理解的是，第2阶拉曼激光器的波长与第1阶拉曼激光器的波长之间遵循拉曼激射波长的斯托克斯频移的关系，即二者的频率之差为13.2THz左右，且所述拉曼激光器也可以用所述半导体激光器代替。
具体地，第一个后端远程泵浦单元220一般由若干个1阶拉曼泵浦激光器构成，其波长一般位于1430~1480nm附近，用于对其相应的后端远程增益单元210中的掺铒光纤直接泵浦并且产生增益。相应的所述后端旁路光纤的长度一般均为70~100km，L2的长度为50~70km。通常L1+ L2长度越长，所述多波长无中继传输***的传输距离就越长。
需要说明的是，第一个后端远程泵浦单元220的传输信号频率位于1阶泵浦激光器的拉曼频移处，1阶泵浦激光器可以直接放大信号功率。
第二个后端远程泵浦单元220由若干个1阶拉曼激光器和若干个2阶拉曼泵浦激光器构成。其中1阶泵浦激光器，其波长位于1430~1480nm附近，用于对掺铒光纤直接泵浦并且产生增益，2阶拉曼泵浦激光器其波长位于1360~1400nm附近，1阶泵浦源的频率位于2阶泵浦源的拉曼频移处，用于对1阶泵浦激光器首先产生拉曼增益，即在所述后端旁路光纤中，光信号在到达第二个所述后端远程增益单元210之前，其中的2阶泵浦激光首先对1阶泵浦激光进行泵浦，并使1阶泵浦波长的激光信号得到放大，1阶泵浦功率得到提高，通过该方法可以提高1阶泵浦功率，并将1阶泵浦源推向距离多波长接收机更远的位置，即距离多波长接收机L1+L2距离的第二个后端增益单元位置处，因此通过此结构可以使得第二个后端增益单元位于距离所述多波长接收机更远的地方仍然能够使所述多波长发射机发射的光信号获得有效增益。
因此，通过上述方式使得多波长发射机发出的光信号在传输光纤中的传输距离增加了L2。
第2个后端远程泵浦单元220由若干个1阶，若干个2阶拉曼泵浦激光器构成，经过旁路光纤L1+L2将泵浦光送至第二个所述后端远程增益单元210中。在泵浦送达过程中，利用后端旁路光纤L1+L2作为增益介质，其中的 2阶拉曼激光首先放大1阶拉曼激光，1阶拉曼激光功率得到大大增强，使得1阶拉曼泵浦功率可以传送的更远，达到L1+L2处的第二个所述后端远程增益单元210。由此，相应的无中继***传输距离提高了L1+L2。通过这种配置方法能够将远程增益单元送至距离多波长接收机更加远的地方，即相应的增加了多波长无中继传输***的距离。
如图1所示，在主路传输线路中距离多波长接收机光纤长度为L1，L1+L2等处分别配置第一个所述后端远程增益单元210和第二个所述后端远程增益单元210，在所述多波长接收机分别配置与第一个所述后端远程增益单元210相对应的第一个所述后端远程泵浦单元220以及与第二个所述后端远程增益单元210相对应的第二个所述后端远程泵浦单元220等。其中，所述第一个所述后端远程泵浦单元220，第二个所述后端远程泵浦单元220与第一个所述后端远程增益单元210和第二个所述后端远程增益单元210之间的光纤距离分别为L1，L1+L2。第一个所述后端远程泵浦单元220通过长度为L1的所述后端旁路光纤将泵浦源送至所述第一个所述后端远程增益单元210并对其进行泵浦，第二个所述后端远程泵浦单元220通过长度为L1+L2的所述后端旁路光纤将泵浦源送至所述第二个所述后端远程增益单元210。
需要说明的是，所述第二个所述后端远程泵浦单元220由于其由1阶泵浦激光器和2阶泵浦激光器构成，因而克服了所述后端旁路传输光纤中的1阶拉曼功率过高引起的自激射效应，从而能够将泵浦功率送至距离多波长接收机更远的地方，即达到传输距离增加的目的，且L2就是增加的传输距离。
结合图3所示，对本发明提供的多波长无中继传输***延长传输距离的原理进一步说明。
远程泵浦单元的设置原理是基于多次拉曼散射，高阶拉曼效应也称多次拉曼散射，即位于高频的大功率光子的能量能够经过数次斯托克斯频移，逐级泵浦低频光子。以二阶拉曼功率转移为例，二阶泵浦方式就是在传统一阶泵浦光（14XXnm) 中加入频率较高的二阶泵浦（13XXnm），首先对已有的一阶泵浦光进行放大，得到一些附加的一阶泵浦光，附加的泵浦光进而对信号光（15XXnm）进行放大，以获得更为均匀的信号功率分布和更高的信号输出功率。高阶遥泵放大与高阶拉曼放大原理类似，就是1阶的泵浦光波长一般选在铒纤的吸收窗口1480nm附近，相应的2阶遥泵的泵浦波长位于1390nm附近。
例如，第二个所述后端远程泵浦单元220由1阶泵浦源和2阶泵浦源构成，这种组合方式克服了旁路传输光纤中的1阶拉曼泵浦功率不能过高的缺点（1阶泵浦光功率过高超过拉曼激射阈值，将在信号光谱范围内引起自发辐射噪声，对放大信号造成干扰）。1阶泵浦过低，又不能将拉曼泵浦功率送至很远的地方，所以1阶泵浦功率与2阶泵浦功率结合，同时进入光纤中，1阶泵浦功率可以在光纤中一边传输一边放大，这样就可以将1阶泵浦功率送到更远的地方，即达到传输距离增加的目的。或者到达增益模块时候具有更高的功率，在增益模块内引起更大的增益，同时2阶泵浦将泵浦功率送至距离多波长接收机更远的地方，因此L2就是延长的传输距离。
