專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光中繼設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光功率放大領(lǐng)域，尤其是一種由光纖放大器構(gòu)成的光中繼設(shè)備。
背景技術(shù)：
為實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)一般都以摻鉺光纖放大器(EDFA)作為中繼單元，對(duì)經(jīng)光纖傳輸而衰減的光信號(hào)進(jìn)行放大，使信號(hào)向下一級(jí)傳輸，一般每級(jí)放大的跨距為80公里。由于EDFA自身的噪聲較大，受其影響，信號(hào)經(jīng)每級(jí)放大后，其光信噪比會(huì)有較為嚴(yán)重的劣化，考慮到接受端對(duì)光信噪比的要求，這種光傳輸系統(tǒng)通常只能傳六、七百公里。如果要完成上千公里的傳輸，需要加電中繼。
圖1為現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該光傳輸系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)送端10、傳輸光纖111～114、光中繼設(shè)備121～124、電中繼設(shè)備13、信號(hào)接收端14。信號(hào)從發(fā)送端10送入光纖，通過(guò)傳輸光纖111傳輸一定距離后，因光纖自身的損耗，傳輸信號(hào)會(huì)被衰減，衰減的信號(hào)通過(guò)第一個(gè)光中繼設(shè)備121放大后繼續(xù)向下一級(jí)傳輸，如此循環(huán)。當(dāng)傳輸幾級(jí)后，因光信噪比的劣化，信號(hào)無(wú)法繼續(xù)向下傳，此時(shí)通過(guò)一個(gè)電中繼設(shè)備13對(duì)信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)，電中繼設(shè)備13輸出的光信號(hào)有良好的光信噪比，使得信號(hào)可以繼續(xù)向下一級(jí)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，到達(dá)信號(hào)接收端14。
圖2示出了上述光傳輸系統(tǒng)中的光中繼設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的光中繼設(shè)備一般都是利用EDFA進(jìn)行放大，以圖1中的光中繼設(shè)備121為例，具體包括可調(diào)衰減器(VOA)211、可調(diào)衰減器212、色散補(bǔ)償模塊(DCM)23和EDFA221、EDFA222。經(jīng)光纖111傳輸并被衰減的信號(hào)首先通過(guò)VOA211進(jìn)入EDFA221進(jìn)行放大，使得信號(hào)功率得到一定的提高，再經(jīng)VOA212、DCM23進(jìn)入EDFA222進(jìn)行再次放大，然后送入光纖進(jìn)行下一級(jí)傳輸。其中EDFA221和EDFA222共同為光中繼設(shè)備提供信號(hào)增益，以補(bǔ)償傳輸光纖111、VOA211、VOA212、DCM23的損耗。VOA211和VOA212的作用是調(diào)節(jié)光信號(hào)功率以滿足EDFA221、EDFA222對(duì)輸入信號(hào)的功率要求。
由以上可知，使用含有EDFA的光中繼設(shè)備，由于EDFA的噪聲特性，長(zhǎng)距離的光傳輸必須在傳輸線路中增加電中繼，因此增加了傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，并增加了系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有光中繼設(shè)備的缺點(diǎn)，提供一種具有良好信噪比的光中繼設(shè)備，在長(zhǎng)距離光傳輸系統(tǒng)中使用該光中繼設(shè)備可以降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和成本。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的光中繼設(shè)備包括第一可調(diào)光衰減器、第一摻鉺光纖放大器、第二可調(diào)光衰減器、色散補(bǔ)償模塊、第二摻鉺光纖放大器，各部分按上述順序依次連接，其特征在于還包括一個(gè)喇曼光纖放大器，所述喇曼光纖放大器的輸出端與第一可調(diào)光衰減器連接。
上述光中繼設(shè)備中，所述的喇曼光纖放大器為分布式喇曼光纖放大器，包括產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源和將所述泵浦光與信號(hào)光進(jìn)行耦合以對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大的波分復(fù)用器。
上述的光中繼設(shè)備中，所述的喇曼放大器進(jìn)一步包括一個(gè)連接所述波分復(fù)用器輸出端對(duì)回波進(jìn)行隔離的隔離器。
