CN209844965U - 基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，包括：前色散补偿模块的输入端接发射端，输出端接纠错编码设备的输入端，纠错编码设备的输出端接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端接光纤光栅的一端，光纤光栅的另一端接传输光纤的一端，传输光纤的另一端接信号泵浦合波器的公共端，信号泵浦合波器的反射端接反向拉曼泵浦源，信号端接前置放大器的输入端，前置放大器的输出端接后色散补偿模块的输入端，后色散补偿模块的输出端接纠错解码设备的输入端，纠错解码设备的输出端接接收端；反向拉曼泵浦源中包括一个1级拉曼泵浦激光器和一个2级拉曼泵浦激光器；本实用新型简化了泵浦源的结构，减少了泵浦激光器的数量。
Description
技术领域
本实用新型属于光通信领域，尤其是一种基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***。
背景技术
当前，超长跨距无中继光传输***站点之间的光缆长度一般可达到几百公里，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。超长跨距无中继光传输***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。一个超长距离无中继光传输***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。例如，掺铒光纤放大器，拉曼放大器及遥泵放大技术等。
2010年，Sergei K. Turitsyn等人报道了一种新型激光器(Nature Photonics 4,231 - 235 (2010))，其采用标准单模光纤提供拉曼增益，通过其背向瑞利散射提供分布式反馈，产生随机激光输出，并正式提出“随机分布反馈光纤激光器”的概念。相比于传统激光器，随机激光器并没有传统意义的谐振腔，而是利用单模光纤中的瑞利散射效应提供随机分布反馈产生叠加而形成的新型无腔结构的激光器，因此基于随机分布反馈的拉曼光纤激光器具有结构简单、方向性好，输出连续稳定及波长可调谐等特性，在非线性光学、光传感与光通信、生物医学成像、遥感等领域有着广泛的潜在应用前景。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，简化了泵浦源的结构，减少了泵浦激光器的数量，降低了成本，且能延长无中继***传输距离。本实用新型采用的技术方案是：
一种基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，包括：
发射端、前色散补偿模块、纠错编码设备、功率放大器、传输光纤、光纤光栅、信号泵浦合波器、反向拉曼泵浦源、前置放大器、后色散补偿模块、纠错解码设备、接收端；
前色散补偿模块的输入端接发射端，输出端接纠错编码设备的输入端，纠错编码设备的输出端接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端接光纤光栅的一端，光纤光栅的另一端接传输光纤的一端，传输光纤的另一端接信号泵浦合波器的公共端，信号泵浦合波器的反射端接反向拉曼泵浦源，信号端接前置放大器的输入端，前置放大器的输出端接后色散补偿模块的输入端，后色散补偿模块的输出端接纠错解码设备的输入端，纠错解码设备的输出端接接收端；
反向拉曼泵浦源中包括一个1级拉曼泵浦激光器和一个2级拉曼泵浦激光器；1级拉曼泵浦激光器的功率小于2级拉曼泵浦激光器的功率。
进一步地，发射端用于产生1528～1566nm波长的信号光；
光纤光栅为布拉格光纤光栅，反射波长为1455nm；
反向拉曼泵浦源中，1级拉曼泵浦激光器用于产生1455nm的1级拉曼泵浦光；2级拉曼泵浦激光器用于产生1365nm的2级拉曼泵浦光。
进一步地，1级拉曼泵浦激光器的功率为100mW，2级拉曼泵浦激光器的功率大于1.5W。
进一步地，光纤光栅的反射率为90～95%，反射带宽为0.5nm。
进一步地，前色散补偿模块的类型包括色散补偿光纤类型或者光纤光栅类型，色散补偿量为-510ps/nm。
进一步地，后色散补偿模块的类型包括色散补偿光纤类型或者光纤光栅类型，色散补偿量为-5202ps/nm。
本实用新型的优点：本实用新型通过在光路中增加一个光纤光栅，构成半随机拉曼谐振腔，该谐振腔能够使传输信号的泵浦光（1级泵浦光1455nm) 在谐振腔内不断得到放大，放大的1455nm泵浦光进而放大1550nm信号光，提高了泵浦的效率。简化了泵浦源的结构，减少了半导体激光器的使用数量，节省了拉曼放大器总成本，且能延长无中继***传输距离。另外由于减少了泵浦激光器的数量，控制电路也变得简单。
附图说明
图1为本实用新型的结构组成示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型提出的一种基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，包括：
发射端1、前色散补偿模块2、纠错编码设备3、功率放大器4、传输光纤5、光纤光栅6、信号泵浦合波器7、反向拉曼泵浦源8、前置放大器9、后色散补偿模块10、纠错解码设备11、接收端12；
