CN105049123B - 共用远程增益单元的双向遥泵传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种共用远程增益单元的双向遥泵传输系统，包括两个方向的发送机、功率放大器、远程泵浦单元、第一传输光纤、第二传输光纤、第三传输光纤、前置放大器、色散补偿单元和接收机；其进一步包括同时为两个方向提供信号光放大功能的第一远程增益单元和第二远程增益单元；所述的双向遥泵传输系统可以划分为正向遥泵系统和反向遥泵系统，所述正向遥泵系统和反向遥泵系统的发送端和接收端均设置有远程泵浦单元，同时通过随路方式为分别为第一远程增益单元和第二远程增益单元提供泵浦信号光。该共用远程增益单元的双向遥泵传输系统可实现泵浦光的结合使用，两个远程增益单元具有四个光放大器的功能，从而实现超长距离光传输。

Description

共用远程增益单元的双向遥泵传输系统

技术领域

本发明属于光通信领域，尤其涉及一种共用远程增益单元的双向遥泵传输系统。

背景技术

超长跨距光传输系统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，超长跨距光传输系统可以降低系统建设成本，同时不包含电中继设备的特点使得其系统具有较强的可靠性和稳定性。

超长跨距光传输系统所采用的遥泵放大技术能在掺铒光纤放大器和拉曼光纤放大器基础上，进一步扩大系统的传输距离。遥泵技术是在光缆中插入掺饵光纤等增益介质以提供光放大，同时在该点不需供电设施，也不需人员维护，适合用于穿越沙漠、高原、湖泊、海峡等维护、供电不便的地区，减少了日常维护成本。

遥泵系统有随路泵浦和旁路泵浦两种泵浦结构，随路泵浦结构为信号光和泵浦光在同一根纤芯传输；旁路泵浦结构为信号光和泵浦光在两根纤芯传输。遥泵系统的远程增益单元可放置于系统发送端和接收端，如果同时放置时需使用两个远程增益单元，对于双向遥泵系统则需要四个远程增益单元；而对于旁路泵浦方式会浪费一根纤芯用于传送泵浦光，不利用光缆资源的最大化利用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种共用远程增益单元的双向遥泵传输系统，可以应用于海底光通信和陆地光通信的超长距离光通信系统。

本发明提供一种共用远程增益单元的双向遥泵传输系统，包括两个方向的发送机、功率放大器、远程泵浦单元、第一传输光纤、第二传输光纤、第三传输光纤、前置放大器、色散补偿单元和接收机；其进一步包括同时为两个方向提供信号光放大功能的第一远程增益单元和第二远程增益单元；所述的双向遥泵传输系统可以划分为正向遥泵系统和反向遥泵系统，所述正向遥泵系统和反向遥泵系统的发送端和接收端均设置有远程泵浦单元，同时通过随路方式为分别为第一远程增益单元和第二远程增益单元提供泵浦信号光；其中，所述第一远程增益单元的泵浦光由正向遥泵系统发送端的远程泵浦单元和反向遥泵系统接收端的远程泵浦单元共同提供，且第一远程增益单元同时为正向遥泵系统和反向遥泵系统提供信号光放大功能；所述第二远程增益单元的泵浦光由正向遥泵系统接收端的远程泵浦单元和反向遥泵系统发送端的远程泵浦单元共同提供，且第二远程增益单元同时为正向遥泵系统和反向遥泵系统提供信号光放大功能。

在上述技术方案中，所述的第一远程泵浦单元和第二远程泵浦单元的泵浦方式为随路结构。

在上述技术方案中，所述的第一远程增益单元和第二远程增益单元与系统终端之间的光纤长度范围均为80km～120km。

在上述技术方案中，所述的第一远程增益单元和第二远程增益单元均由环形器、掺铒光纤和波分复用器组成。

在上述技术方案中，所述的正向遥泵系统和反向遥泵系统的发送机的信号光速率可以为2.5Gb/s、10Gb/s、40Gb/s、100Gb/s。

在上述技术方案中，所述的正向遥泵系统和反向遥泵系统的发送端和接收端的远程泵浦单元既能为远程增益单元提供泵浦光，又能对业务信号光在传输光纤线路中进行分布式拉曼放大。

