CN101467081A - 用于实现大容量无中继光通信系统的系统和方法 - Google Patents

用于实现大容量无中继光通信系统的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种传送光信号的方法包括以至少2.5Gb/s的比特率生成光信号。该光信号包括至少三十个光信道。在一个特定实施例中，三十个光信道中的至少一些位于1567－1620纳米的波长范围内。该方法还包括在ROPA处接收所述光信号，ROPA包括稀土掺杂光纤。另外，该方法还包括向无中继光通信系统的通信跨段引入泵浦信号。该泵浦信号可操作以在通信跨段内通过拉曼放大来放大光信号，并包括可操作以激励所述稀土掺杂光纤的至少一个泵浦信号波长。该方法还包括在光信号已经穿过通信跨段的至少200公里之后接收该光信号。

Description

用于实现大容量无中继光通信系统的系统和方法
技术领域
本发明一般地涉及通信系统领域，更具体地涉及用于实现大容量无中继通信系统(high capacity unrepeated communication system)的系统和方法。
背景技术
传统的无中继光通信系统通常实现远端光泵放大器(ROPA)以在光通信信号穿过无中继通信跨段(span)时对该光通信信号进行放大。在大多数情况下，ROPA位于离无中继通信系统的接收端大约50到90公里处。在传统无中继光通信系统中的ROPA通常包括稀土掺杂光纤(rare-earth doped fiber)，该稀土掺杂光纤对C波段(例如，在1530-1565纳米范围内的波长)内的光波长信号进行放大。
发明内容
根据一个实施例，无中继光通信系统包括与传输光纤的第一端耦合的远端光泵放大器(ROPA)。ROPA可操作以从无中继光通信系统的第一端终端接收光信号，并包括稀土掺杂光纤。所述光信号包括在1550-1620纳米波长范围内的多个光信号波长。系统还包括与传输光纤的第二端耦合的泵浦源(pump source)。该泵浦源可操作以生成在传输光纤的至少一部分内与所述光信号反向传播的泵浦信号(pump signal)。传输光纤的所述至少一部分包括分布式拉曼(Raman)放大器，该分布式拉曼放大器可操作以通过拉曼放大来放大光信号。泵浦信号包括功率电平和可操作以激励稀土掺杂光纤的至少一个泵浦信号波长。在一个特定实施例中，ROPA向光信号引入不大于四(4)分贝的损耗。
根据另一个实施例，一种无中继光通信系统包括与无中继系统的第一端耦合的第一端终端。第一端终端可操作以按至少2.5Gb/s的信息比特率生成光信号。该光信号包括至少三十个光信道，其中，三十个光信道中的至少一些位于1550-1620纳米的波长范围内。系统还包括与第一端耦合的远端光泵放大器(ROPA)。ROPA可操作以接收由第一端终端生成的所述光信号，并包括稀土掺杂光纤。系统还包括与无中继系统的第二端耦合的第二端终端。该第二端终端可操作以接收所述光信号，并向无中继通信系统的通信跨段引入泵浦信号。该泵浦信号可操作以放大所述光信号，并包括可操作以激励稀土掺杂光纤的至少一个泵浦信号波长。在一个特定实施例中，第一端终端和第二端终端之间的距离包括至少200公里。
取决于所实现的具体特征，本发明的特定实施例可呈现以下技术优点中的一些、全部或不呈现。各个实施例能够增加无中继光通信系统的容量。其它实施例能够增加无中继光通信系统的延伸范围(reach)。根据以下附图、描述和权利要求，其它技术优点对本领域技术人员而言将足够清楚。此外，虽然已经列举了具体优点，但是各个实施例可包括所列举的优点中的全部、一些或不包括。
附图说明
为了提供对本发明及其特征和优点的更完整理解，将参考结合附图来进行的以下描述，在附图中，相似标号表示相似部分，其中：
图1是示出可操作以辅助一个或多个多波长信号的传送的无中继光通信系统的至少一部分的框图；
图2是将从包括功率放大器(booster amplifer)的端终端传送的第一光信号与从无功率放大器的端终端传送的第二光信号相比较的曲线图；
图3A-3B是图示出在光信号穿过无中继光通信系统的通信跨段时这些光信号的功率轮廓的曲线图；以及
图4是示出实现大容量无中继光通信系统的方法的一个示例的流程图。
具体实施方式
在本文档通篇中详细说明的特定示例和各个方面仅仅用于例示的目的，而并不意图限制本发明的范围。特别地，本发明不限于无中继光通信系统。本发明的教导可以用于希望扩展光学设备之间的延伸范围或距离或者增加光学设备之间的容量的任何光通信系统。而且，图1到图4中的图示并不是依比例的。
图1是示出无中继光通信系统10的至少一部分的框图，无中继光通信系统10可操作以辅助一个或多个光信号16的通信。在此特定实施例中，光信号16包括多个光信号波长。在其它实施例中，光信号16可以包括一个或多个光信号波长。“无中继光通信系统”指的是具有下述光通信跨段的光通信系统，该光通信跨段在端终端之间仅包括无源光组件。即，无中继系统的通信跨段基本上没有需要电功率的组件。
在这个示例中，系统10包括可操作以生成多个光信号(或信道)15a-15n的多个发射机12a-12n，该多个光信号各自包括光中心波长。在一些实施例中，每个光信号15a-15n包括基本与其它信号15的中心波长不同的中心波长。在本文档中使用的术语“中心波长”指的是光信号的谱分布的时间平均中值。在中心波长周围的谱不必关于中心波长呈对称。并且，中心波长不必表示载波波长。在一些实施例中，发射机12可以生成例如一(1)个或多个光信道、三十(30)或更多个光信道、六十(60)或更多个光信道、一百二十(120)或更多个光信道、或者任何其它所需数目的光信道。
发射机12可以包括能够生成一个或多个光信号15的任何设备。在一些实施例中，光信号15可以包括在C波段波长(例如，1530-1565纳米波长范围)以外的中心波长。即，光信号15可以包括例如在L波段波长(例如，1567-1605纳米波长范围)以内、例如在扩展L波段波长(例如，1605-1620纳米波长范围)以内、或者在S波段波长(例如，1500-1530纳米波长范围)以内的中心波长。在各个实施例中，多个光信号15可包括以下信道间隔：例如，一百(100)GHz(例如，0.8纳米)、五十(50)GHz(例如，0.4纳米)、或者任何其它所需信道间隔。
发射机12可以包括外部调制的光源，或者可以包括直接调制的光源。在一个实施例中，发射机12包括多个独立光源，该多个独立光源各自具有关联调制器，每个源可操作以生成一个或多个光信号15。或者，发射机12可以包括为多个调制器共享的一个或多个光源。例如，发射机12可以包括连续光(continuum)源发射机和连续光发生器，其中，连续光源发射机包括可操作以生成一系列光脉冲的锁模源，而连续光发生器可操作以从锁模源接收一连串的光脉冲，并在光谱上扩展这些脉冲以形成光信号的近似连续光谱。在该实施例中，信号分光器(splitter)接收连续光并将该连续光分成各自具有中心波长的独立信号。在一些实施例中，发射机12还可以包括诸如时分复用器之类的脉冲率复用器，可操作以复用从锁模源或调制器接收的脉冲以增加系统的比特率。