优选地，所述后端旁路光纤的插损均不大于所述传输光纤的插损，且所述后端旁路光纤长度等于与之对应的所述传输光纤的长度。
需要说明的是，所述后端旁路光纤可以与所述传输光线为不同种类型，例如，所述后端旁路光纤可以选择单元损耗距离小的光纤或者非线性系数小的光纤，所述后端旁路光纤可以选用插损小的光纤，这样虽然其长度与主路的所述传输光纤相同，但是插损更小，位于多波长接收机的机房的所述远程泵浦单元中的泵浦光经过所述后端旁路光纤传输损耗也小，到达远程增益单元的剩余泵浦功率就比较大，因此较大的泵浦功率就可以在所述远程增益单元中获得较高的增益。
另外，所述后端旁路光纤也可以选择非线性系数小，有效面积大的光纤类型，这样位于多波长接收机的所述远程泵浦单元的大功率的泵浦光在经由旁路传输光纤传输到达所述远程增益单元的过程中，在所述后端旁路光纤中的非线性影响就比较小，非线性带来的***损伤也小，从而可以保证所述远程泵浦单元可以配置更高的泵浦功率，有更大泵浦功率在多波长接收机注入而不引起传输损伤，这是传输所追求的最佳目标，这样到达所述远程增益单元的泵浦功率也将更大，在增益单元中会带来更大的增益。
具体地，连接第一个后端远程增益单元和第一个后端远程泵浦单元的所述后端旁路光纤的长度L1为70~100km，连接第二个后端远程增益单元和第二个后端远程泵浦单元的所述后端旁路光纤的长度L1+L2为120~170km。
为了实现光信号在所述多波长无中继传输***中的传输，所述多波长无中继传输***包括前置放大器，所述前置放大器的输入端与所述第N-1个后端远程增益单元的输出端连接，所述前置放大器的输出端与所述多波长接收机的输入端连接。
具体地， 如图1所示，所述多波长无中继传输***包括所述前置放大器500，所述前置放大器500能够对要进入所述多波长接收机200的光信号进行放大，以便于所述多波长接收机200能够识别到该光信号。
作为所述多波长无中继传输***的具体实施方式，为了完成所述多波长无中继传输***中传输光纤带来的色散积累，如图1所示，所述多波长无中继传输***10包括第一色散补偿单元600和第二色散补偿单元700；
所述第一色散补偿单元600的输入端与所述多波长发射机100的输出端连接，所述第一色散补偿单元600的输出端与所述铒镱共掺高功率光放大器400的输入端连接，所述第一色散补偿单元600能够对所述多波长发射机100发出的光信号进行色散预补偿；
所述第二色散补偿单元700的输入端与所述前置放大器500的输出端连接，所述第二色散补偿单元700的输出端与所述多波长接收机100的输入端连接，所述第二色散补偿单元700能够对传输至所述多波长接收机100前的光信号进行色散补偿。
需要说明的是，所述第一色散补偿单元600占色散总补偿量的10~30%，所述第二色散补偿单元700占色散总补偿量的70~90%。所述第一色散补偿单元600和所述第二色散补偿单元700为光纤光栅型、色散补偿光纤型或者基于其他色散补偿原理的色散补偿模块。
应当理解的是，所述多波长发射机100由N个发射端模块构成，所述发射模块的调制速率为2.5G、10G或40G，且所述发射模块由 N个超强前向纠错FEC编码器构成，每个超强前向纠错FEC编码器中的收发模块都是带有抑制布里渊散射（SBS）的，SBS阈值提高到19dBm以上。
还应当理解的是，所述多波长发射机100包括多个发射信号，每个所述发射信号的波长符合ITU-T标准，且波长间隔50GHz以上，波长数量大于20。
需要说明的是，位于所述多波长发射机的铒镱共掺高功率光放大器400可以提供大于34dBm的输出功率，比普通的掺铒光纤放大器（输出功率不大于27dBm) 能够提供更高的输出功率。因此，所述多波长发射机100端采用该铒镱共掺高功率光放大器400可以使得光信号传输的更远，从而延长了多波长无中继传输***的传输距离。
作为所述铒镱共掺光放大器400的具体实施方式，所述铒镱共掺高功率光放大器400一般由前级的种子源放大器和后级的功率放大器构成。前级的种子源放大器一般采用单模掺铒光纤作为增益介质，用于将功率较小的发射信号功率从0dBm左右提升到15dBm以上，后级的功率放大器一般采用铒镱共掺双包层光纤作为增益介质，用于将来自种子源的功率进一步提升至30dBm以上。
与所述多波长发射机对应的所述多波长接收机200由N个超强纠错解码器和N个接收模块构成，其中所述接收模块的速率需要和所述发射模块的速率相匹配。