在上述技术方案中，所述的正向遥泵系统的发送端和第一远程增益单元之间的距离，与反向遥泵系统接收端和第一远程增益单元之间的距离相等。

在上述技术方案中，所述的正向遥泵系统的接收端和第二远程增益单元之间的距离，与反向遥泵系统发送端和第二远程增益单元之间的距离相等。

在上述技术方案中，所述的正向遥泵系统的第一远程增益单元和第二远程增益单元之间的距离，与反向遥泵系统第一远程增益单元和第二远程增益单元之间的距离相等。

在上述技术方案中，所述的远程泵浦单元的泵浦光波长范围均为1450nm～1500nm。

在上述技术方案中，所述的正向遥泵系统和反向遥泵系统的业务信号光采用不同的波长。

在上述技术方案中，所述的发送端光放大器为掺铒光纤放大器。

在上述技术方案中，所述的接收端光放大器为掺铒光纤放大器。

在上述技术方案中，所述的共用远程增益单元的双向遥泵系统包括正向遥泵系统和反向遥泵系统。

在上述技术方案中，正向遥泵系统包括顺次连接的光发射机、发送端光放大器、正向遥泵系统发送端的远程泵浦单元、第一传输光纤、第一远程增益单元、第二传输光纤、第二远程增益单元、第三传输光纤、正向遥泵系统接收端的远程泵浦单元、接收端光放大器、色散补偿单元和光接收机。

在上述技术方案中，反向遥泵系统包括顺次连接的光发射机、发送端光放大器、反向遥泵系统发送端的远程泵浦单元、第三传输光纤、第二远程增益单元、第二传输光纤、第一远程增益单元、第一传输光纤、反向遥泵系统接收端的远程泵浦单元、接收端光放大器、色散补偿单元和光接收机。

在上述技术方案中，第一远程增益单元和第二远程增益单元的位置由发送端光放大器的输出光功率、远程泵浦单元泵浦光功率和光纤损耗系数共同决定的。

本发明的有益效果是：

1、本发明的最大优点是在不改变传输编码方式、传输链路的入纤光功率等影响系统输出光信噪比的参数下，采用两组远程增益单元和四组远程泵浦单元，就可以实现双向遥泵系统。且与常规遥泵系统相比，系统输出光信噪比得到明显提高。

2、本发明适用于2.5Gb/s、10Gb/s、40Gb/s、100Gb/s之间任何速率的SDH和WDM光传输系统，适用于强度调制、幅度调制等编码方式，有利于系统的平滑升级。

