CN101111977A - 用于可变段长度wdm光通信系统的光放大系统 - Google Patents

用于可变段长度wdm光通信系统的光放大系统 Download PDF

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克莱门特·多德·伯顿
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Abstract

本发明公布了包括多个光纤段的光通信系统。多个光纤段之一的光损耗不同于多个光纤段的另一个的光损耗，多个光纤段的至少一个包括大于或等于35dB的光损耗，以及多个光纤段的至少一个包括小于30dB的光损耗。光放大系统包括至少一个离散光放大器，至少一个分布式光放大器和一个光损耗元件。光放大系统具有补偿多个光纤段中传播的光学信号经历的基本上所有损耗的谱增益。

Description

用于可变段长度WDM光通信系统的光放大系统
背景技术
[01]在此使用的部分标题仅是用于组织目的，并不限制本发明中所述的主题。
[02]现有技术中的长距离光通信系统通常包括多个光纤段(optical fiber span)。由于存在着对中继器盒(repeater hut)物理定位的限制，因此这些光通信系统通常包括多个具有可变段长度的光纤段。通常希望通过使光纤段尽可能长来减少传输盒的数目。然而，长光纤段具有相对高的跨度损耗，其可以减少光通信系统的噪声预分配。
附图说明
[03]本发明的各方面可以通过结合所附附图并参考下面的描述被更好的理解，在附图中，相同的附图标记表示相同的结构元件和特征。附图没有必要按照比例。本领域技术人员应当理解在下面所示的附图仅是说明目的。附图不打算以任何方式限制本教导的范围。
[04]图1说明了根据本发明的光通信系统的实施例，其包括多个光纤段和一个光放大系统。
[05]图2说明了图1的光通信系统的示例性光纤段。
[06]图3说明了图1的光通信系统的示例性光纤段，其包括色散补偿和光衰减。
具体实施方式
[07]虽然本教导结合多个实施例和例子进行了描述，但是本教导并不被限制到这些实施例。相反，本教导包含多个替换，变形和等同物，如本领域技术人员所理解的那样。
[08]应当理解，只要本发明保持可操作，本发明的方法的各单独步骤可以以任何顺序和/或同时进行。此外，应当理解，只要本发明保持可操作，本发明的设备可以包括任何数目或所有描述的实施例。
[09]因为光纤具有非常低的光衰减和大的带宽，因此现有技术高容量陆地光通信系统使用光纤来传播光学数据信号。光衰减是对这种通信系统的传播距离的主要限制。当光学信号在光纤中传播相对大的距离时，光衰减逐渐减少信号的功率，从而减少其保真度或信噪比。
[10]现有技术光通信系统通常包括多个传输光纤段。中继器光放大器一般沿光纤的长度周期放置，以提供用来补偿由沿光纤的衰减引起的光损耗的光增益。放大器的光增益是放大器的光功率输出与放大器的光输入功率的比。因此，光增益表示光放大器增加输入信号功率，因此恢复光信号幅度并保持光信号的信噪比的度量。
[11]波分复用(WDM)光通信系统在单光纤上同时传输许多高容量光学信号。现有技术用于WDM光通信系统的中继器光放大器具有宽的增益谱(gain spectra)，因此可以同时在WDM系统中使用的波长范围中提供增益。在WDM光通信系统中传播的每个光学信号在光放大器的增益谱中占有其自己的波长。
[12]一般，光中继器放置在远程通信盒中。远程通信盒通常是需要功率和控制环境的专用物理结构。光中继器的成本和与远程通信盒相关的构造和维护成本对于通信服务提供者来说是相当大的费用。减少光纤通信系统中远程通信盒的数目是非常希望的，这是因为它将显著降低服务提供者的成本来传输光学数据并且将更可靠。因此，希望建立具有延伸中继器放大器位置之间距离的更长光纤段的光通信系统，和/或希望使用比目前使用的中继器放大器更少的中继器放大器。