应当理解的是，在所述多波长发射机100中，通过多波长复用器（MUX）将不同波长的光合成到一根光纤中；而在所述多波长接收机200中，通过多波长解复用器（DEMUX）将到达所述多波长接收机处的传输光纤中的不同波长分离开，按照波长分到N个接收模块中。
还应当理解的是，所述前置放大器500用于将到达所述多波长接收机200的小信号进一步放大，同时补偿后面的多波长接收机补偿单元700和波分复用解复用器带来的损耗，保证到达接收端的信号功率仍能够满足所述多波长接收机200的灵敏度要求。
对本发明提供的多波长无中继传输***的工作原理做进一步说明，如图2所示，接收端采用级联远程增益放大***，能够进一步延长传输距离；级联远程增益放大***包含两个后端远程增益单元，这两个后端远程增益单元被放置在传输光纤中的不同位置，这两个后端远程增益单元采用不同的泵浦方式，其中第一个后端远程增益单元210位于距离接收端L1距离的地方，其泵浦源是位于接收端的随路远端泵浦源，由波长位于1430~1480nm附近的若干个半导体激光器构成，泵浦总功率1~1.5W之间。泵浦功率是通过传输光纤传递到增益光纤的。随路远程泵浦起到两个作用： 其一，对传输光纤L1提供拉曼泵浦，在传输光纤中产生拉曼增益；其二，通过传输光纤L1将拉曼剩余泵浦功率传递给第一个后端远程增益单元210，在第一个后端远程增益单元210中产生一定的增益。
第二个后端远程增益单元210位于距离接收端机房L1+L2的地方，其远端泵浦源仍然位于接收端机房。由于第二个后端远程增益单元210离其泵浦更远，所以需要更大的泵浦功率。采用双向泵浦的方式，从增益光纤的前面和后面分别对增益光纤进行泵浦。泵浦光是通过两段长度为L1+L2的旁路光纤传送过去的。旁路光纤的损耗不大于传输光纤端的损耗；旁路光纤可选用衰减系数小的超低损耗光纤，或者选用有效面积大，非线性系数小的光纤，或者选用同时具有衰减系数小和有效面积大的光纤，例如：EX2000光纤。L1+L2的长度为120~170km；其1阶泵浦波长为1430~1480nm之间，泵浦功率一般为1~1.5W之间，其2阶泵浦波长为1360~1400nm之间，泵浦功率一般为2~5W。这种远程泵浦源可以在第二个后端远程增益单元210中产生较大的铒纤增益，增益一般为15~25dB之间。通过双向泵浦可以为第二个后端远程增益单元210提供更高的泵浦功率，提高第二个后端远程增益单元210的增益。
接收端由N个超强纠错解码器和N个接收模块构成。接收模块的速率需要和发射模块的速率相匹配。MUX是多波长复用器，用于将不同波长的光合成到一根光纤中；DEMUX是多波长解复用器，用于将到达接收端的传输光纤中的不同波长分离开，按照波长分到N个接收端。
前置放大器用于将到达接收端的小信号进一步放大，同时补偿后面的色散后补偿模块和波分复用解复用器带来的损耗，保证到达接收端的信号功率仍能够满足接收机的灵敏度要求。
本发明提供的多波长无中继传输***，由依次连接的多波长发射机，波分复用器、发射机补偿单元、高功率铒镱共掺光放大器、传输光纤、远程增益单元、远程泵浦单元、解复用器，前置放大器、所述接收机色散补偿单元及所述多波长接收机构成，由于在所述多波长发射机端设置了高功率铒镱共掺光放大器，使得发送端的发送功率可高达34dBm，通过在线路中不同位置设置多级远程增益单元，同时在所述多波长接收机端配置与之相匹配的远程泵浦单元，最终实现超过500km的多波长无中继传输。另外，本发明中的铒镱共掺光放大器不仅输出功率可以达34dBm以上，且进入光纤后在多波长发射机端没有发现明显的非线性现象。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多波长无中继传输***，包括多波长发射机、多波长接收机及连接所述多波长发射机和所述多波长接收机的传输光纤，所述多波长发射机发出的光信号能够通过所述传输光纤传输至所述多波长接收机，其特征在于，所述多波长无中继传输***还包括：铒镱共掺高功率光放大器，所述铒镱共掺高功率光放大器的输入端与所述多波长发射机的输出端连接，所述铒镱共掺高功率光放大器的输出端与所述传输光纤连接，所述铒镱共掺高功率光放大器能够提供大于34dBm的输出功率以提升所述多波长发射机发出的光信号的功率，所述多波长发射机包括带有SBS抑制功能的发射模块，所述多波长接收机的一端还包括2个后端远程增益单元、2个后端远程泵浦单元以及连接所述后端远程增益单元和所述后端远程泵浦单元的后端旁路光纤，第1个所述后端远程增益单元设置在距离所述多波长接收机L1长度的位置，第2个所述后端远程增益单元设置在距离所述多波长接收机L1+L2长度的位置，且连接第1个所述后端远程增益单元和第1个所述后端远程泵浦单元的后端旁路光纤的长度为L1，连接第2个所述后端远程增益单元和第2个所述后端远程泵浦单元的后端旁路光纤的长度为L1+L2，2个所述后端远程泵浦单元均与所述多波长接收机同侧设置；第2个后端远程增益单元的第一输入端通过所述传输光纤与所述铒镱共掺高功率光放大器的输出端连接，第2个后端远程增益单元的第二输入端通过所述后端旁路光纤与第2个后端远程泵浦单元连接，第2个后端远程增益单元的输出端通过所述传输光纤与第1个后端远程增益单元的第一输入端连接，第1个后端远程增益单元的第二输入端与第1个后端远程泵浦单元的输出端通过所述后端旁路光纤连接，第1个后端远程增益单元的输出端通过所述传输光纤与所述多波长接收机连接。