3、本发明适用于海底和陆地上的超长跨距光传输系统。

附图说明

图1是共用远程增益单元的双向遥泵传输系统结构图；

图2是第一远程增益单元结构图；

图3是第二远程增益单元结构图；

其中

1：正向系统光发送机 2：正向系统发送端光放大器

3：正向系统发送端远程泵浦单元 4：正向系统第一传输光纤

5：第一远程增益单元 6：正向系统第二传输光纤

7：第二远程增益单元 8：正向系统第三传输光纤

9：正向系统接收端远程泵浦单元 10：正向系统接收端光放大器

11：正向系统色散补偿单元 12：正向系统光接收机

13：反向系统光发送机 14：反向系统发送端光放大器

15：反向系统发送端远程泵浦单元 16：反向系统第一传输光纤

17：反向系统第二传输光纤 18：反向系统第三传输光纤

19：反向系统接收端远程泵浦单元 20：反向系统接收端光放大器

21：反向系统色散补偿单元 22：反向系统光接收机

23：第一远程增益单元第一环形器 24：第一远程增益单元掺铒光纤

25：第一远程增益单元第二环形器 26：第一远程增益单元第一波分复用器

27：第一远程增益单元第二波分复用器

28：第二远程增益单元第一环形器 29：第二远程增益单元掺铒光纤

30：第二远程增益单元第二环形器 31：第二远程增益单元第一波分复用器

32：第二远程增益单元第二波分复用器

41：正向系统第一传输光纤的输出端

231：第一远程增益单元第一环形器1端口

232：第一远程增益单元第一环形器2端口

233：第一远程增益单元第一环形器3端口

251：第二远程增益单元第一环形器1端口

252：第二远程增益单元第一环形器2端口

253：第二远程增益单元第一环形器3端口

61：正向系统第二传输光纤的输入端

181：反向系统第三传输光纤的输入端

171：反向系统第二传输光纤的输出端

261：第一远程增益单元第一波分复用器公共端

262：第一远程增益单元第一波分复用器信号端

263：第一远程增益单元第一波分复用器泵浦端

271：第一远程增益单元第二波分复用器公共端

272：第一远程增益单元第二波分复用器信号端

273：第一远程增益单元第二波分复用器泵浦端

62：正向系统第二传输光纤的输出端

81：正向系统第三传输光纤输入端

281：第二远程增益单元第一环形器1端口

282：第二远程增益单元第一环形器2端口

283：第二远程增益单元第一环形器3端口

301：第二远程增益单元第二环形器1端口

302：第二远程增益单元第二环形器2端口

303：第二远程增益单元第二环形器3端口

172：反向系统第二传输光纤的输入端

161：反向系统第一传输光纤的输出端

311：第二远程增益单元第一波分复用器信号端

312：第二远程增益单元第一波分复用器泵浦端

313：第二远程增益单元第一波分复用器合波端

321：第二远程增益单元第二波分复用器泵浦端

322：第二远程增益单元第二波分复用器信号端

323：第二远程增益单元第二波分复用器公共端

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了共用远程增益单元的双向遥泵系统的示意性结构，包括正向遥泵系统(简称正向系统)和反向遥泵系统(简称反向系统)。

其中，正向遥泵系统包括顺次连接的正向系统光发送机1、正向系统发送端光放大器2、正向系统发送端远程泵浦单元3、正向系统第一传输光纤4、第一远程增益单元5、正向系统第二传输光纤6、第二远程增益单元7、正向系统第三传输光纤8、正向系统接收端远程泵浦单元9、正向系统接收端光放大器10、正向系统色散补偿单元11和正向系统光接收机12。所述正向系统光发送机1发出业务光信号后，正向系统发送端光放大器2对业务光信号进行放大，然后通过正向系统发送端远程泵浦单元3进入正向系统第一传输光纤4输入端，正向系统第一传输光纤4输出端进入第一远程增益单元5的第一输入端，第一远程增益单元5的第一输出端与正向系统第二传输光纤6相连，正向系统第二传输光纤6的输出端与第二远程增益单元7的第一输入端相连接，第二远程增益单元7的第一输出端连接正向系统第三传输光纤8的输入端，正向系统第三传输光纤8的输出端连接正向系统接收端远程泵浦单元9，然后业务光信号进入正向系统接收端光放大器10输入端，业务光信号完成放大后，进入正向系统色散补偿单元11对上述正向系统光纤线路所引起的色散进行补偿，最终进入正向系统光接收机12。

与正向遥泵系统相类似，反向遥泵系统包括顺次连接的反向系统光发送机13、反向系统发送端光放大器14、反向系统发送端远程泵浦单元15、反向系统第一传输光纤16、第二远程增益单元7、反向系统第二传输光纤17、第一远程增益单元5、反向系统第三传输光纤18、反向系统接收端远程泵浦单元19、反向系统接收端光放大器20、反向系统色散补偿单元21和反向系统光接收机22。所述反向系统光发送机13发出业务光信号后，反向系统发送端光放大器14对业务光信号进行放大，然后通过反向系统发送端远程泵浦单元15进入反向系统第一传输光纤16输入端，反向系统第一传输光纤16输出端进入第二远程增益单元7的第二输入端，第二远程增益单元7的第二输出端与反向系统第二传输光纤17相连，反向系统第二传输光纤17的输出端与第一远程增益单元5的第二输入端相连接，第二远程增益单元5的第二输出端连接反向系统第三传输光纤18的输入端，反向系统第三传输光纤18的输出端连接反向系统接收端远程泵浦单元19，然后业务光信号进入反向系统接收端光放大器20输入端，业务光信号完成放大后，进入反向系统色散补偿单元21对上述反向系统光纤线路引起的色散进行补偿，最终进入反向系统光接收机22。

图2示出了第一远程增益单元结构，包括第一远程增益单元第一环形器23，第一远程增益单元掺铒光纤24，第一远程增益单元第二环形器25，第一远程增益单元第一波分复用器26，第一远程增益单元第二波分复用器27。第一远程增益单元第一环形器23和第一远程增益单元第二环形器25分别设置于第一远程增益单元掺铒光纤24两端，第一远程增益单元第一波分复用器26与第一远程增益单元第一环形器23相连，第一远程增益单元第二波分复用器27与第一远程增益单元第二环形器25相连。