[13]光中继器放大器一般放置在沿光纤的大约80km中继器间隔处。与80km光纤段相关的光损耗可以是大约25dB。在约80km后光学数据信号的幅度已经减小到它必须被恢复以便在链路终端处在可接受噪声限度内确保信号可用的水平。
[14]中继器光放大器加强光学信号，从而提高光学信号的信噪比。然而，光放大器也添加噪声到光学数据信号。对于相对长的光纤段长度，中继器输入处的信号幅度相对小，因此，通过光放大器引入的光学噪声引起的减损更严重。由于这个原因，铒掺杂光纤放大器技术不支持显著大于80km的光纤段长度或中继器光放大器之间的链路距离。特别是，对于大于80km的光纤段的中继器，要求相比利用铒掺杂光纤放大器具有较低有效噪声指数的Raman光放大器。
[15]放大器的噪声指数是提供测量由放大器引入的光学噪声的特征指数。光纤段中离散光放大器的噪声指数在此定义为耦合到没有光放大器的光纤段的输出的理想接收器的SNR，与耦合到光放大器之后的光纤段输出的理想接收器的SNR的比。
[16]放大器可以产生多种类型的噪声，例如散射噪声，热噪声，和自发发射噪声。离散光放大器的噪声指数总是大于1，因为所有的离散光放大器产生自发发射噪声。放大自发发射(ASE)的产生把基本限制施加于光放大器的噪声指数。光放大器的噪声指数不能小于2个线性单位，等效地在对数单位时不能小于3dB。该限制指的是本领域中所谓的量子极限。
[17]分布式放大器例如分布式Raman放大器的有效噪声指数在此定义为光纤段的输入减去光纤段的损耗(单位dB)的噪声指数。从而，分布式Raman放大器的有效噪声指数等于定位在光纤段末端处的假设的、非物理离散放大器的噪声指数，其将给出与包括分布式Raman放大器的光纤段相同的噪声性能。
[18]耦合到光纤段端部的离散放大器的有效噪声指数等于离散放大器的噪声指数。这是真实的，因为位于光放大器后面的损耗元件的噪声指数等于放大器的噪声指数加上损耗元件的损耗(单位dB)。分布式放大器，或包括分布式放大器的组合放大器的有效噪声指数可以小于3dB的量子极限，并且事实上在一些条件下可以为0dB或甚至更小。与分布式放大相关的低噪声指数是分布式放大器的主要优点。
[19]也希望建立可以允许光纤段长度中显著差异的光通信系统。不幸地，由于许多原因，远程通信盒不能总是放置在所需位置。接近高居住的地区，对远程通信盒可以放置的位置的限制尤其严重。因此，目前使用的光通信系统中实际的跨度长度变化很大。光学数据信号随着距离按指数规律衰减。因此，在各个光纤段上传播的光学数据信号可能经历级别很不同的衰减。
[20]也希望建立可以承载大量信息或数据的光通信系统。大量数据可以利用波分复用(WDM)传输，借此，每个承载在其自己的波长上的多个信号通道在光纤上同时传输并在中继器站点(repeater site)处被光学放大。这种WDM系统的数据容量通过利用具有相对高的数据速率例如10Gb/s或更大的数据速率的信号通道而进一步增加。
[21]对于在光纤网络中产生的不同跨度长度而使用不同的光放大器设计将导致相对高的成本，这是不希望的。因此，具有很大变化跨度长度的光通信系统中的中继器光放大器必须能够产生宽范围的增益。然而，被设计成用来承载高数据速率信号通道(10Gb/s或更大)的已知光通信系统不允许光学跨度长度的很大变化。在这些已知的光通信系统中，较低损耗段后的中继器光放大器一般具有相对高的输入功率电平，因此，在较低增益下操作。这些中继器放大器的有效噪声指数由于相对高的输入功率电平而相对高。例如，对于增益中的每个dB降低，仅3-5dB的损耗变化将引起有效噪声指数降低至少1dB。有效噪声指数的该降低显著限制了中继器光放大器的可用动态范围。