2.根据权利要求1所述的多波长无中继传输***，其特征在于，所述铒镱共掺高功率光放大器由前级的种子源放大器和后级的功率放大器组成，其中所述前级的种子源放大器由单模掺铒光纤作为增益介质，用于将发射信号的功率从0dBm提升到至少15dBm，所述后级的功率放大器由铒镱共掺双包层光纤作为增益介质，用于将所述前级的种子源放大器提升后的发射信号的功率进一步提升到至少30dBm。
3.根据权利要求1所述的多波长无中继传输***，其特征在于，每个所述后端远程增益单元包括后端掺铒光纤、后端合波器和后端远程无源模块，
每个所述后端远程增益单元中的后端合波器的第一输入端为每个所述后端远程增益单元的第一输入端，每个所述后端远程增益单元中的后端合波器的第二输入端为每个所述后端远程增益单元的第二输入端，每个所述后端远程增益单元中的后端合波器的输出端与每个所述后端远程增益单元中的后端远程无源模块的输入端通过所述后端掺铒光纤连接，每个所述后端远程增益单元中的后端远程无源模块的输出端为每个所述后端远程增益单元的输出端。
4.根据权利要求3所述的多波长无中继传输***，其特征在于，第一个后端远程泵浦单元包括至少一个一阶拉曼激光器，第二个后端远程泵浦单元包括至少一个一阶拉曼激光器和至少一个二阶拉曼激光器。
5.根据权利要求4所述的多波长无中继传输***，其特征在于，所述1阶拉曼激光器与所述2阶拉曼激光器的频率之差为13.2THz。
6.根据权利要求5所述的多波长无中继传输***，其特征在于，所述一阶拉曼激光器的波长范围为1430~1480nm，所述二阶拉曼激光器的波长范围为1360~1400nm。
7.根据权利要求2所述的无中继传输***，其特征在于，所述后端旁路光纤的插损均不大于所述传输光纤的插损，且所述后端旁路光纤长度等于与之对应的所述传输光纤的长度。
8.根据权利要求2所述的多波长无中继传输***，其特征在于，连接第一个后端远程增益单元和第一个后端远程泵浦单元的所述后端旁路光纤的长度L1为70~100km，连接第二个后端远程增益单元和第二个后端远程泵浦单元的所述后端旁路光纤的长度L1+L2为120~170km。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的多波长无中继传输***，其特征在于，所述多波长无中继传输***包括前置放大器，所述前置放大器的输入端与所述第1个后端远程增益单元的输出端连接，所述前置放大器的输出端与所述多波长接收机的输入端连接。
10.根据权利要求9所述的多波长无中继传输***，其特征在于，所述多波长无中继传输***包括第一色散补偿单元和第二色散补偿单元；
所述第一色散补偿单元的输入端与所述多波长发射机的输出端连接，所述第一色散补偿单元的输出端与所述铒镱共掺高功率光放大器的输入端连接，所述第一色散补偿单元能够对所述多波长发射机发出的光信号进行色散预补偿；
所述第二色散补偿单元的输入端与所述前置放大器的输出端连接，所述第二色散补偿单元的输出端与所述多波长接收机的输入端连接，所述第二色散补偿单元能够对传输至所述多波长接收机前的光信号进行色散补偿。
CN201710533161.0A 2017-07-03 2017-07-03 一种多波长无中继传输*** Pending CN107181529A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710533161.0A CN107181529A (zh) 2017-07-03 2017-07-03 一种多波长无中继传输***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710533161.0A CN107181529A (zh) 2017-07-03 2017-07-03 一种多波长无中继传输***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107181529A true CN107181529A (zh) 2017-09-19