在一些情况中，发射机12可以包括光再生器的一部分。即，发射机12可以基于从其它光通信链路接收的电信号或光信号的电表示来生成光信号15。在其它情况中，发射机12可以基于从位于发射机12的本地的源接收的信息来生成光信号15。发射机12还可以包括发射机应答器(transponder)组件(未显式示出)的一部分，其中，该发射机应答器组件包含多个发射机和多个接收机。
在一些实施例中，发射机12可例如按以下比特率来传送光信号15：大于或等于2.5Gb/s、大于或等于10Gb/s、大于或等于20Gb/s、大于或等于40Gb/s、或者任何其它所需比特率。
在各个实施例中，发射机12可以包括能够改善信号15的Q因子和系统10的传输性能(例如，误比特率)的前向纠错(FEC)模块。例如，FEC模块可以对FEC序列进行编码，例如，Reed-Solomon编码、Turbo乘积码编码、级联Reed-Solomon编码、或者能够改善信号15的Q因子和系统10的误比特率的其它算法。在本文档通篇中使用的术语“Q因子”指的是用于判断从发射机传送而来的信号的质量的度量。与从发射机12传送而来的光信号15相关联的“Q因子”指的是与光信号相关联的高信号值的平均值(MH)和低信号值的平均值(ML)之间的差值除以高信号电平(ΔH)和低信号电平(ΔL)的标准偏移的统计和。Q因子的值可以用dB20来表示。以等式形式，这个关系表示为：
Q＝[MH-ML]÷[ΔH+ΔL]
在图示的实施例中，系统10还包括组合器14，组合器14可操作以接收光信号15a-15n并将那些信号组合成多波长信号16。作为一个具体示例，组合器14可以包括波分复用器(WDM)。这里所使用的术语波分复用器和波分解复用器可以包括可操作以处理经波分复用的信号的设备和/或可操作以处理经密集波分复用的信号的设备。
系统10经由光通信跨段20来传递多波长信号16。虽然这个示例包括一个光通信跨段20，但是在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用任何附加数目的跨段。通信跨段20可以包括例如标准单模光纤(SMF)、色散位移光纤(DSF)、非零色散位移光纤(NZDSF)、色散补偿光纤(DCF)、纯二氧化硅芯光纤(PSCF)、或者另一种光纤类型或光纤类型的组合。在各个实施例中，跨段20可以包括例如下述跨段长度：大于或等于100公里、大于或等于150公里、大于或等于300公里、或者任何其它适当长度。在此具体实施例中，系统10的跨段20包括至少200公里的跨段长度。
在这个特定实施例中，通信跨段20包括单向跨段。虽然在这个示例中通信跨段20包括单向跨段，但是通信跨段20可包括双向跨段，而不会脱离本发明的范围。跨段20可以包括点对点通信链路，或者可以包括诸如令牌环网络、网格网络、星型网络、或者任何其它网络配置之类的更大通信网络的一部分。例如，通信跨段20可以包括多链路系统的一个跨段或者一个链路，其中，每个链路例如通过再生器来耦合到其它链路。
在这个示例中，分离器26从在跨段20的端点处接收的多波长信号16中分离出各个光信号15a-15n。分离器26例如可以包括波分解复用器(WDM)。分离器26将各个信号波长或者多个波长范围传送到一组接收机28和/或其它光通信路径。一个或多个接收机28可以包括可操作以接收信号并在光格式和电格式之间转换信号的光收发机的一部分。
系统10还可以包括与通信跨段20相耦合的一个或多个光放大器。在这个示例中，系统10包括远端光泵放大器(“ROPA”)34、两个分布式拉曼放大器(DRA)21和22、以及前置放大器24，该前置放大器24可操作以在将从光纤跨段20接收的信号16传递到分离器26之前对该信号16进行放大。虽然系统10包括ROPA 34、DRA 21和22、以及前置放大器24，但是系统10可以包括任何其它放大器，并且/或者可以去除前置放大器24而不脱离本发明的范围。
前置放大器24例如可以包括一级或多级的拉曼放大器，诸如掺铒或掺铥级之类的稀土掺杂放大级、半导体放大级或者这些或其它放大级类型的组合。在一些实施例中，前置放大器24可以包括双向拉曼放大器。ROPA 34可包括例如一条或多条稀土掺杂光纤，例如掺铒或掺铥光纤。在这个特定实施例中，ROPA 34包括光隔离器36和掺铒光纤38。在这个特定实施例中，DRA 21包括通信跨段20的一部分。即，DRA 21使用跨段20的光纤的至少一部分作为增益介质，以在光信号16穿过跨段20时对其进行放大。在这个特定实施例中，包括DRA 21的跨段20的至少一部分包括色散偏移光纤(DSF)。
在本文档中，术语“放大器”表示可操作以至少部分补偿由信号在穿过系统10的全部或一部分时引入的损耗的至少一些的设备或设备的组合。类似地，术语“放大”指的是抵消将以其它方式引致的损耗的至少一部分。
放大器可以向经放大的信号赋予或者不赋予净增益。此外，在本文档中使用的术语“增益”和“放大”不要求净增益(除非另有明确指示)。换而言之，在放大器级中经历过“增益”或“放大”的信号不必经历足够增益以克服在该放大器级或者与该放大器级相连接的光纤中的所有损耗。作为一个具体示例，分布式拉曼放大器级通常不经历足够增益以抵消在充当增益介质的传输光纤中的所有损耗。尽管如此，这些设备还是被视为“放大器”，因为它们抵消了在传输光纤中经历的损耗的至少一部分。
取决于所选择的放大器类型，放大器24可以包括可操作以放大所接收的所有光信号15a-15n的宽带放大器。或者，放大器24可以包括较窄带放大器组件的并行组合，其中，在并行组合中的每个放大器可操作以放大多波长信号16的各个波长的一部分。在那种情况下，系统10可以合并在并行组合的放大器周围的信号分离器和/或信号组合器，以辅助放大用于分离和/或组合的多组波长，或者重组用于通过系统10通信的各个波长。
在这个特定实施例中，系统10包括第一泵浦源30a和第二泵浦源30b，其中，第一泵浦源30a能够生成用于引入到跨段20的第一泵浦信号32a，第二泵浦源30b能够生成用于引入到跨段20的第二泵浦信号32b。虽然这个示例包括两个泵浦源30和两个泵浦信号32，但是可以使用任何其它数目的泵浦源和/或泵浦信号，或者可以去除泵浦源30和/或泵浦信号32中的一个或多个，而不脱离本发明的范围。泵浦信号32a和32b各自可以包括一个或多个泵浦波长，所述一个或多个泵浦波长中的每一个均包括光中心波长。在一些实施例中，特定泵浦信号32内的一个或多个泵浦波长中的每一个可以包括基本与该特定泵浦信号32内的其它泵浦波长的中心波长不同的中心波长。泵浦源30可以包括能够以所需功率电平和波长来生成一个或多个泵浦信号波长的任何设备或设备的组合。例如，泵浦源30可以包括诸如Nd:YAG或Nd:YLF激光器之类的固态激光器、诸如掺Yb光纤激光器之类的半导体激光器、激光二极管、包层泵浦光纤激光器、或者这些或其它光源的任何组合。