前色散补偿模块2的输入端接发射端1，输出端接纠错编码设备3的输入端，纠错编码设备3的输出端接功率放大器4的输入端，功率放大器4的输出端接光纤光栅6的一端，光纤光栅6的另一端接传输光纤5的一端，传输光纤5的另一端接信号泵浦合波器7的公共端，信号泵浦合波器7的反射端接反向拉曼泵浦源8，信号端接前置放大器9的输入端，前置放大器9的输出端接后色散补偿模块10的输入端，后色散补偿模块10的输出端接纠错解码设备11的输入端，纠错解码设备11的输出端接接收端12；
发射端1产生1528～1566nm波长的信号光，信号光调制速率9.95Gbit/s；
前色散补偿模块2依据传输光纤长度和发射端的激光器类型进行色散补偿；前色散补偿模块2的类型包括色散补偿光纤类型或者光纤光栅类型，色散补偿量为-510ps/nm；
纠错编码设备3用于将9.95Gbit/s信号光编码为10.31Gbit/s；
功率放大器4采用EDFA（掺铒光纤放大器），输出功率20dBm；
传输光纤5采用单模光纤，光纤长度大于350km；
光纤光栅6为布拉格光纤光栅，反射波长为1455nm，反射率为90～95%，反射带宽为0.5nm；
反向拉曼泵浦源8中包括两个半导体泵浦激光器，其中一个为1级拉曼泵浦激光器，另一个为2级拉曼泵浦激光器；1级拉曼泵浦激光器用于产生1455nm的1级拉曼泵浦光，功率为100mW；2级拉曼泵浦激光器用于产生1365nm的2级拉曼泵浦光，功率大于1.5W；
前置放大器9采用EDFA，其接收灵敏度可以达到-47dBm，输出功率为0dBm；
后色散补偿模块10的类型包括色散补偿光纤类型或者光纤光栅类型，色散补偿量为-5202ps/nm；
纠错解码设备11将10.31Gbit/s信号光解码为9.95Gbit/s。
半随机拉曼谐振腔的工作原理如下：例如，发射端1产生1550nm信号光，由1级拉曼泵浦光（1455nm)和2级拉曼泵浦光(1365nm) 构成的泵浦光经过信号泵浦合波器7进入单模光纤（即传输光纤5），由于1365nm泵浦光功率较强，而且泵浦光中1455nm泵浦光的种子源作用，从而产生受激拉曼激射效应，激射波长位于1365nm的1级斯托克斯频移峰值位置（1455nm)。受激拉曼散射光（1455nm)，经过光纤光栅6被反射回到单模光纤中，1级受激拉曼散射光（1455nm）的瑞利散射光（与信号传输方向相反）与光纤光栅6构成一定的半随机拉曼反馈谐振腔，令1级受激拉曼散射信号在单模光纤中持续不断得到放大。这种半随机拉曼谐振腔的存在大大增强了1级泵浦光功率，当1级拉曼泵浦光功率足够强，超过其拉曼阈值的时候进而产生下一个斯托克斯频移（1455->1550nm)，在1550nm种子信号的作用下，形成信号光的受激拉曼散射，1550nm信号光就被放大。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，其特征在于，包括：
发射端(1)、前色散补偿模块(2)、纠错编码设备(3)、功率放大器(4)、传输光纤(5)、光纤光栅(6)、信号泵浦合波器(7)、反向拉曼泵浦源(8)、前置放大器(9)、后色散补偿模块(10)、纠错解码设备(11)、接收端(12)；
前色散补偿模块(2)的输入端接发射端(1)，输出端接纠错编码设备(3)的输入端，纠错编码设备(3)的输出端接功率放大器(4)的输入端，功率放大器(4)的输出端接光纤光栅(6)的一端，光纤光栅(6)的另一端接传输光纤(5)的一端，传输光纤(5)的另一端接信号泵浦合波器(7)的公共端，信号泵浦合波器(7)的反射端接反向拉曼泵浦源(8)，信号端接前置放大器(9)的输入端，前置放大器(9)的输出端接后色散补偿模块(10)的输入端，后色散补偿模块(10)的输出端接纠错解码设备(11)的输入端，纠错解码设备(11)的输出端接接收端(12)；
反向拉曼泵浦源(8)中包括一个1级拉曼泵浦激光器和一个2级拉曼泵浦激光器；1级拉曼泵浦激光器的功率小于2级拉曼泵浦激光器的功率。
2.如权利要求1所述的基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，其特征在于，
发射端(1)用于产生1528～1566nm波长的信号光；
光纤光栅(6)为布拉格光纤光栅，反射波长为1455nm；
反向拉曼泵浦源(8)中，1级拉曼泵浦激光器用于产生1455nm的1级拉曼泵浦光；2级拉曼泵浦激光器用于产生1365nm的2级拉曼泵浦光。
3.如权利要求2所述的基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，其特征在于，
1级拉曼泵浦激光器的功率为100mW，2级拉曼泵浦激光器的功率大于1.5W。
4.如权利要求2所述的基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，其特征在于，
光纤光栅(6)的反射率为90～95%，反射带宽为0.5nm。
5.如权利要求1、2、3或4所述的基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，其特征在于，
前色散补偿模块(2)的类型包括色散补偿光纤类型或者光纤光栅类型，色散补偿量为-510ps/nm。
6.如权利要求1、2、3或4所述的基于半随机拉曼谐振腔的无中继传输***，其特征在于，
后色散补偿模块(10)的类型包括色散补偿光纤类型或者光纤光栅类型，色散补偿量为-5202ps/nm。
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