Family

ID=59846086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710533161.0A Pending CN107181529A (zh) 2017-07-03 2017-07-03 一种多波长无中继传输***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107181529A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108599851A (zh) * 2018-05-22 2018-09-28 武汉光迅科技股份有限公司 一种单跨距光传输***和方法
CN109088671A (zh) * 2018-09-14 2018-12-25 国网西藏电力有限公司 一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和***
CN109327261A (zh) * 2018-10-18 2019-02-12 武汉光迅电子技术有限公司 一种光中继器的光路结构
CN109451376A (zh) * 2018-11-20 2019-03-08 武汉光迅科技股份有限公司 一种后向远程增益单元和遥泵放大器
CN109742645A (zh) * 2019-03-20 2019-05-10 无锡市德科立光电子技术有限公司 高效l波段远程放大器
CN113810114A (zh) * 2021-11-18 2021-12-17 北京邮电大学 一种长距离光纤传输***中的遥泵拉曼放大方法
CN114946136A (zh) * 2019-12-18 2022-08-26 Ofs菲特尔有限责任公司 放大的空芯光纤传输

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1193752A (zh) * 1997-03-13 1998-09-23 富士通株式会社 远程泵浦型多波长光传输***
US6163636A (en) * 1999-01-19 2000-12-19 Lucent Technologies Inc. Optical communication system using multiple-order Raman amplifiers
CN204928834U (zh) * 2015-06-24 2015-12-30 国家电网公司 超长距传输***中的光放大设备
CN207135105U (zh) * 2017-07-03 2018-03-23 无锡市德科立光电子技术有限公司 一种多波长无中继传输***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1193752A (zh) * 1997-03-13 1998-09-23 富士通株式会社 远程泵浦型多波长光传输***
US6163636A (en) * 1999-01-19 2000-12-19 Lucent Technologies Inc. Optical communication system using multiple-order Raman amplifiers
CN204928834U (zh) * 2015-06-24 2015-12-30 国家电网公司 超长距传输***中的光放大设备
CN207135105U (zh) * 2017-07-03 2018-03-23 无锡市德科立光电子技术有限公司 一种多波长无中继传输***

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108599851A (zh) * 2018-05-22 2018-09-28 武汉光迅科技股份有限公司 一种单跨距光传输***和方法
CN109088671A (zh) * 2018-09-14 2018-12-25 国网西藏电力有限公司 一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和***
CN109327261A (zh) * 2018-10-18 2019-02-12 武汉光迅电子技术有限公司 一种光中继器的光路结构
CN109327261B (zh) * 2018-10-18 2021-05-11 武汉光迅电子技术有限公司 一种光中继器的光路结构
CN109451376A (zh) * 2018-11-20 2019-03-08 武汉光迅科技股份有限公司 一种后向远程增益单元和遥泵放大器