在这个示例中，泵浦信号32a关于信号16同向传播通过跨段20，而泵浦信号32b关于光信号16反向传播通过跨段20。在本文档通篇中使用的术语“同向传播”指的是下述情况：其中，至少在某时间段内，泵浦信号的至少一部分在与被放大的光信号的至少一个波长相同的方向上传播通过增益介质或光纤。另外，术语“反向传播”指的是下述情况：其中，泵浦信号的至少一部分在与被放大的光信号的方向相反的方向上传播通过增益介质或光纤。虽然在这个示例中，系统10向跨段20引入了泵浦信号32a和泵浦信号32b，但是在其它实施例中，可以取消泵浦信号32a和32b中的一个或多个。
在图示的实施例中，发射机12、组合器14和第一泵浦源30a位于第一终端11内，而接收机28、分离器26、前置放大器24和第二泵浦源30b位于第二终端13内。虽然在这个示例中，终端11包括发射机12、组合器14和泵浦源30a，而终端13包括接收机28、分离器26、放大器24和泵浦源30b，但是终端11和13各自可以包括发射机、接收机、组合器、分离器、泵浦源和/或放大器的任何组合，而不会脱离本发明的范围。另外，终端11和13可以包括任何其它光组件。在一些情况下，终端11和13可以被称为端终端。词“端终端”指的是可操作以执行光电和/或电光信号转换和/或生成的设备。
在各个实施例中，端终端11和13可以包括一个或多个色散补偿元件，色散补偿元件能够至少部分补偿与信号16相关联的色度色散。在一些实施例中，色散补偿元件可以呈现色散长度积，该色散长度积近似补偿了由光信号16在穿过系统10的跨度20时累积的色散。在其它实施例中，放大器24的增益介质的至少一部分可以包括色散补偿光纤，色散补偿光纤能够至少部分补偿与信号16相关联的色度色散。在那些实施例中，色散补偿光纤可以包括下述色散斜率，该色散斜率与和多波长信号16相关联的色度色散的斜率相等且反向。
传统的无中继光通信系统通常实现远端光泵放大器(“ROPA”)以在光信号穿过无中继通信跨段时对该光信号进行放大。在大多数情况下，ROPA位于离无中继通信系统的接收端大约50到90公里处，并可操作以放大在1530-1565纳米波长范围内的波长。在这些传统系统内传送的光信号通常包括多波长光信号，该多波长光信号的光信道在1530-1565纳米波长范围内。在大多数情况下，该光信号包括在1530-1565纳米波长范围内的八(8)个光信道。另外，通常在大约270公里的距离内以近似2.5Gb/s来传送这些光信号。
与包括ROPA的传统无中继系统不同，系统10试图通过传送中心波长在C波段波长以外的一个或多个光信道来增加包括ROPA的无中继系统的容量。即，系统10试图通过引入中心波长在1530-1565纳米波长范围以外的光信道来增加从端终端11传送的光信道或波长15的数目。
本发明的一个方面认识到，系统10可用于升级当前所部署的实现ROPA的无中继光通信系统的容量。即，系统10的端终端11和13可耦合到包括ROPA的所部署光纤或通信跨段的末端，并且得到的系统与当前所部署的系统相比将具有得以升级或增加的容量。在一些实施例中，可在暗光纤(dark fiber)上实现系统10。即，可在当前已安装但未使用的光纤上实现系统10。在其它实施例中，系统10可被实现以升级已有的或所部署的无中继光通信系统。
例如，系统10可被实现以升级所部署无中继通信系统的容量，从以2.5Gb/s传送在1530-1565纳米波长范围内的八(8)个光信道的系统升级为以近似10Gb/s传送在1567-1593纳米波长范围内的至少三十(30)个光信道的系统。在该示例中，系统10包括40或近似270公里的通信跨段长度，并且包括在离端终端13近似70公里处的ROPA 34。
为了增加包括ROPA的无中继系统的容量，端终端13引入泵浦信号32b以在DRA 21内放大信号16，并漂白(bleach)ROPA 34。在这个特定实施例中，泵浦信号32b关于信号16反向传播通过DRA 21。虽然在这个示例中泵浦信号32b与光信号16反向传播，但是，泵浦信号32b的至少一部分可与光信号16同向传播，而不会脱离本发明的范围。在本文档中使用的术语“bleach”或“bleaching”指的是最小化否则将与部署在无中继光通信系统内的ROPA相关联的损耗或衰减。即，泵浦信号操作以最小化否则将与无泵浦ROPA相关联的、对光信号的衰减。
对特定ROPA的漂白水平或量至少部分基于系统的配置、所部署ROPA的特定结构、被传送的光信道的数目、光信道的比特率、以及无中继通信系统的长度或延伸范围。在大多数情况下，增加光信号内的光信道的数目、增加光信号的比特率、或者增加光信号的通信距离趋于降低系统所能承受的、ROPA的损耗或衰减量。ROPA的衰减或损耗例如可以是0dB、小于或等于1dB、小于或等于2dB、小于或等于3dB、或者系统的任何其它可接受损耗水平。在一些情况下，泵浦信号可操作以在光信号穿过ROPA时向该光信号提供某增益。例如，光信号可经历以下增益：大于或等于一(1)dB、大于或等于二(2)dB、或者大于或等于四(4)dB。
在此特定实施例中，系统10操作以通过引入具有能够激励ROPA 34的稀土掺杂光纤38的至少一个中心波长的泵浦信号来漂白ROPA 34。在各个实施例中，泵浦信号32b可包括在1450-1500纳米波长范围内的一个或多个波长。在此特定实施例中，泵浦信号32b包括第一泵浦波长和第二泵浦波长。虽然在此示例中泵浦信号32b包括两个泵浦波长，但是可以使用任何其它数目的泵浦波长，而不会脱离本发明的范围。在此示例中，第一泵浦波长和第二泵浦波长分别包括1465和1497纳米。虽然在此示例中第一和第二泵浦波长包括1465和1497纳米波长，但是可以使用任何其它所需波长，而不会脱离本发明的范围。
在此特定实施例中，系统10操作以通过引入以下泵浦信号来漂白ROPA 34：该泵浦信号具有能够激励ROPA 34的稀土掺杂光纤38的至少一个中心波长且具有能够将否则将归因于ROPA 34的对光信号16的衰减最小化的功率电平。在各个实施例中，泵浦信号32b可包括例如以下总泵浦功率电平：大于或等于150毫瓦、大于或等于200毫瓦、大于或等于240毫瓦、大于或等于二分之一(0.5)瓦、大于或等于一(1)瓦、大于或等于二(2)瓦、大于或等于二又二分之一(2.5)瓦、或者任何其它适当的功率电平。在此特定实施例中，泵浦信号32b具有近似280毫瓦的总泵浦功率。在此特定实施例中，泵浦源30b操作以生成近似200毫瓦的第一泵浦信号波长和近似140毫瓦的第二泵浦信号。在其它实施例中，泵浦源30b可操作以生成例如以下功率电平的第一或第二泵浦波长：100毫瓦、160毫瓦、180毫瓦、0.5瓦、1瓦、2.5瓦、或者任何其它适当的功率电平。
端终端11操作以向通信跨段20引入光信号16以用于传送到端终端13。在此示例中，光信号16包括位于C波段(例如，1530-1565纳米范围)以外的多个光信道。本发明的一个方面认识到，通过在跨段20内实现拉曼放大，系统10的容量可被增加以包括C波段以外的波长。在此特定实施例中，光信号16包括位于1567-1593纳米波长范围内的多个信道15。在其它实施例中，光信号16可包括位于例如L波段或扩展L波段(例如，1593-1620纳米波长范围、或者1567-1620纳米波长范围、或者在C波段以外的任何其它所需波长或波长范围)内的多个信道15。