第一远程增益单元第一环形器23的端口231至端口232用于传输正向业务光信号和正向泵浦光，端口232至端口233用于传输反向业务光信号；第一远程增益单元第二环形器25的端口252至端口253用于传输正向业务光信号，端口251至端口252用于传输反向业务光信号和反向泵浦光；第一远程增益单元第一波分复用器26用于分解出反向泵浦光和复用反向业务光信号；第一远程增益单元第二波分复用器27用于反向泵浦光和反向业务光信号的合波。

其中在正向遥泵系统中的业务光信号流向为：正向遥泵系统的业务光信号经正向系统第一传输光纤4后由正向系统第一传输光纤的输出端41输出，进入第一远程增益单元第一环形器1端口231，然后经第一远程增益单元第一环形器2端口232进入第一远程增益单元掺铒光纤24，然后进入第一远程增益单元第二环形器2端口252，然后由第一远程增益单元第二环形器3端口253输出，进入正向系统第二传输光纤输入端61。

其中反向遥泵系统的业务光信号流向为：反向遥泵系统的业务光信号经反向系统第二传输光纤17后由反向系统第二传输光纤的输出端的171输出，进入第一远程增益单元第二波分复用器信号端272，由第一远程增益单元第二波分复用器公共端271进入第一远程增益单元第二环形器1端口251，然后经第一远程增益单元第二环形器2端口232进入第一远程增益单元掺铒光纤24，然后进入第一远程增益单元第一环形器2端口232，然后由第一远程增益单元第一环形器3端口233输出，进入第一远程增益单元第一波分复用器信号端262，最终由第一远程增益单元第一波分复用器公共端261进入反向系统第三传输光纤的输入端181。

其中正向遥泵系统的泵浦光流向为：正向系统泵浦光经正向系统第一传输光纤4后由正向系统第一传输光纤的输出端41输出，进入第一远程增益单元第一环形器1端口231，然后经第一远程增益单元第一环形器2端口232进入第一远程增益单元掺铒光纤24。

其中反向遥泵系统的泵浦光流向为：反向系统泵浦光经反向系统接收端远程泵浦单元19输出进入反向系统第三传输光纤18后，通过反向系统第三传输光纤的输入端181进入第一远程增益单元第一波分复用器公共端261，经第一远程增益单元第一波分复用器泵浦端263分离出泵浦光，然后与第一远程增益单元第二波分复用器泵浦端273连接，然后进入第一远程增益单元第二波分复用器公共端271，然后通过第一远程增益单元第二环形器1端口251，最后由第一远程增益单元第二环形器2端口252进入第一远程增益单元掺铒光纤24。

图3示出了第二远程增益单元结构，包括第二远程增益单元第一环形器28、第二远程增益单元掺铒光纤29、第二远程增益单元第二环形器30、第二远程增益单元第一波分复用器31、第二远程增益单元第二波分复用器32。第二远程增益单元第一环形器28和第二远程增益单元第二环形器30分别设置于第二远程增益单元掺铒光纤29两端，第二远程增益单元第一波分复用器31与第二远程增益单元第一环形器28相连，第二远程增益单元第二波分复用器32与第二远程增益单元第二环形器30相连接。

第二远程增益单元第一环形器28的端口281至端口282用于传输正向业务光信号和正向泵浦光，端口282至端口283用于传输反向业务光信号；第二远程增益单元第二环形器30的端口302至端口303用于传输正向业务光信号，端口301至端口302用于传输反向业务光信号和反向泵浦光；第二远程增益单元第一波分复用器31用于正向泵浦光和正向业务光信号的合波；第二远程增益单元第二波分复用器32用于分解出正向泵浦光和正向业务光信号。

其中正向遥泵系统的业务光信号流向为：正向遥泵系统的业务光信号经正向系统第二传输光纤6后由正向系统第二传输光纤的输出端62输出，进入第二远程增益单元第一波分复用器信号端311，由第二远程增益单元第一波分复用器合波端313进入第二远程增益单元第一环形器1端口281，然后经第二远程增益单元第一环形器2端口282进入第二远程增益单元掺铒光纤29，然后进入第二远程增益单元第二环形器2端口302，然后由第二远程增益单元第二环形器3端口303输出，进入第二远程增益单元第二波分复用器信号端322，最终由第二远程增益单元第二波分复用器泵浦端321进入正向系统第三传输光纤输入端81。

其中反向遥泵系统的业务光信号流向为：反向遥泵系统的业务光信号经反向系统第一传输光纤16后由反向系统第一传输光纤的输出端161输出，进入第二远程增益单元第二环形器1端口301，然后经第二远程增益单元第二环形器2端口302进入第二远程增益单元掺铒光纤29，然后进入第二远程增益单元第一环形器2端口282，然后由第二远程增益单元第一环形器3端口283输出，进入反向系统第二传输光纤的输入端172。

其中正向遥泵系统的泵浦光流向为：泵浦光经正向系统接收端远程泵浦单元9输出进入正向系统第三传输光纤8后，通过正向系统第三传输光纤输入端81进入第二远程增益单元第二波分复用器公共端323，经第二远程增益单元第二波分复用器泵浦端321分离出泵浦光，然后与第二远程增益单元第一波分复用器泵浦端312连接，然后进入第二远程增益单元第一波分复用器公共端313，然后通过第二远程增益单元第一环形器1端口281，最后由第二远程增益单元第一环形器2端口282进入第二远程增益单元掺铒光纤29。

其中反向遥泵系统的泵浦光流向为：反向系统泵浦光经反向系统第一传输光纤16后由反向系统第一传输光纤的输出端161输出，进入第二远程增益单元第二环形器1端口301，然后经第二远程增益单元第二环形器2端口302进入第二远程增益单元掺铒光纤29。

本实施例中，所述第一远程增益单元和第二远程增益单元由掺铒光纤、环形器和波分复用器组成。第一远程增益单元和第二远程增益单元的最佳位置由远程泵浦单元的输出泵浦光功率和传输光纤的损耗系数共同决定的。

本领域技术人员应当可以理解，本实施例中的正向和反向是相对概念，仅用于区别双向通信方式中的不同方向，可以完全互换，并不是对具体光传输方向的限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种共用远程增益单元的双向遥泵传输系统，包括两个方向的发送机、功率放大器、远程泵浦单元、第一传输光纤、第二传输光纤、第三传输光纤、前置放大器、色散补偿单元和接收机；其特征在于：进一步包括同时为两个方向提供信号光放大功能的第一远程增益单元和第二远程增益单元；

所述的双向遥泵传输系统可以划分为正向遥泵系统和反向遥泵系统，所述正向遥泵系统和反向遥泵系统的发送端和接收端均设置有远程泵浦单元，同时通过随路方式分别为第一远程增益单元和第二远程增益单元提供泵浦信号光；

其中，所述第一远程增益单元的泵浦光由正向遥泵系统发送端的远程泵浦单元和反向遥泵系统接收端的远程泵浦单元共同提供，且第一远程增益单元同时为正向遥泵系统和反向遥泵系统提供信号光放大功能；所述第二远程增益单元的泵浦光由正向遥泵系统接收端的远程泵浦单元和反向遥泵系统发送端的远程泵浦单元共同提供，且第二远程增益单元同时为正向遥泵系统和反向遥泵系统提供信号光放大功能。

2.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，向所述第一远程增益单元和第二远程增益单元提供泵浦信号光的远程泵浦单元采用随路结构的泵浦方式。

3.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，所述的第一远程增益单元和第二远程增益单元与系统终端之间的光纤长度范围均为80km～120km。

4.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，所述的第一远程增益单元和第二远程增益单元均由环形器、掺铒光纤和波分复用器组成。

5.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，所述的正向遥泵系统和反向遥泵系统的发送机的信号光速率为2.5Gb/s、10Gb/s、40Gb/s、100Gb/s。

6.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，所述的正向遥泵系统和反向遥泵系统的发送端和接收端的远程泵浦单元既能为远程增益单元提供泵浦光，又能对业务信号光在传输光纤线路中进行分布式拉曼放大。

7.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，所述的正向遥泵系统的发送端和第一远程增益单元之间的距离，与反向遥泵系统接收端和第一远程增益单元之间的距离相等。

8.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，所述的正向遥泵系统的接收端和第二远程增益单元之间的距离，与反向遥泵系统发送端和第二远程增益单元之间的距离相等。

9.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，所述的正向遥泵系统的第一远程增益单元和第二远程增益单元之间的距离，与反向遥泵系统第一远程增益单元和第二远程增益单元之间的距离相等。

10.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，所述的远程泵浦单元的泵浦光波长范围均为1450nm～1500nm。

11.如权利要求1所述双向遥泵传输系统，其特征在于，所述的正向遥泵系统和反向遥泵系统的业务信号光采用不同的波长。