上述的光中繼設(shè)備中，所述的泵浦光源為雙波長(zhǎng)泵浦光源，其產(chǎn)生的泵浦光為1400nm～1470nm范圍內(nèi)的兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光。


圖1為現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有的光中繼設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型提供的光中繼設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；圖4為圖3中的喇曼光纖放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1和圖2示出的都是現(xiàn)有技術(shù)，前邊已經(jīng)說(shuō)明，在此不再贅述。
分布式喇曼光纖放大器(FRA)的噪聲系數(shù)一般在-2～0dB范圍之內(nèi)，相對(duì)EDFA的5dB左右的噪聲系數(shù)，具有很好的低噪聲特性，因此被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)無(wú)電中繼長(zhǎng)距離傳輸?shù)幕A(chǔ)。但喇曼光纖放大器對(duì)信號(hào)提供的增益通常為十幾個(gè)dB，不能補(bǔ)償傳輸光纖、可調(diào)光衰減器和色散補(bǔ)償模塊對(duì)信號(hào)的衰減，也就是說(shuō)不能只靠FRA自身來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的中繼。因此，本實(shí)用新型采用喇曼、摻鉺光纖混合結(jié)構(gòu)的光纖放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的中繼，既保證信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，又使噪聲特性好于傳統(tǒng)的光中繼設(shè)備。
圖3示出了本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖所示，光中繼設(shè)備包括分布式喇曼光纖放大器(FRA′)31、第一可調(diào)光衰減器(VOA)321、第一摻鉺光纖放大器(EDFA)331、第二可調(diào)光衰減器(VOA)322、色散補(bǔ)償模塊(DCM)34和第二摻鉺光纖放大器(EDFA)332，以上各部分按上述順序依次連接，其工作過(guò)程如下。
信號(hào)光在傳輸光纖的傳輸過(guò)程中一部分被衰減，因此需要光中繼設(shè)備的放大。首先由FRA31放大，F(xiàn)RA31提供大概10dB的增益。由放大器級(jí)聯(lián)理論可知，第一級(jí)放大器的噪聲特性對(duì)整個(gè)放大單元的噪聲特性影響最大，所以信號(hào)先由低噪聲喇曼放大器放大，這將決定整個(gè)放大單元噪聲特性優(yōu)于單純用EDFA做中繼。由FRA31放大后的信號(hào)經(jīng)VOA321進(jìn)入EDFA331放大，經(jīng)EDFA331放大后的信號(hào)通過(guò)VOA322、DCM34進(jìn)入EDFA332放大，放大后的信號(hào)送入下一級(jí)傳輸光纖，實(shí)現(xiàn)一個(gè)單元的光中繼。周兩個(gè)分立EDFA是從以下兩點(diǎn)考慮(1)DCM34入射光功率不能過(guò)高，否則會(huì)導(dǎo)致非線性，對(duì)系統(tǒng)傳輸特性造成影響；(2)傳輸線路中，信號(hào)光功率一旦降得過(guò)低，就很難高質(zhì)量的恢復(fù)，將影響傳輸性能。這兩點(diǎn)是矛盾的，可以通過(guò)EDFA331和EDFA332增益的分配來(lái)尋求平衡點(diǎn)。先由EDFA331對(duì)信號(hào)光進(jìn)行預(yù)放大，在經(jīng)過(guò)色散補(bǔ)償模塊DCM34的色散補(bǔ)償后，再經(jīng)EDFA332再次放大，以達(dá)到光中繼設(shè)備的放大要求。由于本實(shí)用新型的光中繼設(shè)備在EDFA放大階段是采用二級(jí)EDFA放大，這一點(diǎn)與傳統(tǒng)的光中繼設(shè)備一致，所以不再深入的解釋。對(duì)一個(gè)具體的EDFA，均有一個(gè)特定的規(guī)格，如輸入、輸出光功率的大小，要使EDFA工作特性滿足規(guī)格要求，就必須使輸入信號(hào)光功率達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)確定的大小，因此，在光中繼設(shè)備中增加兩個(gè)可調(diào)光功率衰減器VOA321和VOA322，以調(diào)節(jié)輸入EDFA的信號(hào)光功率，使其滿足EDFA331和EDFA332對(duì)輸入光功率的要求。