[22]也希望建立WDM光通信系统，其可以允许光放大器操作增益的显著变化而不削弱系统性能。进一步希望允许光放大器操作增益中的显著改变的能力可以利用单个光放大器设计来实现，以避免成本以及支持多个光放大器模块的复杂化。许多WDM光通信系统包括光放大器，这些光放大器具有大大取决于操作增益的放大器增益谱。今天在光通信系统中最广泛使用的光放大器的类型是铒掺杂光纤放大器(EDFA)。特定EDFA的增益谱大大地取决于操作增益。
[23]许多WDM光通信系统为向不同波长通道提供均匀增益谱形状的中继器光放大器而设计。然而，一些WDM光通信系统为具有特定目标谱增益形状的中继器光放大器而设计。术语“目标增益谱形状”在此定义为特定应用所希望的增益形状。例如，一些WDM光通信系统为具有倾斜目标增益谱形状的中继器光放大器而设计。倾斜增益谱形状的例子是其中通道增益线性取决于具有已知或预定斜率的光学数据信号的波长。在这些光通信系统中与目标增益形状的任何偏移将降低系统性能。
[24]用来补偿增益谱形状与目标增益谱形状的偏移的已知方法降低了中继器光放大器的噪声指数。例如，补偿增益谱形状中偏移的一些方法是使用可变光衰减器(VOA)以调节光损耗。然而，VOA一般仅可以提供非常有限的动态范围。此外，跨度损耗的改变通常通过在有效增加跨度损耗的放大器外包括固定衰减器来补偿。然而，添加固定衰减器增加噪声指数。
[25]此外，以10Gb/s或更大速率传播信号的高速光通信系统需要色散补偿。在有效噪声指数损失(penalty)变得不可接受之前，补偿增益谱形状中偏移的已知方法仅可以提供3-5dB的增益动态范围。当操作增益每减小1dB时有效噪声指数的降低大于1dB时，有效噪声指数损失一般变得不可接受。
[26]此外，也希望建立可以允许由色散补偿光纤(DCF)引入的附加光损耗的光通信系统。以高比特率通道(10Gb/s或更大)操作的大多光通信系统通过利用DCF补偿光纤中的色散。色散补偿光纤引入光损耗，其限制光放大器的增益和动态范围。由DCF引入的光损耗必须通过引入附加的增益到系统中来补偿。
[27]本发明的光纤通信系统包括同时提供足够高增益和足够低有效噪声指数的光放大系统，以支持显著大于80km的光纤段。同样，光放大系统具有足够大的增益动态范围以支持变化很大的光纤段长度。目前使用的光通信系统一般具有对于80km的平均跨度长度支持跨度长度中15至25km变化的动态范围。本发明的光放大系统可以支持为160km的跨度长度并且可以具有支持跨度长度中至少50km变化的动态范围。
[28]此外，本发明的光放大系统补偿增益谱形状中的偏移而不显著降低放大系统的有效噪声指数。此外，本发明的光放大系统可以允许由损耗元件或由色散补偿光纤(DCF)引入的附加光损耗。
[29]图1示出了根据本发明的光通信系统100的实施例，其包括多个光纤段和一个光放大系统。光通信系统100包括光学数据发送机102，其通过将电子数据调制到光学载波上产生光学数据。
[30]在图1所示的实施例中，光通信系统100包括单个光学数据发送机102。然而，可以理解，实际的WDM光通信系统包括多个光学数据发送机102，其中多个发送机的每个在不同波长处发送。图1示出单个光学数据发送机102以便更清楚地说明本发明。
[31]本发明的光通信系统的一些方面结合前向纠错(FEC)描述。然而，可以理解，本发明的光通信系统可以具有或不具有FEC和/或其它类型的纠错时进行操作。在一些实施例中，光通信系统100包括具有输出106的FEC编码器104，该输出电连接到光学数据发送机102的输入108。前向纠错在本领域中是已知的。前向纠错用于校正传输误差和不可靠的数据，因此，会降低光通信系统的误比特率。降低误比特率将扩大光纤段的损耗预算和/或可以允许光通信系统100以更大数据速率操作。
[32]光学数据发送机102的输出110耦合到光放大系统和多个光纤段。光放大系统包括离散光放大器和分布式光放大器的组合。根据本发明，许多类型的离散和分布式光放大器可以使用。