在此示例中，光信号16包括在1567-1593纳米波长范围内的至少三十(30)个光信道15。在其它示例中，光信号16可包括例如大于或等于三十(30)个光信道、大于或等于六十(630)个光信道、大于或等于一百二十(120)个光信道、或者任何其它所需数目的光信道。在此特定实施例中，信号16的三十(30)个光信道包括100GHz(例如，0.8纳米)的信道间隔。在其它实施例中，信号16的光信道可包括例如五十(50)GHz(例如，0.4纳米)的信道间隔或者任何其它所需信道间隔。在此实施例中，光信号16以近似10Gb/s的比特率穿过通信跨段20。在其它实施例中，光信号16可以例如大于或等于2.5Gb/s、大于或等于20Gb/s、大于或等于40Gb/s的比特率或者任何其它所需比特率来穿过通信跨段20。在此示例中，DRA 21操作以在信号16穿过通信跨段20时对光信号16的各个光信道15进行放大。
本发明的一个方面认识到，无中继光通信系统的容量可通过以下方式来增加：引入泵浦信号以漂白该无中继通信系统的ROPA并在通信跨段20的光纤的低损耗区域和/或分布式拉曼放大器21中传送多个光信道。在大多数情况下，通信跨段20的光纤的低损耗区域将包括L波段或扩展L波段(例如，1567-1620纳米范围)内的光信号波长。
在一些实施例中，系统10可以最小阈值功率电平或接近该最小阈值功率电平向通信跨段20引入信号16，并在通过跨段20来传送信号16时将信号16放大到最大阈值功率电平。“最大阈值功率电平”是下述光信号功率电平：在该功率电平处，通过进一步增加光信号功率电平，在通信跨段的接收端处测得的系统性能不再改善。
系统的最大阈值功率电平至少部分基于系统配置和在传输介质或通信跨段中实现的光纤类型。在大多数情况下，通信跨段内的一个或多个非线性互作用通常限制和/或决定了系统的最大阈值功率电平。换而言之，最大阈值功率电平限制了与光信号波长相关联的在它们被通过系统的传输介质来传送时的最大功率电平。通过限制多波长光信号的最大功率，非线性互作用也可限制特定系统的通信跨段长度或者传输距离。即，非线性互作用可限制光信号的最大无中继传输距离。这些非线性效应可以包括例如四波混频、交叉相位调制、自相位调制、受激布里渊(Brillouin)散射、或者这些或其它非线性效应的组合。
系统的最小阈值功率电平至少部分基于系统10的配置和在跨段20中实现的光纤类型。在大多数情况下，多径干扰(MPI)通常限制和/或决定了系统的最小阈值功率电平。换而言之，最小阈值功率电平限制了在光信号波长通过系统的传输介质来传送时可以向各个光信号波长引入的最大增益量。在本文档通篇中使用的词“最小阈值功率电平”指的是光信号的下述功率电平：在该功率电平处，可以向信号引入最大增益量以使得该信号的功率电平达到最大阈值功率电平。“最大增益量”是下述增益量：在该增益量处，对信号的任何可感知的增益增加都将引入比从该增益增加得到的收益大的性能代价，这主要是由于MPI。
在此特定实施例中，终端11包括无功率放大器(boosterless)端终端，其使用跨段20的光纤的至少一部分作为分布式拉曼放大器，该分布式拉曼放大器在信号16穿过跨段20时，将信号16从最小阈值功率电平放大到最大阈值功率电平。术语“无功率放大器端终端”指的是下述端终端：该端终端以近似最小阈值功率电平向传输光纤引入一个或多个光信号波长。此外，无功率放大器端终端是这样的端终端，该端终端基本上没有在将多波长光信号引入到通信跨段或传输光纤之前将该光信号放大到通信系统的近似最大阈值功率电平的放大器。
在此示例中，无功率放大器端终端11以近似最小阈值功率电平向跨段20引入信号16。信号16的最小阈值功率电平可以包括例如近似大于或等于负十二(-12)dBm、大于或等于负十(-10)dBm、大于或等于负六(-6)dBm、或者任何其它适当值。在大多数情况下，信号16的最小阈值功率电平可以包括例如近似小于等于零dBm、小于等于负二(-2)dBm、小于等于负四(-4)dBm、或者任何其它适当值。无功率放大器端终端11还操作以向跨段20引入泵浦信号32a，以将信号16放大到系统10的最大阈值功率电平。在此特定示例中，泵浦信号32a关于信号16通向传播通过跨段20。在大多数情况下，泵浦信号32a可以包括例如下述功率电平：大于或等于二分之一(0.5)瓦特、大于或等于一(1)瓦特、大于或等于二(2)瓦特、大于或等于二又二分之一(2.5)瓦特。
在此示例中，以近似最小阈值功率电平将信号16引入到跨段通信跨段20并使用泵浦信号32a在跨段20内将信号16放大到最大阈值功率电平操作来增加泵浦信号32a在通信跨段20内有效地与信号16互作用(例如，传送能量或放大)的距离。增加泵浦信号32a在通信跨段20内与信号16有效互作用的距离可有利地延伸或延迟信号16在跨段20内到达最大阈值功率电平的点。例如，信号16到达最大阈值功率电平的点可以近似离终端11大于或等于三十(30)km、离终端11大于或等于四十(40)km、或者离终端11大于或等于五十(50)km。在一些情况下，这可将系统10的延伸范围延伸例如近似大于或等于三十(30)km、大于或等于四十(40)km、或者大于或等于五十(50)km。延伸或延迟信号16在跨段20内到达最大阈值功率电平的点可允许系统10增加其容量距离积，同时维持令人满意的系统性能。
在大多数情况下，在跨段20内将信号16从近似最小阈值功率电平放大到近似最大阈值功率电平趋于增加信号16和泵浦信号32a在跨段20内互作用的时间长度。即，泵浦信号32a的一个或多个泵浦波长操作以在增加长度的跨段20内向信号16的各个光信号波长引入增益。在增加长度的跨段20上向信号16引入增益可以有利地将信号16的光信号波长维持在比下述相当光信号高的功率电平上：所述相当光信号在将其信号引入到通信跨段之前将那些信号放大到近似最大阈值功率电平。
以近似最小阈值功率电平将信号16引入到跨段20也可操作以将信号16的光信号波长15的功率电平相对地维持在比下述相当光信号高的功率电平上：所述相当光信号在将其信号引入到通信跨段之前将那些信号放大到近似最大阈值功率电平。在大多数情况下，增加泵浦信号32a与信号16有效互作用的跨段20的长度操作以将泵浦信号32a的功率电平维持在相对较高电平处。将泵浦信号32a的功率电平维持在相对较高功率电平可以至少在通信跨段20的一部分上将信号16的光信号波长15的功率电平维持在相对较高的功率电平处。
本发明的另一个方面认识到：通过实现无功率放大器终端可以降低系统成本，并且通过实现在信号16穿过通信跨段20时将多波长光信号16放大到最大阈值功率电平的一个或多个泵浦信号可以维持或者甚至提高系统性能。
