CN104365046A - 光学网络和光学网络元件 - Google Patents

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Abstract

提出了一种光学网络，包括第一组光纤、多模复用器、多模放大器、多模解复用器以及第二组光纤，其中，第一组光纤通过多模复用器连接至多模放大器，以及其中，多模放大器通过多模解复用器连接至第二组光纤。相应地，提供了光学网络元件。

Description

光学网络和光学网络元件
本发明涉及光学网络和光学网络元件。
必需经过长距离传输的数据量持续增加。过去，波分复用、提供增加的谱密度和极化分集的调制格式已经被成功引入以应对该需求。现在，正在探讨通过使用模式复用来增强光纤容量。
使用不同模式的光纤进行数据通信尤其导致以下问题：
(1)迄今为止，现有光纤设备的使用对于新技术的引入是主要限制，因为这些光纤设备不能用于利用多重模式。因此，需要安装新光纤而导致可观的成本。
(2)现有技术遗留了关于诸如光学放大器的未解决问题，光学放大器以同步方式为几种模式提供放大。
作为替代，可通过在同一电缆内使用若干光纤来增加容量。该选择利用了这样的事实，即现代电缆包含高达约1000根的光纤并且提供这些光纤已被部署的优势。
图1示出了单独使用的若干传输光纤的示例性实施方式，即，恰好一根传输光纤连接至放大器的输入(例如，掺饵光纤放大器)等。每个传输光纤-放大器-传输光纤-放大器布置被用于仅传递单个模式。
图2示出了多模布置，包括连接至多模传输光纤、连接至下一级多模EDFA和随后的多模传输光纤等的多模EDFA。
因此，图1利用具有独立放大器的并行单模链路。可通过使用多模光纤和多模放大器获得与图2所示的配置相同的容量。多模方法具有需要减少的网络元件数量的优势，但是，在另一方面，需要能够处理多模传输的光纤。
本文提出的解决方案提供了用于通过现有的包含若干传输光纤的电缆传递信息的替代方法。
根据独立权利要求的特征解决该问题。从属权利要求产生其他实施方式。
为克服该问题，提供了一种光学网络，包括：
-第一组光纤
-多模复用器
-多模放大器
-多模解复用器，以及
-第二组光纤
-其中，第一组光纤通过多模复用器连接至多模放大器，以及
-其中，多模放大器通过多模解复用器连接至第二组光纤。
因此，解决方案允许结合多模放大器使用以前的单模光纤。因为不再需要大量的单模放大器，这节约了大量成本。多模放大器可以是掺铒光纤放大器。
在一个实施方式中，第一组光纤和第二组光纤包含相同数量的光纤。
在另一旨在具体用于具有光学开关功能的网络的实施方式中，第一组光纤和第二组光纤包含不同数量的光纤。
在另一实施方式中，第一组光纤和第二组光纤分别包括单模光纤。
在更进一步的实施方式中，单模光学放大器设置在第一组光纤和多模复用器之间和/或设置在多模解复用器和第二组光纤之间。
这种附加的单模放大器优选地提供有限(较小)的增益并避免或降低了噪声。
在下一个实施方式中，光学放大器包括至少一个泵(具体地，提供所需能量的激光源)，泵包括例如激光源(例如，二级管)，该泵联接至第一组光纤中的至少一根相应的光纤或联接至第二组光纤中的至少一根。
根据实施方式，一些单模光学放大器布置在第一组光纤以及多模复用器之间和/或布置在多模解复用器以及第二组光纤之间若干。
依据实施方式，若干单模光学放大器彼此独立工作并使用单独的泵。
仍然根据实施方式，若干光学放大器，特别是一组光学放大器，共享用于向不同的单模光纤提供所需能量的共同的泵。
在具体的解决方案中，一组放大器共享共同的泵并且另一组(至少一个放大器)由不同的泵供给。
在另一实施方式中，泵包括激光二极管，该激光二极管发射大体上等于980nm或1480nm波长的光。
依据另一实施方式，泵通过WDM联接器联接至各自的光纤。
根据实施方式，泵连接至分流器，其中，分流器联接至第一组光纤的光纤中的每根或联接至第二组光纤。
根据另一个实施方式，掺铒光纤布置在第一组光纤以及多模复用器之间和/或多模解复用器以及第二组光纤之间。
根据实施方式，单模光学放大器包括使能散射效应的装置，尤其是受激拉曼散射(stimulated Raman scattering)或受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering)。
因此，可通过诸如受激拉曼散射或受激布里渊散射的散射效应以获得单模分支中的放大。
在下一实施方式中，单模光学放大器提供参量放大。
在另一实施方式中，单模光学放大器包括掺杂稀土元素的光纤，特别是铒。
因此，为了提供放大，单模分支的部分掺杂诸如铒的稀土元素。
在又一实施方式中，在多模复用器和/或多模解复用器中实现单模光学放大器。
上述问题还可通过光学网络元件来解决，其中，光学网络元件包括：
-多模复用器
-多模放大器
-多模解复用器
-其中，第一组光纤通过多模复用器连接至多模放大器，以及
-其中，多模放大器通过多模解复用器连接至第二组光纤。
上述关于网络的实施方式相应地应用于网络元件。
在下面的附图中示出并说明了本发明的实施方式。
图3示出了具有多模放大器的示例性场景。
图4基于图3示出了允许通过提供共享共同的泵、并且仅提供小的增益的低成本单模放大器来降低附加噪声的实施方式。
假设存在多模放大器，其允许几种模式的同步放大(例如，参见Y.Yung等人的：用于空分复用传输系统的多模放大器的第一示范(First demonstration of multimode amplifier for spatial divisionmultiplexed transmission systems)，ECOC 2011,978-1-55752-932-9/11)。
图3示出了具有多模放大器301的示例性场景(例如，掺铒光纤放大器，EDFA)。传输光纤302至305连接至多模复用器306，多模复用器提供供应给该多模放大器301的组合信号。该多模放大器301通过多模解复用器307将该多模放大器301的输出传递至若干传输光纤308至311。传输光纤302至305以及308至311可以是单模传输光纤。
有益地，这种方法允许使用现有光纤并将它们与(优选低成本)多模放大器结合。
图4基于图3示出了允许通过提供共享公共的泵402、并仅提供小的增益的低成本单模放大器401来降低附加噪声的实施方式：泵402可以被实现为以等于980nm(或1480nm)的频率发光的激光二极管。泵402连接至分流器403，分流器403通过WDM耦合器404至407将光供给至传输光纤302至305中的每一个，传输光纤进一步通过掺铒光纤408至411连接至多模复用器306。
作为替代，放大器可以集成至复用及解复用单元中。
缩写列表：
EDFA：掺铒光纤放大器
WDM：波分复用