[33]例如，离散光放大器可以是半导体光放大器，掺杂光纤放大器例如饵掺杂光纤放大器，和/或离散Raman放大器。分布式光放大器可以是例如传播至少一个Raman光学泵浦信号的分布式Raman光放大器。分布式光放大器也可以是光学参数放大器。
[34]在图1所示的实施例中，对于多个光纤段的每个的光放大系统包括单个离散光放大器或集中元件的放大器和分布式Raman光放大器。在一个实施例中，分布式Raman光放大器包括光泵源，其产生包括至少三个波长的Raman光学泵浦信号。
[35]光学数据发送机102的输出110耦合到物理定位在发送机位置处的离散光放大器114的输入112。离散光放大器114的输出116光学耦合到第一光纤段118。在本发明的一些实施例中，第一光纤段118，或多个光纤段的至少之一具有大于或等于35dB的光损耗。
[36]对于第一光纤段118的光放大系统包括分布式光放大器120，其在第一光纤段118中传播Raman光学泵浦信号。对于第一光纤段118的光放大系统还包括具有输入122的离散光放大器120’，该输入光学耦合到第一光纤段118。
[37]离散光放大器120’的输出124光学耦合到第二光纤段126。与第二光纤段126相关的光损耗可以不同于与第一光纤段118相关的光损耗。从而，在本发明的一些实施例中，多个光纤段的至少之一，其具有的光损耗不同于与多个光纤段的另一个的相关光损耗。
[38]对于第二光纤段126的光放大系统包括分布式Raman光放大器128，其在第二光纤段126中传播Raman光学泵浦信号。对于第二光纤段126的光放大系统也包括具有输入130的离散光放大器128’，该输入光学耦合到第二光纤段126。
[39]离散光放大器128’的输出132光学耦合到下一个(第三)光纤段134。对于下一个光纤段134的光放大系统包括分布式光放大器和离散光放大器，其关于第一和第二光纤段118，126被描述。
[40]N个光纤段的每个被光放大系统中继。对于第N个光纤段136的光放大系统包括分布式Raman光放大器138，其在第N个光纤段136中传播Raman光学泵浦信号。对于第N个光纤段126的光放大系统也包括具有输入140的离散光放大器138’，该输入光学耦合到第N个光纤段136。
[41]第N个离散光放大器138’的输出142光学耦合到光接收器146的输入144。在图1所示的实施例中，仅示出了一个光接收器146。然而，可以理解，实际的WDM光通信系统包括多个光接收器，其中多个光接收器的每个在不同的波长处接收光学数据信号。
[42]在包括FEC的实施例中，光接收器146的输出148电耦合到FEC解码器152的输入150。FEC解码器152对编码的光学信号进行解码并校正光学信号中的传输误差。在一个实施例中，FEC编码器104进行Reed-Solomon编码，FEC解码器152进行Reed-Solomon解码。Reed-Solomon编码和解码在本领域中是已知的。在其它实施例中，使用在本领域中已知的许多其它类型的编码方案。
[43]图2示出了图1的光通信系统100的示例性光纤段200。光纤段200包括第一光纤段118中光放大系统的更详细视图。分布式光放大器120是分布式Raman光纤放大器，其示出了用不断增加的尺寸表示放大的多个光放大器的分布。
[44]光纤段200还包括通常物理定位在通信盒中的中继器站点202。中继器站点202包括离散光放大器120’。中继器站点202还包括Raman光泵源204，其通过光耦合器206光学耦合到第一光纤段118中。
[45]光耦合器206将由Raman光泵源204产生的Raman光学泵浦信号沿与光学数据信号相反的方向(即逆传播方向)引导到第一分布式Raman光纤放大器120。可以理解，在本发明的光放大系统中使用的分布式Raman光纤放大器可以沿共同方向泵浦，并且也可以沿逆传播和共同传播方向泵浦。在一些实施例中，Raman光泵源204产生包括至少三个不同波长的Raman光学泵浦信号。
[46]在操作中，光学数据发送机102产生光学数据信号。在一些实施例中，FEC编码器104编码具有FEC信号的光学数据信号。光学数据信号传播通过包括多个光纤段的光通信系统100，其中多个光纤段的至少一个具有大于或等于35dB的损耗。在一些实施例中，至少一个光纤段的光损耗不同于另一光纤段的光损耗。
[47]传播通过多个光纤段的每个的光学数据信号通过包括离散光放大器120’，128’，138’的光放大系统放大。包括离散光放大器120’，128’，138’和分布式光放大器120，128，138的光放大系统在光纤段中传播的波长中具有组合的谱增益，其补偿光学信号通过多个光纤段传播的基本上经历的所有损耗。
[48]在一些实施例中，至少一个光放大系统的有效噪声指数在最大增益条件下不超过3dB。同样，在一些实施例中，至少一个光放大系统的光增益具有大于或等于8dB的增益动态范围和等于增益动态范围的最大增益。同样，在一些实施例中，由分布式Raman光放大器120，128和138中的Raman光学泵浦信号引入的增益倾斜被调节以实现预定的增益动态范围。
[49]接收器146接收发送的光学数据信号。可以理解，在实际的WDM光通信系统中，发送的光学数据信号通过多个光接收器(未在图2中示出)接收，其中每个接收器接收特定的波长通道。在包括FEC的实施例中，接收器146接收用FEC编码的光学数据信号。在这些实施例中，FEC解码器148解码已编码的光学数据信号以校正传输误差和减小光学数据信号的信噪比。
[50]在一些实施例中，色散补偿用于减小脉冲扩宽和由多个光纤段中的色散引起的码间干扰(ISI)。在一个实施例中，色散补偿通过利用色散补偿光纤(DCF)实现。然而，DCF一般具有相对高的光损耗，其可以是约13dB或更大，这取决于跨度长度和被补偿的光传输光纤的类型。
[51]在这些实施例中，在多个光纤段中传播的波长的光放大系统的组合谱增益补偿在多个光纤段中传播的光学信号经历的基本上所有损耗，该损耗由色散补偿引起。DCF可以被Raman光泵浦以补偿至少一些与DCF相关的损耗。可替换地，可以通过离散光放大器和/或分布式光放大器提供附加增益以补偿DCF损耗。
[52]图3说明了图1的光通信系统100的示例性光纤段300，其包括色散补偿和光衰减。光纤段300类似于关于图2描述的光纤段200。然而，光纤段300还包括色散补偿器和光衰减器。
[53]光纤段300包括第一光纤段118中光放大系统的更详细视图。光纤段300示出了分布式Raman光纤放大器120，其被示为用不断增加的尺寸表示其放大的多个光放大器的分布。光纤段300还包括中继器站点302，其通常物理定位在远程通信盒中。
[54]中继器站点302包括混合Raman-EDFA放大系统。中继器站点302包括第一Raman光泵源304，其通过波长选择光耦合器306光学耦合到第一光纤段118。波长选择光耦合器306将由Raman光泵源304产生的Raman光学泵浦信号沿与光学数据信号相反的方向(即逆传播方向)引导到第一分布式Raman光纤放大器120。可以理解，在本发明的光放大系统中使用的分布式Raman光纤放大器可以沿共同方向泵浦，并且也可以沿逆传播和共同传播方向泵浦。在一些实施例中，Raman光泵源304产生包括至少三个不同波长的Raman光学泵浦信号。
[55]光纤段300中的混合Raman-EDFA放大系统还包括第一EDFA 308和第二EDFA 310，它们光学耦合到光纤段300。可变光衰减器(VOA)312光学耦合在第一EDFA 308和第二EDFA 310之间。VOA 312提供中间阶段的光衰减，其可以用于调节放大系统的全部增益而不改变EDFA308，310的增益。
[56]中继器站点还包括补偿色散的色散补偿光纤。在图3所示的实施例中，VOA 312通过DCF 314光学耦合到第二EDFA 310。第二Raman光泵源316通过波长选择光耦合器318光学耦合到DCF 314中。波长选择光耦合器318将由第二Raman光泵源316产生的Raman光学泵浦信号沿与光学数据信号相反的方法(即逆传播方向)引导到DCF314。可以理解，DCF 314可以沿共同传播方向泵浦，并且也可以沿逆传播和共同传播方向泵浦。
[57]DCF 314添加显著的光损耗到第一光纤段118，其显著添加到中间阶段的光衰减。在许多现有技术系统中，当光增益从其最大值调节3至5dB时，该最大值相应于VOA的最小损耗，由DCF 314和VOA 312引起的两个EDFA阶段之间的光损耗与光放大系统的增益相比变得显著。当光损耗与光纤段的增益相比变得显著时，光放大系统的组合噪声指数开始随着增加的VOA 312损耗而非常快的增加。快速增加的噪声指数可以显著限制中继器站点302的光放大系统的动态范围。
[58]已经发现，当跨度损耗非常高，来自VOA 312和/或DCF 314的中间阶段损耗通过DCF的Raman光学泵浦或通过利用低损耗DCF而变得相对低时，那么在中继器站点302的光放大系统的组合有效噪声指数上升到不可接受的高水平之前，中继器站点302的光放大系统的增益可以在与已知的光放大系统相比非常宽的范围内调节。这假定光放大系统具有足够高的增益以补偿光学跨度损耗。事实上已经发现，与已知系统的3至5dB的范围相比，中继器站点302的光放大系统的增益可以在约15dB或更大的范围内调节。
[59]在光学信号到第一光纤段118中的发射功率高于光接收器146的灵敏度的操作条件下，光放大系统必须提供足够的增益以补偿与所有光纤段相关的光损耗，包括与色散补偿相关的光损耗，减去发射功率的缺陷(单位dB)减去接收器灵敏度(单位dB)。例如，光通信系统具有5个段，每段的平均光损耗为30dB，则约150dB的总跨度损耗，具有低于光发射功率的20dB的接收器灵敏度，那么光通信系统需要放大系统以补偿150dB的损耗减去20dB。这种放大系统将补偿在此定义的“基本上所有损耗”。
[60]类似地，如另一例子，光通信系统具有平均光损耗为30dB的10个段，约300dB的总跨度损耗，具有低于光发射功率的20dB的接收器灵敏度，那么光通信系统将需要光放大系统以补偿300dB的损耗减去20dB。这种放大系统将补偿在此定义的“基本上所有损耗”。
[61]图3所示的光放大系统提供很大的通用性。中继器站点302的光放大系统可以被调节以提供特定光纤段长度所需的目标增益形状。例如，对于相对短的光纤段长度，中继器站点302的光放大系统可以被调节以具有相对低的具有所需谱形状的增益。对于相对长的跨度长度，中继器站点302的光放大系统可以被调节以具有相对高的具有所需谱形状的增益。
[62]对于许多应用，中继器站点302的光放大系统被设计以产生基本上平坦的目标增益谱形状。然而，对于一些特定的应用，中继器站点302的光放大系统被设计以产生具体的非平坦增益谱形状。在一些特定的应用中，希望产生倾斜的放大器增益谱形状。例如，有时希望将倾斜引入到增益谱中以补偿由信号通道之间的受激Raman散射(SRS)的存在产生的倾斜。
[63]第一EDFA 308和第二EDFA 310的增益可以被改变以便光放大系统实现所需总增益。当EDFA 308，310的增益被改变时，增益分布的形状改变。事实上，增益分布的形状一般对于增益中的每dB改变倾斜约3/4至1dB。
[64]当EDFA 308，310中的饵掺杂光纤的增益改变时引入的增益倾斜可以通过调节VOA 312而减小。调节VOA 312将调节中间阶段的光衰减，其将调节总增益而不改变EDFA 308，310中的饵掺杂光纤的增益。从而，VOA 312可以被调节以在增益的宽范围内控制中继器站点302的光放大系统的增益，同时保持中继器站点302的光放大系统的增益谱的所需形状。
[65]尽管本教导已经结合多个实施例和例子进行了描述，但是本教导并不被限制到这些实施例。相反，如本领域技术人员所理解，本教导包含多个替换，变形和等同物，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围即可。

Claims (41)

1.一种用于可变长度光纤段的光放大器，所述光放大器包括：
至少一个离散光放大器，其耦合到具有大于或等于35dB的预定光损耗的光纤段中；
耦合到所述光纤段中的分布式光放大器，所述至少一个离散光放大器和所述分布式光放大器的组合谱增益补偿在所述光纤段中传播的光学信号经历的基本上所有损耗，所述至少一个离散光放大器和所述分布式光放大器的至少一个的增益被调节，以当所述增益减小8dB时，引起小于8dB的相关有效噪声指数的增加；和
耦合到所述光纤段中的光损耗元件，所述光损耗元件将光损耗引入到所述光纤段中，实现所述光纤段的预定光损耗所需的组合增益动态范围和相关有效噪声指数。
2.根据权利要求1所述的光放大器，其中所述至少一个离散光放大器和分布式光放大器的增益被调节，以当所述增益减小4dB时，引起小于4dB的相关有效噪声指数的增加。
3.根据权利要求1所述的光放大器，其中所述至少一个离散光放大器包括离散Raman放大器。
4.根据权利要求1所述的光放大器，其中所述至少一个离散光放大器包括半导体光纤放大器。
5.根据权利要求1所述的光放大器，其中所述至少一个离散光放大器包括掺杂光纤放大器。
6.根据权利要求1所述的光放大器，其中所述分布式光放大器包括分布式Raman放大器。
7.根据权利要求1所述的光放大器，还包括耦合到所述光纤段中的第二离散放大器。
8.根据权利要求1所述的光放大器，还包括光学耦合到所述光纤段中的色散补偿器。
9.根据权利要求8所述的光放大器，其中所述色散补偿器包括色散补偿光纤。
10.根据权利要求9所述的光放大器，还包括光学耦合到所述色散补偿光纤的Raman光泵源。
11.一种放大在可变长度光纤段中传播的光学信号的方法，所述方法包括：
利用至少一个离散光放大器和至少一个分布式光放大器放大在具有大于或等于35dB的光损耗的一个光纤段中传播的光学信号，所述至少一个离散光放大器和至少一个分布式光放大器具有与组合有效噪声指数相关的组合谱增益，其补偿在具有预定光损耗的光纤段中传播的光学信号经历的基本上所有损耗；和调节组合谱增益和耦合到所述光纤段中的光损耗元件的光损耗的至少之一，以当所述增益减小8dB时，引起小于8dB的相关组合有效噪声指数的增加。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括调节组合谱增益和耦合到光纤段中的光损耗元件的光损耗的至少之一，以当所述增益减小4dB时，引起小于4dB的相关组合有效噪声指数的增加。
13.根据权利要求11所述的方法，其中调节组合谱增益和光损耗的至少之一包括调节所述光损耗元件的光损耗以增加预定组合噪声指数和调节所述光纤段的预定光损耗的组合增益动态范围。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括调节由用于泵浦分布式光放大器的Raman泵浦信号引入的增益倾斜，以便实现所需的组合增益动态范围。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括补偿所述光纤段中的至少一些色散。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述组合谱增益补偿由所述色散补偿产生的基本上所有损耗。
17.根据权利要求11所述的方法，还包括编码具有前向纠错的光学信号和解码所接收的光学信号，由此校正接收的光学数据信号中的传输误差并减小所述光纤段的信噪比要求。
18.一种光通信系统，包括：
多个光纤段，所述多个光纤段之一的光损耗不同于所述多个光纤段的另一个的光损耗，所述多个光纤段的至少一个具有大于或等于35dB的光损耗，以及所述多个光纤段的至少一个具有小于30dB的光损耗；和
耦合到所述多个光纤段之一的光放大系统，所述光放大系统包括至少一个离散光放大器，至少一个分布式光放大器，和光损耗元件，所述光放大系统具有补偿所述多个光纤段中传播的光学信号经历的基本上所有损耗的谱增益。
19.根据权利要求18所述的光通信系统，其中所述至少一个离散光放大器包括至少一个掺杂光纤放大器。
20.根据权利要求18所述的光通信系统，其中所述至少一个分布式光放大器包括至少一个分布式Raman放大器。
21.根据权利要求18所述的光通信系统，其中至少一个离散光放大器包括至少一个离散Raman放大器。
22.根据权利要求18所述的光通信系统，其中所述至少一个离散光放大器包括至少一个半导体光纤放大器。
23.根据权利要求18所述的光通信系统，其中所述光损耗元件包括色散补偿光纤。
24.根据权利要求18所述的光通信系统，其中所述光损耗元件包括可变光衰减器。
25.根据权利要求18所述的光通信系统，其中所述光损耗元件引入光损耗，实现所述至少一个离散光放大器和至少一个分布式光放大器的所需组合增益动态范围和所需组合噪声指数。
26.根据权利要求18所述的光通信系统，还包括色散补偿器。
27.根据权利要求26所述的光通信系统，其中所述光放大系统具有补偿由色散补偿器引起的基本上所有光损耗的谱增益。
28.根据权利要求18所述的光通信系统，还包括前向纠错编码器，其添加前向纠错信号到在所述多个光纤段中传播的光学数据信号，和前向纠错解码器，其校正所接收的光学数据信号中的传输误差。
29.根据权利要求18所述的光通信系统，其中所述光放大系统的有效噪声指数在最大增益条件下不超过3dB。
30.根据权利要求18所述的光通信系统，其中所述光放大系统具有大于或等于8dB的增益动态范围。
31.根据权利要求18所述的光通信系统，其中当操作增益从最大增益减小4dB时，所述光放大系统的有效噪声指数的降低小于4dB。
32.根据权利要求18所述的光通信系统，其中当操作增益从最大增益减小8dB时，所述光放大系统的有效噪声指数的降低小于8dB。
33.根据权利要求18所述的光通信系统，其中，在操作增益的整个范围内，所述光放大系统包括在目标谱增益形状的3dB内的谱增益形状。
34.一种光通信系统，包括：
多个光纤段，其中所述多个光纤段之一的光损耗不同于多个光纤段的另一个的光损耗，所述多个光纤段的至少一个具有大于或等于35dB的光损耗；
耦合到所述多个光纤段之一的色散补偿器，所述色散补偿器补偿所述光纤段中的色散影响；
耦合到所述光纤段的至少一个离散光放大器，所述至少一个离散光放大器放大在所述光纤段中传播的光学数据信号；和
耦合到所述光纤段的至少一个分布式光纤放大器，所述至少一个离散光放大器和至少一个分布式光纤放大器具有补偿在所述光纤段中传播的光学信号经历的基本上所有损耗的组合谱增益。
35.根据权利要求34所述的光通信系统，其中所述至少一个分布式光纤放大器包括分布式Raman放大器。
36.根据权利要求34所述的光通信系统，其中光学泵浦所述至少一个分布式Raman放大器的Raman光学泵浦信号包括至少三个Raman泵浦波长。
37.根据权利要求34所述的光通信系统，其中所述至少一个分布式光纤放大器包括光学参数放大器。
38.根据权利要求34所述的光通信系统，其中所述至少一个离散光放大器包括掺杂光纤放大器。
39.根据权利要求38所述的光通信系统，其中所述掺杂光纤放大器包括EDFA。
40.根据权利要求34所述的光通信系统，其中所述至少一个离散光放大器包括半导体光放大器。
41.根据权利要求34所述的光通信系统，其中所述至少一个离散光放大器包括离散Raman光放大器。
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