在各个实施例中，一个或多个泵浦信号32a和/或32b可以包括一个或多个分数拉曼阶泵浦波长以及一个或多个整数拉曼阶泵浦波长。“分数阶拉曼泵浦波长”是拉曼增益峰值不是从正通过系统传送的任何光信号波长偏移一个斯托克斯偏移量(stokes shift)(例如，近似13.2THz)的整数倍的泵浦波长。换而言之，分数拉曼阶泵浦波长可以包括拉曼增益峰值为从所有光信号15a-15n偏移一个斯托克斯偏移量的非整数倍的任何泵浦波长。
在一些实施例中，泵浦信号32a和/或32b可以包括多个第一拉曼阶泵浦波长和多个分数拉曼阶泵浦波长，用于放大至少第一拉曼阶泵浦波长。虽然泵浦信号32b可以包括多个第一和分数拉曼阶泵浦波长，但是在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用整数和/或分数拉曼阶泵浦波长的任何其它组合。在其它实施例中，泵浦信号32a可以包括一个或多个整数拉曼阶泵浦波长以及一个或多个分数拉曼阶泵浦波长。在其它实施例中，泵浦信号32a和32b两者都可以包括一个或多个整数拉曼阶泵浦波长以及一个或多个分数拉曼阶泵浦波长。
本发明的一个方面认识到，系统10在跨段20或DRA 21内经历增益的点可通过在泵浦信号32a和/或泵浦信号32b内实现一个或多个泵浦分数拉曼泵浦波长来增加。即，多波长信号16经历来自泵浦信号32a和/或32b的增益的点(例如，从端终端11和13开始的距离)可以通过使用泵浦信号32a和/或32b内的一个或多个分数拉曼阶泵浦波长来增加。传统设计方案可能尚未将这个技术视为是有利的，因为引入分数拉曼阶泵浦波长以放大整数拉曼阶泵浦波长趋于降低在泵浦波长之间的能量传送的效率。但是，在增加长度的跨段20内向整数拉曼阶泵浦波长引入相对较低的增益能够有利地延伸或延迟系统10在跨段20或DRA 21内经历增益的点。
在大多数情况下，在泵浦信号32a和/或泵浦信号32b内实现一个或多个分数拉曼阶泵浦波长趋于降低第一拉曼阶泵浦波长耗尽与分数拉曼阶泵浦波长相关联的光功率的速率。即，实现一个或多个分数拉曼阶泵浦波长降低了从分数拉曼阶泵浦波长向第一拉曼阶泵浦波长的能量传送效率。因为降低的效率，所以分数拉曼阶泵浦波长操作以在增加长度的跨段20和/或DRA 21内向第一拉曼阶泵浦波长引入相对较低的增益。在增加长度的跨段20和/或DRA 21内向第一拉曼阶泵浦波长引入相对较低的增益可以有利地将第一拉曼阶泵浦波长维持在比下述相当泵浦信号高的功率电平处：所述相当泵浦信号仅仅实现了在跨段20或DRA 21的至少一部分上的内部拉曼阶(inter Raman order)泵浦波长。
图2是对第一光信号202和第二光信号进行比较的曲线图，其中，第一光信号202被从包括功率放大器的端终端传送，而第二光信号204被从系统200的无功率放大器端终端传送。在各个实施例中，系统200在结构和功能上可以与图1的无中继系统10基本相似。图2所示的系统200的特定参数、分量和功率电平以及光信号202和204的功率电平仅仅用于例示目的，而不意图限制本发明的范围。应当了解，可以使用参数、分量和功率电平的其它组合，而不会脱离本发明的范围。在所图示的实施例中，系统200包括近似十三(+13)dBm的最大阈值功率电平和近似负七(-7)dBm的最小阈值功率电平。虽然在这个示例中，最大和最小阈值功率电平分别包括+13dBm和-7dBm，但是在不脱离本发明的范围的情况下可以使用任何其它适当的最大和最小阈值功率电平。
在这个示例中，系统200包括含有标准单模光纤的通信跨段，标准单模光纤辅助一个或多个光信号传送通过系统200。在第一实施例中，系统200的通信跨段以系统200的近似最大阈值功率电平，从包括功率放大器的端终端接收第一光信号202。在该实施例中，功率放大器操作以在第一光信号202被引入到系统200的通信跨段之前，将第一光信号202放大到系统200的近似最大阈值功率电平(例如，+13dBm)。
传统光通信系统通常实现一个或多个功率放大器(booster amplifier)以在将多波长光信号发射到通信跨段或传输光纤之前将该光信号放大到近似最大阈值功率电平。例如，传统光通信系统通常包括一个或多个功率放大器，这些功率放大器能够接收并放大第一光信号202的波长，以将那些信号准备好经通信跨段传输。在大多数情况下，该一个或多个功率放大器操作以将第一光信号202放大到系统的最大阈值功率电平的至少百分之八十(80％)。
如上所述，传统光通信系统通常试图在将光信号引入到通信跨段或传输介质之前将该光信号的发射功率最大化。在大多数情况下，这些传统系统通常实现一个或多个功率放大器以在将光信号引入到通信跨段或传输光纤之前将光信号放大到系统的近似最大阈值功率电平。通过以近似最大阈值功率电平将该光信号引入到通信跨段，诸如SBS之类的非线性互作用可限制这些光信号在传统系统中的最大无中继传输距离。其结果是，传统系统的光信号通常在或接近通信跨段的开始处实现最大阈值功率电平。
在第二实施例中，系统200的通信跨段以系统200的近似最小阈值功率电平(例如，-7dBm)从无功率放大器端终端接收第二光信号204。在该实施例中，无功率放大器端终端实质上没有在将第二光信号204引入到通信跨段之前将第二光信号204放大到系统200的近似最大阈值功率电平的放大器。
在该第二实施例中，系统200还包括泵浦源，该泵浦源能够生成一个或多个泵浦信号以用于引入到系统200的通信跨段。在一些情况下，泵浦源和泵浦信号的结构和功能可以分别与图1的泵浦源30和泵浦信号32a基本相似。在该实施例中，泵浦源操作以引入泵浦信号，该泵浦信号在光信号204穿过系统200的通信跨段的一部分时与光信号204同向传播。虽然在这个示例中，泵浦信号与光信号204同向传播，但是该泵浦信号的至少一部分可以与光信号204反向传播，而不会脱离本发明的范围。在这个特定实施例中，在第二光信号204穿过通信跨段时，泵浦信号将第二光信号204放大到系统200的最大阈值功率电平。在各个实施例中，泵浦源能够生成具有例如下述总功率的泵浦信号：0.5瓦特、1瓦特、2.5瓦特、或者任何其它适当的功率电平。
在这个示例中，线202表示在第一光信号通过系统200的通信跨段传送时第一光信号的功率电平，而线204表示在第二光信号通过系统200的通信跨段传送时第二光信号的功率电平。在这个示例中，横轴表示光信号202和204已经穿过系统200的通信跨段的距离，而纵轴表示光信号的功率电平。
这个曲线图示出：在光信号204穿过通信跨段时将第二光信号204从最小阈值功率电平放大到最大阈值功率电平可以有利地将第二光信号204维持在下述功率电平，该功率电平在通信跨段的至少一部分上高于与第一光信号202相关联的功率电平。特别地，在光信号202和204的每一个穿过通信跨段的近似三十公里之后，第二光信号204的功率电平被维持在比第一光信号202的功率电平高的功率电平上。因为第二光信号204处在比第一光信号202高的功率电平上，所以系统200的延伸范围和/或第二光信号204可以传递通过该通信跨段的距离可以有利地得以增加。
这个曲线图还示出：与第一光信号202相比，在光信号204穿过通信跨段时将第二光信号204从最小阈值功率电平放大到最大阈值功率电平有利地延伸或延迟了第二光信号204在通信跨段内到达其最大功率电平的点。特别地，第一光信号202的最大信号功率电平在光信号202被引入到通信跨段时发生，而第二光信号204的最大信号功率电平在第二光信号204穿过通信跨段的近似四十五公里之后发生。延伸或延迟信号204在通信跨段内到达最大阈值功率电平的点可允许系统200增加其容量，同时维持令人满意的系统性能。
图3A是将从系统300的第一端终端传送的第一光信号302与从第二端终端传送的第二光信号304相比较的曲线图。在各个实施例中，系统300在结构和功能上可与图1的无中继系统10基本相似。图3A所示的系统300的特定参数、分量和功率电平以及光信号302和304的功率电平仅仅用于例示的目的，而并不意图限制本发明的范围。应当了解，可以使用参数、分量和功率电平的其它组合，而不会脱离本发明的范围。
在这个示例中，系统300包括通信跨段和ROPA，其中，该通信跨段包括辅助一个或多个光信号传送通过系统300的标准单模光纤，ROPA能够在光信号穿过系统300时对该信号进行放大。在此示例中，通信跨段包括近似1561纳米的零色散波长。在所图示的实施例中，系统300包括近似十一(+11)dBm的最大阈值功率电平。虽然在此示例中最大阈值功率电平包括+11dBm，但是可以使用任何其它适当的最大阈值功率电平，而不会脱离本发明的范围。
在第一实施例中，系统300的通信跨段以系统300的近似最大阈值功率电平从端终端接收第一光信号302。在该实施例中，功率放大器操作以在第一光信号302被引入到系统300的通信跨段之前将第一光信号302放大到系统300的近似最大阈值功率电平(例如，+11dBm)。
在第一实施例中，系统300还包括ROPA和泵浦源，泵浦源生成用于在光信号302已经穿过系统300的近似200公里之后在ROPA内放大信号302的泵浦信号。在该实施例中，在光信号302穿过系统300的通信跨段的一部分时，泵浦信号与光信号302反向传播。在第一实施例中，泵浦信号包括近似1480纳米的泵浦波长，而光信号302以近似2.5Gb/s穿过通信跨段并包括在1530-1565纳米波长范围内的八(8)个光信道。
在第二实施例中，系统300的通信跨段以近似负四(-4)dBm从第二端终端接收第二光信号304。在该实施例中，系统300操作以在光信号304穿过通信跨段时将光信号304放大到系统300的近似最大阈值功率电平。
在第二实施例中，系统300也包括泵浦源，该泵浦源能够生成用于引入到系统300的通信跨段的一个或多个泵浦信号。在一些情况下，该泵浦源和泵浦信号的结构和功能可分别与图1的泵浦源30b和泵浦信号32b基本相似。在此实施例中，泵浦源操作以引入泵浦信号，该泵浦信号在光信号304穿过系统300的通信跨段的一部分时与光信号304反向传播。虽然在此示例中泵浦信号与光信号304反向传播，但是泵浦信号的至少一部分可以与光信号304同向传播，而不会脱离本发明的范围。
在第二实施例中，泵浦信号操作以在第二光信号304穿过ROPA和接收端终端(例如，图1的DRA 21)之间的通信跨段时通过拉曼放大来放大该信号并漂白ROPA。系统300操作以通过引入具有能够激励ROPA的稀土掺铒光纤的至少一个中心波长的泵浦信号来漂白ROPA。在此特定实施例中，光信号304在其穿过ROPA时经历近似一(1)dB的增益。在此特定实施例中，泵浦信号包括近似1465纳米的第一泵浦波长和近似1497纳米的第二泵浦波长。虽然在此示例中泵浦信号包括两个特定泵浦波长，但是可使用任何其它数目的波长或任何其它特定波长，而不会脱离本发明的范围。
在第二实施例中，系统300操作以通过引入以下泵浦信号来漂白ROPA：该泵浦信号具有能够激励ROPA的稀土掺杂光纤的至少一个中心波长且具有能够最小化否则将归因于ROPA的对光信号304的衰减的功率电平。在第二实施例中，泵浦信号具有近似280毫瓦的总泵浦功率。虽然在此示例中泵浦信号具有280毫瓦的总泵浦功率，但是可使用任何其它适当的功率电平，而不会脱离本发明的范围。在此特定示例中，泵浦源操作以生成近似200毫瓦的第一泵浦信号波长和近似140毫瓦的第二泵浦信号。虽然在此示例中泵浦源生成特定功率电平的泵浦信号波长，但是可生成其它功率电平而不会脱离本发明的范围。
在第二实施例中，光信号304包括在1567-1593纳米波长范围内的至少三十(30)个光信道。虽然在此示例中光信号304包括在特定波长范围内的三十个光信道，但是光信号304可包括在L波段或扩展L波段内的任何其它数目的信道，而不会脱离本发明的范围。在其它实施例中，光信号304可包括C波段内的一个或多个光信道。在此特定实施例中，信号304的三十(30)个光信道包括100GHz(例如，0.8纳米)的信道间隔。在其它实施例中，信号304的光信道可包括例如五十(50)GHz(例如，0.4纳米)的信道间隔或者任何其它所需信道间隔。在此实施例中，光信号304以近似10Gb/s的信息比特率穿过系统300的通信跨段。虽然在此示例中光信号304以10Gb/s穿过通信跨段，但是光信号304可以任何其它比特率穿过通信跨段，而不会脱离本发明的范围。
在此示例中，线条302表示在第一光信号被传送通过系统300的通信跨段时第一光信号的光信道之一的第一光信号功率电平，而线条304表示在第二光信号被传送通过系统300的通信跨段时第二光信号的光信道之一的第二光信号功率电平。在此示例中，横轴表示光信号302和304已经穿过系统300的通信跨段的距离，而纵轴表示光信号的功率电平。
图3B是将从系统310的第一端终端传送的第一光信号312与从第二端终端传送的第二光信号314相比较的曲线图。在各个实施例中，系统310在结构和功能上可与图1的无中继系统10基本相似。图3B所示的系统310的特定参数、分量和功率电平以及光信号312和314的功率电平仅仅用于例示的目的，而并不意图限制本发明的范围。应当了解，可以使用参数、分量和功率电平的其它组合，而不会脱离本发明的范围。
在这个示例中，系统310包括通信跨段和ROPA，其中，该通信跨段包括辅助一个或多个光信号传送通过系统310的标准单模光纤，ROPA能够在光信号穿过系统310时对该信号进行放大。在此示例中，通信跨段包括近似1561纳米的零色散波长。在所图示的实施例中，系统310包括近似十一(+11)dBm的最大阈值功率电平。虽然在此示例中最大阈值功率电平包括+11dBm，但是可以使用任何其它适当的最大阈值功率电平，而不会脱离本发明的范围。
在第一实施例中，系统310的通信跨段以系统310的近似最大阈值功率电平从端终端接收第一光信号312。在该实施例中，功率放大器操作以在第一光信号312被引入到系统310的通信跨段之前将第一光信号312放大到系统310的近似最大阈值功率电平(例如，+11dBm)。
在第一实施例中，系统310还包括ROPA和泵浦源，泵浦源生成用于在光信号312已经穿过系统310的近似200公里之后在ROPA内放大信号312的泵浦信号。在该实施例中，在光信号312穿过系统310的通信跨段的一部分时，泵浦信号与光信号312反向传播。在第一实施例中，泵浦信号包括近似1480纳米的泵浦波长，而光信号312以近似2.5Gb/s穿过通信跨段并包括在1530-1565纳米波长范围内的八(8)个光信道。