由以上可知，本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的光中繼設(shè)備的區(qū)別就在于增加了一個(gè)分布式喇曼光纖放大器FRA31。分布式喇曼光纖放大器可以選取通常的分布式喇曼光纖放大器。為了說(shuō)明清楚，本實(shí)用新型以圖4所示的分布式喇曼光纖放大器為例。
如圖4所示，喇曼放大器為分布式光纖放大器，之所以叫分布式光纖放大器是因?yàn)樵谠摴饫w放大器中，增益介質(zhì)即傳輸光纖本身；與摻鉺光纖放大器的區(qū)別在于摻鉺光纖放大器中，增益介質(zhì)是集中在一段摻鉺光纖。分布式喇曼光纖放大器包括一個(gè)泵浦光源42和一個(gè)將泵浦光與信號(hào)光進(jìn)行耦合的波分復(fù)用器(WDM)41，本實(shí)施例的泵浦光源為雙波長(zhǎng)泵浦光源，就本實(shí)施例而言，因工作帶寬在1529nm～1561nm，即所謂的C_band(Conventional band，常規(guī)波長(zhǎng)段)，用雙波長(zhǎng)泵浦光源就可滿足要求。如果信號(hào)光還包括1569nm～1604nm波段的L_band(Long band，長(zhǎng)波波長(zhǎng)段)，即C_band和L_band信號(hào)同時(shí)工作，則還需要增加一個(gè)泵浦光源，才可以滿足放大帶寬要求。本實(shí)施例中的泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光為1400nm～1470nm范圍內(nèi)的兩個(gè)不同波長(zhǎng)。為了防止回波的影響，在波分復(fù)用器(WDM)的輸出端還連接有一個(gè)隔離器(ISO)43，以保障FRA的正常工作。
在分布式拉曼光纖放大器中，光纖線路本身就是放大器，信號(hào)的放大是沿光纖分布而不是集中作用的。因此，光纖中各處的信號(hào)光功率都比較小，從而可以減小入射光纖的信號(hào)光功率，降低非線性效應(yīng)尤其是四波混頻(FWM)效應(yīng)的干擾，減輕信道間串?dāng)_的影響，這對(duì)于大容量超長(zhǎng)距離光傳輸系統(tǒng)是十分適合的。
本實(shí)用新型綜合了FRA和EDFA的優(yōu)點(diǎn)，其良好的低噪聲特性適合于在信號(hào)光超長(zhǎng)距離傳輸中的多級(jí)放大。使用該光中繼設(shè)備的傳輸系統(tǒng)可以不需要電中繼，因此可以降低傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和成本。
權(quán)利要求1.一種光中繼設(shè)備包括第一可調(diào)光衰減器(321)、第一摻鉺光纖放大器(331)、第二可調(diào)光衰減器(322)、色散補(bǔ)償模塊(34)、第二摻鉺光纖放大器(332)，各部分按上述順序依次連接，其特征在于還包括一個(gè)喇曼光纖放大器(31)，所述喇曼光纖放大器的輸出端與第一可調(diào)光衰減器(321)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的光中繼設(shè)備，其特征在于所述的喇曼光纖放大器(31)為分布式喇曼光纖放大器，包括產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源(42)和將所述泵浦光與信號(hào)光進(jìn)行耦合以對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大的波分復(fù)用器(41)。
3.如權(quán)利要求2所述的光中繼設(shè)備，其特征在于所述的喇曼光纖放大器進(jìn)一步包括一個(gè)連接所述波分復(fù)用器(41)輸出端對(duì)回波進(jìn)行隔離的隔離器(43)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的光中繼設(shè)備，其特征在于所述的泵浦光源(42)為雙波長(zhǎng)泵浦光源，其產(chǎn)生的泵浦光為1400nm～1470nm范圍內(nèi)的兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光。
專(zhuān)利摘要一種光中繼設(shè)備包括分布式喇曼光纖放大器、第一可調(diào)光衰減器、第一摻鉺光纖放大器、第二可調(diào)光衰減器、色散補(bǔ)償模塊、第二摻鉺光纖放大器,以上各部分按上述順序依次連接。由于本實(shí)用新型綜合了FRA和EDFA的優(yōu)點(diǎn),其良好的低噪聲特性適合于在信號(hào)光超長(zhǎng)距離傳輸中的多級(jí)放大。因此使用該光中繼設(shè)備的傳輸系統(tǒng)可以不需要電中繼,可以降低傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和成本。
文檔編號(hào)H04B10/12GK2496195SQ0123432
公開(kāi)日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2001年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月16日
發(fā)明者易興文, 張坤, 徐雁軍 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司