Claims (18)

1.一种光学网络，包括：
-第一组光纤
-多模复用器
-多模放大器；
-多模解复用器，以及
-第二组光纤
-其中，所述第一组光纤通过所述多模复用器连接至所述多模放大器，以及
-其中，所述多模放大器通过所述多模解复用器连接至所述第二组光纤。
2.根据权利要求1所述的网络，其中，所述第一组光纤和所述第二组光纤包括相同数量的光纤。
3.根据上述权利要求中任一项所述的网络，其中，所述第一组光纤和所述第二组光纤包括不同数量的光纤。
4.根据上述权利要求中任一项所述的网络，其中，所述第一组光纤和所述第二组光纤各自包括单模光纤。
5.根据上述权利要求中任一项所述的网络，其中，在所述第一组光纤以及所述多模复用器之间和/或在所述多模解复用器以及所述第二组光纤之间设置单模光学放大器。
6.根据权利要求5所述的网络，其中，所述单模光学放大器包括至少一个泵，所述泵耦合至所述第一组光纤中的至少一根相应的光纤或耦合至所述第二组光纤中的至少一根。
7.根据权利要求5所述的网络，其中，在所述第一组光纤与所述多模复用器之间和/或在所述多模解复用器与所述第二组光纤之间设置若干单模光学放大器。
8.根据权利要求7所述的网络，其中，所述若干单模光学放大器彼此独立工作并使用独立的泵。
9.根据权利要求7或8中的任一项所述的网络，其中，所述若干光学放大器，具体为一组光学放大器，共享公共的泵，所述泵用于向所述不同的单模光纤提供所需能量。
10.根据权利要求6、8或9中的任一项所述的网络，其中，所述泵包括激光二级管，激光二极管发射大体上等于980nm或1480nm的波长的光。
11.根据权利要求6、8、9或10中的任一项所述的网络，其中，所述泵通过WDM耦合器耦合至相应的光纤。
12.根据权利要求6或8至11中的任一项所述的网络，其中，所述泵连接至分流器，分流器耦合至所述第一组光纤的光纤中的每个或耦合至所述第二组光纤。
13.根据权利要求6或8至12中的任一项所述的网络，其中，在所述第一组光纤与所述多模复用器之间和/或在所述多模解复用器以及所述第二组光纤之间设置掺铒光纤。
14.根据权利要求5至13中的任一项所述的网络，其中，所述单模光学放大器包括使能散射效应的装置，具体为受激拉曼散射或受激布里渊散射。
15.根据权利要求5至14中的任一项所述的网络，其中，所述单模光学放大器提供参量放大。
16.根据权利要求5至15中的任一项所述的网络，其中，所述单模光学放大器包括掺杂稀土元素的光纤，稀土元素具体为铒。
17.根据权利要求5至16中的任一项所述的网络，其中，在所述多模复用器和/或所述多模解复用器中实现所述单模光学放大器。
18.一种光学网络元件，包括：
-多模复用器
-多模放大器
-多模解复用器
-其中，第一组光纤通过所述多模复用器连接至所述多模放大器，并且
-其中，所述多模放大器通过所述多模解复用器连接至第二组光纤。
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