在第二实施例中，系统310的通信跨段以近似负四(-4)dBm从第二端终端接收第二光信号314。在该实施例中，系统310操作以在光信号314穿过通信跨段时将光信号314放大到系统310的近似最大阈值功率电平。
在第二实施例中，系统310也包括泵浦源，该泵浦源能够生成用于引入到系统310的通信跨段的一个或多个泵浦信号。在一些情况下，该泵浦源和泵浦信号的结构和功能可分别与图1的泵浦源30b和泵浦信号32b基本相似。在此实施例中，泵浦源操作以引入泵浦信号，该泵浦信号在光信号314穿过系统310的通信跨段的一部分时与光信号314反向传播。虽然在此示例中泵浦信号与光信号314反向传播，但是泵浦信号的至少一部分可以与光信号314同向传播，而不会脱离本发明的范围。
在第二实施例中，泵浦信号操作以在第二光信号314穿过ROPA和接收端终端(例如，图1的DRA 21)之间的通信跨段时通过拉曼放大来放大该信号并漂白ROPA。系统310操作以通过引入具有能够激励ROPA的稀土掺铒光纤的至少一个中心波长的泵浦信号来漂白ROPA。在此特定实施例中，光信号314在其穿过ROPA时经历近似负二(-2)dB的损耗。在此特定实施例中，泵浦信号包括近似1465纳米的第一泵浦波长和近似1497纳米的第二泵浦波长。虽然在此示例中泵浦信号包括两个特定泵浦波长，但是可使用任何其它数目的波长或任何其它特定波长，而不会脱离本发明的范围。
在第二实施例中，系统310操作以通过引入以下泵浦信号来漂白ROPA：该泵浦信号具有能够激励ROPA的稀土掺杂光纤的至少一个中心波长且具有能够最小化否则将归因于ROPA的对光信号314的衰减的功率电平。在第二实施例中，泵浦信号具有近似260毫瓦的总泵浦功率。虽然在此示例中泵浦信号具有260毫瓦的总泵浦功率，但是可使用任何其它适当的功率电平，而不会脱离本发明的范围。在此特定示例中，泵浦源操作以生成近似180毫瓦的第一泵浦信号波长和近似140毫瓦的第二泵浦信号。虽然在此示例中泵浦源生成特定功率电平的泵浦信号波长，但是可生成其它功率电平而不会脱离本发明的范围。
在第二实施例中，光信号314包括在1567-1593纳米波长范围内的至少三十(30)个光信道。虽然在此示例中光信号314包括在特定波长范围内的三十个光信道，但是光信号314可包括在L波段或扩展L波段内的任何其它数目的信道，而不会脱离本发明的范围。在此特定实施例中，信号314的三十(30)个光信道包括100GHz(例如，0.8纳米)的信道间隔。在其它实施例中，信号314的光信道可包括例如五十(50)GHz(例如，0.4纳米)的信道间隔或者任何其它所需信道间隔。在此实施例中，光信号314以近似10Gb/s的信息比特率穿过系统310的通信跨段。虽然在此示例中光信号314以10Gb/s穿过通信跨段，但是光信号314可以任何其它比特率穿过通信跨段，而不会脱离本发明的范围。
在此示例中，线条312表示在第一光信号被传送通过系统310的通信跨段时第一光信号的功率电平，而线条314表示在第二光信号被传送通过系统310的通信跨段时第二光信号的功率电平。在此示例中，横轴表示光信号312和314已经穿过系统310的通信跨段的距离，而纵轴表示光信号的功率电平。
这些曲线图示出了可通过引入泵浦信号以漂白无中继通信系统的ROPA并在通信跨段的光纤的低损耗区域和/或分布式拉曼放大器中传送多个光信道来增加无中继光通信系统的容量。在大多数情况下，通信跨段的光纤的低损耗区域将包括L波段或扩展L波段(例如，1567-1620纳米范围)内的光信号波长。
这些曲线图还示出了无中继光通信系统的容量可从1530-1565纳米波长范围内的八(8)个光信道增加到1567-1593纳米内的至少三十(30)个光信道，而不会显著地影响光信号在通信跨段的末端处的功率电平。
图4是示出实现大容量无中继光通信系统的方法400的一个示例的流程图。在一个特定实施例中，光信号可在图1的无中继系统10内被放大。在各个实施例中，系统10可包括能够生成多个光信号信道15的一个或多个发射机12a-12n，每个光信号信道15包括一光中心波长。在一些实施例中，发射机12可包括能够改善信号15的Q因子和系统10的误比特率的前向纠错(FEC)模块。在其它实施例中，系统10还可包括组合器14，该组合器14能够将多个光信号波长15的各个组合成一个多波长信号16以经由通信跨段20传送。
在此示例中，方法400在步骤410通过以至少10Gb/s的比特率生成光信号16而开始。虽然光信号16被以至少10Gb/s的比特率来生成，但是可使用其它比特率，而不会脱离本发明的范围。在此示例中，端终端11操作以将光信号16引入通信跨段20以用于传送到端终端13。在此实施例中，光信号16包括位于C波段(例如1530-1565纳米范围)以外的多个光信道。在此特定实施例中，光信号16包括位于1567-1593纳米波长范围内的多个信道15。在其它实施例中，光信号16可包括位于例如L波段波长范围、扩展L波段波长范围、或者在C波段以外的任何其它所需波长或波长范围内的多个信道15。
在此示例中，光信号16包括1567-1593纳米波长范围内的至少三十(30)个光信道。虽然在此示例中信号16包括三十个光信道，但是可使用任何其它数目的光信道，而不会脱离本发明的范围。在此特定实施例中，信号16的三十(30)个光信道包括100GHz(例如，0.8纳米)的信道间隔。在其它实施例中，信号16的光信道可包括例如五十(50)GHz(例如，0.4纳米)的信道间隔或者任何其它所需信道间隔。在此示例中，DRA 21操作以在信号16穿过通信跨段20时放大光信号16的各个光信道15。
方法400在步骤420通过在远端光泵放大器(ROPA)34处接收光来继续。ROPA 34可包括例如一条或多条稀土掺杂光纤，例如掺铒或掺铥光纤。在此特定实施例中，ROPA 34包括光隔离器36和稀土掺杂光纤38。
在此示例中，在步骤420，泵浦源30b生成至少一个泵浦信号32b并将泵浦信号32b引入到通信跨段20。为了增加包括ROPA的所部署无中继系统的容量，端终端13引入泵浦信号32b以在DRA 21内放大信号16并漂白ROPA 34。对于ROPA的衰减或损耗例如可以是0dB、小于或等于1dB、小于或等于2dB、小于或等于3dB、或者系统的任何其它可接受损耗水平。在一些情况下，泵浦信号可操作以在光信号穿过ROPA时向该光信号提供某增益。例如，光信号16可经历大于或等于一(1)dB、大于或等于二(2)dB、或者大于或等于四(4)dB的增益。在此特定实施例中，泵浦信号32b关于信号16反向传播通过DRA 21。虽然在此示例中泵浦信号32b与光信号16反向传播，但是泵浦信号32b的至少一部分可与光信号16同向传播，而不会脱离本发明的范围。
在此特定实施例中，系统10操作以通过引入具有能够激励ROPA 34的稀土掺杂光纤38的至少一个中心波长的泵浦信号来漂白ROPA 34。在此特定实施例中，泵浦信号32b包括具有近似1465纳米的中心波长的第一泵浦波长和具有近似1497纳米的中心波长的第二泵浦波长。虽然在此示例中泵浦信号32b包括在特定中心波长处的两个泵浦波长，但是可使用具有任何所需波长的任何其它数目的泵浦波长，而不会脱离本发明的范围。在一些实施例中，泵浦信号32b可包括在1450-1500纳米波长范围内的一个或多个波长。
在此特定实施例中，系统10操作以通过引入以下泵浦信号来漂白ROPA 34：该泵浦信号具有能够激励ROPA 34的稀土掺杂光纤38的至少一个中心波长且具有能够最小化否则将归因于ROPA 34的对光信号16的衰减的功率电平。在此特定实施例中，泵浦信号32b具有近似280毫瓦的总泵浦功率。虽然在此示例中泵浦信号32b具有280毫瓦的总泵浦功率，但是可使用任何其它所需总泵浦功率，而不会脱离本发明的范围。在此特定实施例中，第一泵浦信号波长包括近似200毫瓦的泵浦功率，而第二泵浦信号波长包括近似140毫瓦的泵浦功率。虽然在此示例中第一和第二泵浦信号波长包括特定功率电平，但是可使用任何其它所需功率电平而不会脱离本发明的范围。
在此示例中，端终端13在信号16已穿过通信跨段20的至少两百(200)公里之后接收到光信号16。虽然在此示例中通信跨段20包括至少200公里的跨段长度40，但是可使用任何其它跨段长度40，而不会脱离本发明的范围。
虽然已经在若干实施例中描述了本发明，但是可以启示本领域技术人员进行无数的改变、变化、变更、转换和修改，并且本发明意欲包含落在所附权利要求的精神和范围内的这些改变、变化、变更、转换和修改。

Claims (20)

1.一种无中继光通信系统，包括：
与无中继光通信系统的传输光纤的第一端耦合的远端光泵放大器(ROPA)，该ROPA可操作以从所述无中继光通信系统的第一端终端接收光信号，所述ROPA包括稀土掺杂光纤，所述光信号包括在1567-1620纳米波长范围内的多个光信号波长；以及
与所述传输光纤的第二端耦合的泵浦源，所述泵浦源可操作以生成在所述传输光纤的至少一部分内与所述光信号反向传播的泵浦信号，所述传输光纤的所述至少一部分包括分布式拉曼放大器，该分布式拉曼放大器可操作以通过拉曼放大来放大所述光信号，所述泵浦信号包括功率电平和可操作以激励所述稀土掺杂光纤的至少一个泵浦信号波长，其中，所述ROPA向所述光信号引入不大于四(4)分贝的损耗。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述传输光纤基本没有需要电功率的光组件。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述光信号包括至少三十(30)个光信道。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述至少三十个光信道包括近似100GHz的信道间隔。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述光信号包括至少六十(60)个光信道。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述ROPA向所述光信号引入不大于二(2)分贝的损耗。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述ROPA向所述光信号引入不大于五(5)分贝的增益。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个泵浦信号波长包括在1450-1500纳米波长范围内的中心波长。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个泵浦信号波长的所述功率电平包括至少100毫瓦。
10.如权利要求1所述的系统，还包括：
包括所述泵浦源的第二端终端，该第二端终端可操作以在所述至少一个光信号穿过所述传输光纤之后接收该至少一个光信号，其中，所述第一端终端与所述无中继系统的第一端耦合，而所述第二端终端与所述无中继系统的第二端耦合。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述第一端终端包括无功率放大器的端终端，该无功率放大器的端终端包括第一泵浦源，该第一泵浦源能够生成用于由所述传输光纤接收的至少另一个泵浦信号，其中，所述至少另一个泵浦信号与所述光信号的至少一部分同向传播。
12.一种无中继光通信系统，包括：
与所述无中继系统的第一端耦合的第一端终端，所述第一端终端可操作以按至少2.5Gb/s的比特率生成光信号，所述光信号包括至少三十个光信道，其中，所述三十个光信道中的至少一些位于1567-1620纳米波长范围内；
与所述第一端终端耦合的远端光泵放大器(ROPA)，该ROPA可操作以接收由所述第一端终端生成的所述光信号，所述ROPA包括稀土掺杂光纤；以及
与所述无中继系统的第二端耦合的第二端终端，该第二端终端可操作以接收所述光信号，所述第二端终端可操作以向所述无中继通信系统的通信跨段引入可操作以放大所述光信号的泵浦信号，所述泵浦信号包括可操作以激励所述稀土掺杂光纤的至少一个泵浦信号波长，其中，所述第一端终端和第二端终端之间的距离包括至少200公里。
13.如权利要求12所述的系统，其中，所述泵浦信号在所述通信跨段的至少一部分内与所述光信号反向传播。
14.如权利要求12所述的系统，其中，所述至少一个泵浦信号波长包括至少100毫瓦的功率电平。
15.如权利要求12所述的系统，其中，所述至少一个泵浦信号波长包括在1450-1500纳米波长范围内的中心波长。
16.如权利要求12所述的系统，其中，所述ROPA向所述光信号引入不大于二(2)分贝的损耗。
17.一种在无中继光通信系统中传送光信号的方法，所述方法包括：
以至少2.5Gb/s的比特率生成光信号，该光信号包括至少三十个光信道，其中，所述三十个光信道中的至少一些位于1567-1620纳米波长范围内；
在远端光泵放大器(ROPA)处接收所述光信号，所述ROPA包括稀土掺杂光纤；
向所述无中继光通信系统的通信跨段引入泵浦信号，所述泵浦信号在所述通信跨段内通过拉曼放大来放大所述光信号，所述泵浦信号包括可操作以激励所述稀土掺杂光纤的至少一个泵浦信号波长；以及
在所述光信号已经穿过所述通信跨段的至少200公里之后接收该光信号。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述泵浦信号在所述通信跨段的至少一部分内与所述光信号反向传播。
19.如权利要求17所述的方法，其中，所述至少一个泵浦信号波长包括至少100毫瓦的功率电平和在1450-1500纳米波长范围内的中心波长。
20.如权利要求17所述的方法，其中，所述ROPA向所述光信号引入不大于二(2)分贝的损耗。
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