CN109451376B (zh) * 2018-11-20 2021-12-28 武汉光迅科技股份有限公司 一种后向远程增益单元和遥泵放大器
CN109742645A (zh) * 2019-03-20 2019-05-10 无锡市德科立光电子技术有限公司 高效l波段远程放大器
CN109742645B (zh) * 2019-03-20 2023-07-04 无锡市德科立光电子技术股份有限公司 高效l波段远程放大器
CN114946136A (zh) * 2019-12-18 2022-08-26 Ofs菲特尔有限责任公司 放大的空芯光纤传输
CN113810114A (zh) * 2021-11-18 2021-12-17 北京邮电大学 一种长距离光纤传输***中的遥泵拉曼放大方法
CN113810114B (zh) * 2021-11-18 2022-02-11 北京邮电大学 一种长距离光纤传输***中的遥泵拉曼放大方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107181529A (zh) 一种多波长无中继传输***
CA2267775C (en) A multi-wavelength optical pump
CN207135105U (zh) 一种多波长无中继传输***
US7508575B2 (en) Cascaded pump delivery for remotely pumped erbium-doped fiber amplifiers
CN109742645A (zh) 高效l波段远程放大器
JP2009533711A (ja) 高容量無中継光通信システムを実装するシステム及び方法
US6771414B2 (en) Optical fiber amplifier and optical communication system using the same
US8081880B2 (en) Inline pump sharing architecture for remotely-pumped pre- and post-amplifiers
CN107196180B (zh) 级联远程光放大***
EP1233484A1 (en) Optical fibre amplifier
US6141468A (en) Method of apparatus for remotely pumping a rare-earth doped optical fiber amplifier and a communication system employing same
CN207010682U (zh) 一种无中继传输***
CN101268591A (zh) 拉曼放大器结构
US20020034357A1 (en) Amplifier unit for a wavelength-division multiplex transmission system and also a method for amplifying optical signals
US6466363B1 (en) Broadband amplification with first and second amplifiers having different pump wavelength requirements
JP2004004815A (ja) エルビウム添加光ファイバを利用するラマン光ファイバ増幅器
CN106067654B (zh) 一种基于1950nm激光器的远端泵浦掺铒光纤放大器
CN107181528B (zh) 一种无中继传输***
CN207010684U (zh) 带有复合共用泵浦源的无中继传输***
US7233431B2 (en) Semiconductor optical amplifier based Raman pump
CN207010683U (zh) 一种带有复合共用泵浦源的无中继传输***
US6456425B1 (en) Method and apparatus to perform lumped raman amplification
KR100269170B1 (ko) 광섬유 반사체를 이용한 광섬유증폭기
CN107171729A (zh) 带有复合共用泵浦源的无中继传输***
KR100557071B1 (ko) 광신호의 전송에 따라 발생하는 분산 및 손실을 보상할 수있는 광섬유 증폭기 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination