CN105262540A - 多波长单跨段传输方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多波长单跨段传输方法,包括:光信号经第一前置放大器放大后,进入前向耦合器并与前向随路拉曼放大器发出的拉曼泵浦光共同输出;从前向耦合器输出的光信号传输到第一增益单元,同时同向旁路二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光到达第一增益单元并产生增益,放大同样到达第一增益单元的由前向耦合器输出的光信号;第一增益单元输出的光信号传输至第二增益单元,同时反向二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光到达第二增益单元并产生增益,放大同样到达第二增益单元的由第一增益单元输出的光信号;第二增益单元输出的光信号传输至色散补偿光纤,并经色散补偿光纤到达波分系统,信号传输完毕。本发明还公开了一种多波长单跨段传输系统。

Description

多波长单跨段传输方法和系统
技术领域
本发明涉及电力系统通信传输技术领域,特别是指一种多波长单跨段传输方法和系统。
背景技术
电力系统通信传输方式主要有电力载波、微波、电力、音频电缆等方式,但是随着电力网的扩大,电网由省网发展到跨省、跨区,要求的信息量急剧增加,以上方式已不能满足现代大容量高速数字网的要求,光纤通信网的应用便应运而生。在光纤系统长距离信息传输时,为了收集和放大光信号需要建设大量的中继站,利用光传输技术SDH和光放大技术进行长距离数据传输,现有技术中的拉曼放大技术和遥泵光放大技术都能够解决长距单跨段传输系统。但是随着智能电网的发展,诸如新疆、青海等偏远地区的电网通信需求更是与日俱增,且这些地区地形复杂,超高压交流,特高压交、直流变电站、换流站之间超长站距的出现,站与站点之间距离非常远,因此在这种超长单跨段且大容量通信数据的需求下,拓展更长距离、更大容量的传输是非常有必要的。
近年来EDFA和RFA的应用大大延长了光纤通信系统的传输距离。采用级联EDFA能在线路中提高信号光功率,但EDFA的噪声指数累计会逐段降低光信噪比;RFA在传输光纤中利用分布式放大原理可以使其等效噪声指数为负值,减小光信噪比的劣化。但对于超长跨距光传输系统,有时采用EDFA和RFA仍然不能解决系统接收端光信噪比要求时,采用远程泵浦光放大器可以提供良好的解决方案。远程泵浦光放大器(ROPA,RemotelyOpticallyPumpedAmplifier)简称遥泵放大器,主要应用于超长跨距无中继光传输系统中,用来提高系统功率预算,延长传输跨距,如图1a和1b所示。
远程泵浦光放大器(ROPA,RemotelyOpticallyPumpedAmplifier)简称遥泵放大器,主要应用于无中继系统中,用来提高系统功率预算,延长传输跨距。伴随着经济飞跃发展,带动城市群的兴起,在长江三角洲、珠江三角洲、环渤海湾等出现相邻间隔不大于350公里的城市群,城市群内部相邻城市之间的通信未来可能成为无中继传输的下一个应用热点,在欧洲、北美等发达地区以及东南亚等多国邻近地区,铺设陆地光缆费用较高或且存在第三方的障碍而比较困难,此时在沿海相邻都市之间铺设海底无中继系统,成为无中继传输的另一种应用。沼泽、沙漠、森林等无人区中继站建设、维护费用高,是无中继系统应用的又一焦点所示。在国内电力网系统中,伴随超高压电力技术的成熟,特别是伴随西电东输政策的实施,所以在电力通信网中对单跨距400km传输系统的要求也是非常迫切。据统计,仅沙漠就占据全球陆地面积的四分之一左右,再加上沼泽、森林、山脉等无人区,无中继传输在穿越无人区方面存在巨大的潜在市场应用,而目前单跨距长距离DWDM的成熟解决案中主要是通过Raman+FEC来实现的,因此研究远程多阶泵浦放大器对拓展更长距离的的传输系统来说是非常有意义的。
目前遥泵放大技术已经在无中继海底光缆传输中广泛使用,但是在内陆光纤传输系统中实际应用较少,特别是在电力系统光纤通信领域。泵浦波长范围在1450nm~1490nm内输出功率达数瓦的激光器在市场上已经开始使用,这样就使得遥泵放大技术在未来通信领域更加有活力。另外,采用遥泵放大器可以将长距离光纤损耗降低10dB左右,可允许在距离上有更大程度的延伸。因此,通常将遥泵放大技术与前向纠错技术结合起来使用,能够更加延长传输距离,提高系统传输功率,减少成本投资。
遥泵放大器是将掺铒光纤和一些无源器件放置在特殊盒体内组成掺铒光纤模块,然后将模块放置在传输光纤一定位置。遥泵相当于一个线路放大器,可以产生信号功率放大,增加光纤传输距离。实际应用中通常在光纤适当位置熔接一个盒体,盒体里面包含掺铒光纤与其他无源器件,称为远程增益单元(RGU:RemotelyGainUnit)。泵浦激光器在发射端或接收端发送波长在1480nm或者1380nm的泵浦光,经合波器射入掺铒光纤模块并激发铒离子。信号光在模块内部获得放大,产生系统功率增益。相比掺铒光纤放大器,遥泵放大器由于铒纤和泵浦激光器不在同一个位置,因此称为“遥泵”。如图1a和1b所示。
目前无中继系统中使用普遍的是pre-ROPA方式的遥泵系统,这种方式又分为同路(随路)泵浦方式和旁路泵浦方式,同路泵浦时信号光和泵浦光在同一根光纤中传输;旁路泵浦时泵浦光在另外一根光纤中传输将泵浦光能量传递到远程增益单元以实现远程信号放大。
图1c所示的为同路泵浦,即遥泵的传送通路与信号光通路是同一光纤。这种方式在线路上无需增加光纤,但由于遥泵功率也产生拉曼(Raman)放大,因此两种放大效应互相牵扯,增益平坦也较难控制,对多波道放大不利。同路泵浦中,泵浦光功率自发喇曼散射的ASE噪声。拉曼(Raman)增益是随着泵浦功率增加而指数增加,同时,在较高的拉曼(Raman)的增益水平上,ASE的增加也快速地降低了系统的光信噪比(OSNR)。
一般在泵浦功率很大的情况下(泵浦输出功率高于2w),多数采用旁路泵浦方式,即泵浦光的光传输不用信号传输光纤,而用单独的光纤。如图1d所示就是旁路泵浦。对于旁路泵浦方式,根据泵浦功率输入掺铒光纤时的方向与信号光的关系,还可以分为前向泵浦和后向泵浦。泵浦功率输入掺铒光纤时的方向与信号光方向相同时为前向泵浦,反之,则为后向泵浦。
现有技术的主要缺点在于:
1.遥泵技术无论是随路泵浦还是旁路泵浦,该技术方法不足以应对超长距400km的OTN大容量传输系统;
2.遥泵放大技术提高放大增益时,很难控制放大器增益平坦度,造成各信道性能差异大,限制了传输距离的进一步提高。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种多波长单跨段传输方法和系统,利用多阶拉曼放大器及遥泵系统进行不同的组合,有效完成400km的传输系统,保证80dB的功率容限。
基于上述目的本发明提供的多波长单跨段传输方法,包括:
将调制好的光信号经第一前置放大器放大后,进入前向耦合器并与前向随路拉曼放大器发出的拉曼泵浦光共同输出;
从前向耦合器输出的光信号传输到第一增益单元,同时同向旁路二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第一增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第一增益单元并产生增益,放大同样到达第一增益单元的由前向耦合器输出的光信号;
第一增益单元输出的光信号传输至第二增益单元,同时反向二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第二增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第二增益单元并产生增益,放大同样到达第二增益单元的由第一增益单元输出的光信号;
第二增益单元输出的光信号传输至色散补偿光纤,并经色散补偿光纤到达波分系统,信号传输完毕。
在一些实施方式中,所述色散补偿光纤包括两段,第二增益单元输出的光信号经置于第一段色散补偿光纤前端的第二前置放大器后传输至第一段色散补偿光纤;光信号经第一段色散补偿光纤传输完成后,再通过置于第二段色散补偿光纤前端的第三前置放大器后传输至第二段色散补偿光纤。
在一些实施方式中,所述第二前置放大器还级联有第三段色散补偿光纤。
在一些实施方式中,初始光信号为8路10G信号光,经8块光传输网10G转发板转发至合波器后,由合波器进行调制。
在一些实施方式中,所述前向耦合器到第一增益单元的传输距离为115km;和/或,所述第一增益单元到第二增益单元的传输距离为170km;和/或,所述第二增益单元到色散补偿光纤的传输距离为115km。
本发明的另一方面还提供了一种多波长单跨段传输系统,包括通过传输光线依次连接的第一前置放大器、前向耦合器、第一增益单元、第二增益单元、色散补偿光纤、波分系统,还包括从旁路连接前向耦合器的前向随路拉曼放大器,从旁路连接第一增益单元的同向旁路二阶遥泵放大器,从旁路连接第二增益单元的反向旁路二阶遥泵放大器;
调制好的光信号经第一前置放大器放大后,进入前向耦合器并与前向随路拉曼放大器发出的拉曼泵浦光共同输出;
从前向耦合器输出的光信号传输到第一增益单元,同时同向旁路二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第一增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第一增益单元并产生增益,放大同样到达第一增益单元的由前向耦合器输出的光信号;
第一增益单元输出的光信号传输至第二增益单元,同时反向二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第二增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第二增益单元并产生增益,放大同样到达第二增益单元的由第一增益单元输出的光信号;
第二增益单元输出的光信号传输至色散补偿光纤,并经色散补偿光纤到达波分系统,信号传输完毕。
在一些实施方式中,所述色散补偿光纤包括两段,第二增益单元输出的光信号经置于第一段色散补偿光纤前端的第二前置放大器后传输至第一段色散补偿光纤;光信号经第一段色散补偿光纤传输完成后,再通过置于第二段色散补偿光纤前端的第三前置放大器后传输至第二段色散补偿光纤。
在一些实施方式中,所述第二前置放大器还级联有第三段色散补偿光纤。
在一些实施方式中,初始光信号为8路10G信号光,经8块光传输网10G转发板转发至合波器后,由合波器进行调制。
在一些实施方式中,其特征在于,所述前向耦合器到第一增益单元的传输距离为115km;和/或,所述第一增益单元到第二增益单元的传输距离为170km;和/或,所述第二增益单元到色散补偿光纤的传输距离为115km。
从上面所述可以看出,本发明提供的多波长单跨段传输方法和系统,利用多阶泵浦原理,加入两种波长的泵浦光源,利用信号的拉曼效应,使泵浦光源在光纤传输中产生拉曼效应从而得到放大,进而得以延长传输距离到达远程增益单元RGU放大原始信号源;通过利用随路泵浦和旁路泵浦方式增加中继距离,利用二阶拉曼放大技术通过二阶泵浦信号放大一阶泵浦信号提高原始信号源增益,延长传输距离,从而解决了400km超长单跨段的OTN多波传输功率问题。
附图说明
图1a为现有技术中ROPA的基本原理图;
图1b为现有技术中ROPA的基本原理波形图;
图1c为现有技术中Pre-ROPA同路泵浦结构的基本原理图;
图1d为现有技术中ROPA的基本原理图;
图2a为反向的二阶拉曼放大器的结构示意图;
图2b为同向的二阶拉曼放大器的结构示意图;
图3a为随路二阶拉曼遥泵系统的结构示意图;
图3b为旁路二阶拉曼遥泵系统的结构示意图;
图4为本发明提供的多波长单跨段传输方法实施例的流程示意图。
图5为本发明提供的多波长单跨段传输系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
缩略语和关键术语定义:
缩略语 中文名称 英文名称
ASE 放大自发辐射噪声 Amplified Spontaneous Emission(ASE)noise
EDFA 掺铒光纤放大器 Erbium-doped Fiber Amplifer
DWDM 密集波分复用 Dense Wavelength Division Multiplexing
DCF 色散补偿光纤 Dispersion Compensating Fiber
EFEC 增强型FEC Enhanced FEC
FC 光纤通道 Fiber Channel
FEC 前向纠错 Forward Error Correction
FWM 四波混频 Four Wave Mixing
LA 线路放大器 Line Amplifier
OADM 光分插复用器 Optical Add/Drop Multiplexer
OBA 光功率放大器 Optical Booster Amplifier
ODU 光通道数据单元 Optical Channel Data Unit
OM 光合波器 Optical Multiplexer
OMS 光复用段 Optical Multiplex Section
OSC 光监控通道 Optical Supervision Channel
OSCF 百兆光监控通道 Optical Supervision Channel for Fast Ethernet
OSNR 光信噪比 Optical Signal-Noise Ratio
OTM 光终端复用器 Optical Terminal Multiplexer
OTN 光传送网 Optical Transport Network
OTU 光转发单元 Optical Transponder Unit
OCTU 光通道传送单元 Optical Channel Transport Unit
PA 前置放大器 Pre-Amplifier
ROPA 远程泵浦光放大器 Remotely Optically Pumped Amplifier
RFA 拉曼光纤激光器 Raman Fiber Amplifier
RGU 远程增益单元 Remotely Gain Unit
RPU 远程泵浦单元 Remotely Pump Unit
SDH 同步数字体系 Synchronous Digital Hierarchy
SBS 受激布里渊散射 Stimulated Brillouin Scattering
SPM 自相位调制 Self-phase Modulation
SRS 受激拉曼散射 Stimulated Raman Scattering
需要说明的是,本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量,可见“第一”“第二”仅为了表述的方便,不应理解为对本发明实施例的限定,后续实施例对此不再一一说明。
现介绍本发明的实施例,通过利用遥泵放大技术结合多阶拉曼放大技术解决超长距离单跨段多波长的传输问题。
首先分布式拉曼放大就是一种在光纤介质的传输过程中,低波段的泵浦光实现对高波段信号光放大的效应。而多阶拉曼光纤放大是利用了不同波长泵浦之间的交扰,实现增益的,通常用到的是二阶拉曼,其结构如图2a和图2b所示。图中信号光的波长为λs,泵浦光的信号分别为λp1和λp2p1p2),波长为λp1的泵浦光为一阶泵浦,是用来放大信号光的,同样,波长为λp2的泵浦光为二阶泵浦,用来放大一阶泵浦,以便泵浦输入对信号产生更多的增益。通常,激光器的波长为1550nm,一阶泵浦的波长范围在1430-1480nm,而二阶泵浦的波长范围为1345-1360nm。二阶泵浦的功率大于一阶泵浦的功率,使最大增益的位置向远处延伸,延长系统的传输距离,对反向泵浦而言,提高增益就意味着改善了跨段的噪声指数,提高了信噪比。就同向泵浦而言,信号可以在整个传输范围内实现拉曼增益,使信号的功率最小化,减小非线性效应。
将远程遥泵技术与多阶拉曼放大技术同时运用到光放子系统中可以有效延长多波长单跨段长距传输距离。
相对于传统的遥泵系统,多阶遥泵是指泵浦源除了有14xxnm的光源,还有13xxnm的光源,主要利用信号的拉曼效应,13xxnm的光源在光纤中传输对14xxnm的光源产生拉曼效应,使得14xxnm的光得到放大。之后14xxnm的光信号继续传输,到达远程增益单元(RGU)部分实现放大。同样对于随路二阶遥泵,14xxnm的光在光纤中传输对15xxnm的信号光同样产生拉曼效应(应用原理如下图3a所示)。图3b示出为旁路二阶遥泵的原理图。
本发明实施例提供一种遥泵放大技术来搭建400km的超长单跨段OTN多波长传输系统,由于波分系统对波道增益、串扰以及非线性等方面的要求,对于遥泵特别是高阶遥泵的设计提出更高的要求,本发明实施例提供的方法是利用遥泵放大技术和二阶泵浦技术结合完成系统。
本发明提供的多波长单跨段传输方法与系统,从实际出发,结合线路的情况,对高阶遥泵系统的光学、电路进行创新设计,可满足波分系统领域的无中继长距离传输,另外,从工程实际出发,安装在线路中间的远程增益单元(RGU)对新疆特有的高温、高寒、干燥的自然环境的适应性也是本发明的一个创新研究。整个研究应用在电力领域尚属首次,对今后的工程设计实施等均有较高的技术借鉴意义。
下面参照附图4,介绍本发明提供的多波长单跨段传输方法实施例的具体流程。
如图4所示,所述多波长单跨段传输方法,包括:
步骤101:将调制好的光信号经第一前置放大器放大后,进入前向耦合器并与前向随路拉曼放大器发出的拉曼泵浦光共同输出;
步骤102:从前向耦合器输出的光信号传输到第一增益单元,同时同向旁路二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第一增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第一增益单元并产生增益,放大同样到达第一增益单元的由前向耦合器输出的光信号;
步骤103:第一增益单元输出的光信号传输至第二增益单元,同时反向二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第二增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第二增益单元并产生增益,放大同样到达第二增益单元的由第一增益单元输出的光信号;
步骤104:第二增益单元输出的光信号传输至色散补偿光纤,并经色散补偿光纤到达波分系统,信号传输完毕。
较佳的,所述色散补偿光纤包括两段,第二增益单元输出的光信号经置于第一段色散补偿光纤前端的第二前置放大器后传输至第一段色散补偿光纤;光信号经第一段色散补偿光纤传输完成后,再通过置于第二段色散补偿光纤前端的第三前置放大器后传输至第二段色散补偿光纤。
可选的,所述第二前置放大器还级联有第三段色散补偿光纤,与第一段色散补偿光纤和第二段色散补偿光纤一起完成400km的色散补偿。
进一步的,初始光信号为8路10G信号光,经8块光传输网10G转发板转发至合波器后,由合波器进行调制。
较佳的,所述前向耦合器到第一增益单元的传输距离为115km;和/或,所述第一增益单元到第二增益单元的传输距离为170km;和/或,所述第二增益单元到色散补偿光纤的传输距离为115km。
现参照附图4和附图5,介绍本发明提供的多波长单跨段传输方法的另一实施例。
所述多波长单跨段传输方法,包括:
传输系统采用G652超低损耗光纤作为传输介质,8路10G信号光经8块OTU10G转发板至合波器Mux;
由合波器Mux调制完成的光信号随后进入前置放大器BA放大至17dBm,进入前向耦合器(由图5中与前置放大器BA连接的圆形表示)与前向随路拉曼放大器B输出的功率为800mW且波长为1450nm的拉曼泵浦光一同传输115km到达第一增益单元(RGU)E,此处可以得到一次随路遥泵系统(由前向随路拉曼放大器B构成)的放大后的信号光源,同时同向旁路二阶遥泵放大器A同样经过115km到达第一增益单元E,同向旁路二阶遥泵放大器A为前向旁路遥泵放大,其光纤内有两种波长的泵浦光,二阶泵浦光1345-1360nm在传输过程中与一阶泵浦光1430-1480nm产生拉曼放大效应,到达第一增益单元E产生增益,放大信号光;
第一增益单元E输出的光信号可以传输170km至第二增益单元F,通过反向旁路二阶遥泵放大器(RPU)C的泵浦光传输至第二增益单元(RGU)F后,再次对光信号进行功率放大,可以继续延长传输距离115km;
最后加入340km的色散补偿光纤(也可以是第一段色散补偿光纤与第二段色散补偿光纤结合的色散补偿光纤组)到达400km的OTN波分系统,信号传输完毕。
在以上传输过程中同时得到双向遥泵放大(主要由同向旁路二阶遥泵放大器A和反向旁路二阶遥泵放大器C完成)及拉曼分布式放大(主要由前向随路拉曼放大器B完成),信号光到达第一增益单元E(同样也是第一ROPA的远程增益单元),相当于进行集总式的放大,远程泵浦光采用二阶泵浦形式,波长分别为1470nm和1380nm,功率分别为0.03mW和1.3W,二阶泵浦光将一阶泵浦光放大,一阶泵浦光的最大值离注入端的距离大于10km,且最大值功率为35dBm,反向注入远程二阶泵浦光的节点遥泵之间的距离延长至115km,线路损耗为24.4dB,泵浦为1470nm的泵浦光传输到达第一增益单元E(同样也是第一ROPA的远程增益单元)衰减至约为10dBm,此时激发第一增益单元E(同样也是第一ROPA的远程增益单元),产生约为17dB的增益;即信号光经第一ROPA放大后进入后段光纤中传输,在传输过程中同时受到反向传输的二阶泵浦光的拉曼放大作用,之后到达第二增益单元F,之后在经过二次后向二阶拉曼放大,即可实现单跨段400公里传输。这里二阶泵浦采用随路加旁路中的形式,加入DCF光纤,DCF不仅可以起到色散补偿的作用,其本身可以作为拉曼的增益光纤,起到放大的作用,整个传输过程都是全光的,无需电中继,能有效减少装置,降低系统成本。
基于以上实施例,延伸的单跨段系统传输方法,搭建前向拉曼加后向遥泵的OTN传输系统,系统目标为400km/80dB的OTN传输,光缆类型为G.652,单波速率为10G,传输容量8~10波。
最大波道数按照:8×10Gbit/s系统设计,其技术指标满足系统长期稳定运行要求。
从上述实施例可以看出,本发明提供的多波长单跨段传输方法,利用多阶拉曼放大器及遥泵系统进行不同的组合,有效完成400km的传输系统,保证80dB的功率容限;本发明实施例以8波10G为例,选用二阶遥泵配置,在纤芯中通过二阶泵浦对一阶泵浦进行功率放大,与常规遥泵(一阶遥泵)方案相比,系统极限性能可进一步提升;通过配置双向二阶遥泵,系统传输极限可以达到85dB,目前400km光缆实际衰耗为80dB,考虑2dB通道代价,采用此方案线路余量在3dB以上,满足设计要求;传输光缆为400km的G652光纤,OTU(光转发单元)色散受限距离为80km,添加340kmDCF进行色散补偿;该多波长单跨段传输方法,可完成超长距单跨段多波长OTN系统的传输;且本发明率先在国内进行二阶遥泵放大器在OTN传输中的应用研究,不论从技术层面抑或经济层面都具有跨时代的里程碑意义。
下面参照附图5,介绍本发明提供的多波长单跨段传输系统的一个实施例。
如图5所示,所述多波长单跨段传输系统,包括通过传输光线依次连接的第一前置放大器BA、前向耦合器、第一增益单元E、第二增益单元F、色散补偿光纤(DCF1、DCF2、DCF3)、波分系统,还包括从旁路连接前向耦合器的前向随路拉曼放大器B,从旁路连接第一增益单元E的同向旁路二阶遥泵放大器A,从旁路连接第二增益单元F的反向旁路二阶遥泵放大器C;
调制好的光信号经第一前置放大器BA放大后,进入前向耦合器并与前向随路拉曼放大器B发出的拉曼泵浦光共同输出;
从前向耦合器输出的光信号传输到第一增益单元E,同时同向旁路二阶遥泵放大器A的发出的二阶泵浦光在传输到第一增益单元E的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第一增益单元E并产生增益,放大同样到达第一增益单元E的由前向耦合器输出的光信号;
第一增益单元E输出的光信号传输至第二增益单元F,同时反向二阶遥泵放大器C的发出的二阶泵浦光在传输到第二增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第二增益单元F并产生增益,放大同样到达第二增益单元F的由第一增益单元E输出的光信号;
第二增益单元F输出的光信号传输至色散补偿光纤,并经色散补偿光纤到达波分系统,信号传输完毕。
较佳的,所述色散补偿光纤包括两段,第二增益单元F输出的光信号经置于第一段色散补偿光纤DCF1前端的第二前置放大器PA1后传输至第一段色散补偿光纤DCF1;光信号经第一段色散补偿光纤DCF1传输完成后,再通过置于第二段色散补偿光纤DCF2前端的第三前置放大器PA2后传输至第二段色散补偿光纤DCF2。
可选的,所述第二前置放大器PA1还级联有第三段色散补偿光纤DCF3,与第一段色散补偿光纤DCF1和第二段色散补偿光纤DCF2一起完成400km的色散补偿。
进一步的,初始光信号为8路10G信号光,经8块光传输网10G转发板转发至合波器Mux后,由合波器Mux进行调制。
较佳的,所述前向耦合器到第一增益单元E的传输距离为115km;和/或,所述第一增益单元E到第二增益单元F的传输距离为170km;和/或,所述第二增益单元F到色散补偿光纤的传输距离为115km。
现参照附图4和附图5,介绍采用本发明提供的多波长单跨段传输系统的多波长单跨段传输方法的另一实施例。
所述多波长单跨段传输方法,包括:
传输系统采用G652超低损耗光纤作为传输介质,8路10G信号光经8块OTU10G转发板至合波器Mux;
由合波器Mux调制完成的光信号随后进入前置放大器BA放大至17dBm,进入前向耦合器(由图5中与前置放大器BA连接的圆形表示)与前向随路拉曼放大器B输出的功率为800mW且波长为1450nm的拉曼泵浦光一同传输115km到达第一增益单元(RGU)E,此处可以得到一次随路遥泵系统(由前向随路拉曼放大器B构成)的放大后的信号光源,同时同向旁路二阶遥泵放大器A同样经过115km到达第一增益单元E,同向旁路二阶遥泵放大器A为前向旁路遥泵放大,其光纤内有两种波长的泵浦光,二阶泵浦光1345-1360nm在传输过程中与一阶泵浦光1430-1480nm产生拉曼放大效应,到达第一增益单元E产生增益,放大信号光;
第一增益单元E输出的光信号可以传输170km至第二增益单元F,通过反向旁路二阶遥泵放大器(RPU)C的泵浦光传输至第二增益单元(RGU)F后,再次对光信号进行功率放大,可以继续延长传输距离115km;
最后加入340km的色散补偿光纤(也可以是第一段色散补偿光纤与第二段色散补偿光纤结合的色散补偿光纤组)到达400km的OTN波分系统,信号传输完毕。
在以上传输过程中同时得到双向遥泵放大(主要由同向旁路二阶遥泵放大器A和反向旁路二阶遥泵放大器C完成)及拉曼分布式放大(主要由前向随路拉曼放大器B完成),信号光到达第一增益单元E(同样也是第一ROPA的远程增益单元),相当于进行集总式的放大,远程泵浦光采用二阶泵浦形式,波长分别为1470nm和1380nm,功率分别为0.03mW和1.3W,二阶泵浦光将一阶泵浦光放大,一阶泵浦光的最大值离注入端的距离大于10km,且最大值功率为35dBm,反向注入远程二阶泵浦光的节点遥泵之间的距离延长至115km,线路损耗为24.4dB,泵浦为1470nm的泵浦光传输到达第一增益单元E(同样也是第一ROPA的远程增益单元)衰减至约为10dBm,此时激发第一增益单元E(同样也是第一ROPA的远程增益单元),产生约为17dB的增益;即信号光经第一ROPA放大后进入后段光纤中传输,在传输过程中同时受到反向传输的二阶泵浦光的拉曼放大作用,之后到达第二增益单元F,之后在经过二次后向二阶拉曼放大,即可实现单跨段400公里传输。这里二阶泵浦采用随路加旁路中的形式,加入DCF光纤,DCF不仅可以起到色散补偿的作用,其本身可以作为拉曼的增益光纤,起到放大的作用,整个传输过程都是全光的,无需电中继,能有效减少装置,降低系统成本。
基于以上实施例,延伸的单跨段系统传输系统,搭建前向拉曼加后向遥泵的OTN传输系统,系统目标为400km/80dB的OTN传输,光缆类型为G.652,单波速率为10G,传输容量8~10波。
最大波道数按照:8×10Gbit/s系统设计,其技术指标满足系统长期稳定运行要求。
从上述实施例可以看出,本发明提供的多波长单跨段传输系统,利用多阶拉曼放大器及遥泵系统进行不同的组合,有效完成400km的传输系统,保证80dB的功率容限;本发明实施例以8波10G为例,选用二阶遥泵配置,在纤芯中通过二阶泵浦对一阶泵浦进行功率放大,与常规遥泵(一阶遥泵)方案相比,系统极限性能可进一步提升;通过配置双向二阶遥泵,系统传输极限可以达到85dB,目前400km光缆实际衰耗为80dB,考虑2dB通道代价,采用此方案线路余量在3dB以上,满足设计要求;传输光缆为400km的G652光纤,OTU(光转发单元)色散受限距离为80km,添加340kmDCF进行色散补偿;该多波长单跨段传输方法,可完成超长距单跨段多波长OTN系统的传输;且本发明率先在国内进行二阶遥泵放大器在OTN传输中的应用研究,不论从技术层面抑或经济层面都具有跨时代的里程碑意义。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多波长单跨段传输方法,其特征在于,包括:
将调制好的光信号经第一前置放大器放大后,进入前向耦合器并与前向随路拉曼放大器发出的拉曼泵浦光共同输出;
从前向耦合器输出的光信号传输到第一增益单元,同时同向旁路二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第一增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第一增益单元并产生增益,放大同样到达第一增益单元的由前向耦合器输出的光信号;
第一增益单元输出的光信号传输至第二增益单元,同时反向二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第二增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第二增益单元并产生增益,放大同样到达第二增益单元的由第一增益单元输出的光信号;
第二增益单元输出的光信号传输至色散补偿光纤,并经色散补偿光纤到达波分系统,信号传输完毕。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述色散补偿光纤包括两段,第二增益单元输出的光信号经置于第一段色散补偿光纤前端的第二前置放大器后传输至第一段色散补偿光纤;光信号经第一段色散补偿光纤传输完成后,再通过置于第二段色散补偿光纤前端的第三前置放大器后传输至第二段色散补偿光纤。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第二前置放大器还级联有第三段色散补偿光纤。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,初始光信号为8路10G信号光,经8块光传输网10G转发板转发至合波器后,由合波器进行调制。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法,其特征在于,所述前向耦合器到第一增益单元的传输距离为115km;和/或,所述第一增益单元到第二增益单元的传输距离为170km;和/或,所述第二增益单元到色散补偿光纤的传输距离为115km。
6.一种多波长单跨段传输系统,其特征在于,包括通过传输光线依次连接的第一前置放大器、前向耦合器、第一增益单元、第二增益单元、色散补偿光纤、波分系统,还包括从旁路连接前向耦合器的前向随路拉曼放大器,从旁路连接第一增益单元的同向旁路二阶遥泵放大器,从旁路连接第二增益单元的反向旁路二阶遥泵放大器;
调制好的光信号经第一前置放大器放大后,进入前向耦合器并与前向随路拉曼放大器发出的拉曼泵浦光共同输出;
从前向耦合器输出的光信号传输到第一增益单元,同时同向旁路二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第一增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第一增益单元并产生增益,放大同样到达第一增益单元的由前向耦合器输出的光信号;
第一增益单元输出的光信号传输至第二增益单元,同时反向二阶遥泵放大器的发出的二阶泵浦光在传输到第二增益单元的过程中与其一阶泵浦光产生拉曼放大效应后到达第二增益单元并产生增益,放大同样到达第二增益单元的由第一增益单元输出的光信号;
第二增益单元输出的光信号传输至色散补偿光纤,并经色散补偿光纤到达波分系统,信号传输完毕。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述色散补偿光纤包括两段,第二增益单元输出的光信号经置于第一段色散补偿光纤前端的第二前置放大器后传输至第一段色散补偿光纤;光信号经第一段色散补偿光纤传输完成后,再通过置于第二段色散补偿光纤前端的第三前置放大器后传输至第二段色散补偿光纤。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述第二前置放大器还级联有第三段色散补偿光纤。
9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,初始光信号为8路10G信号光,经8块光传输网10G转发板转发至合波器后,由合波器进行调制。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的系统,其特征在于,所述前向耦合器到第一增益单元的传输距离为115km;和/或,所述第一增益单元到第二增益单元的传输距离为170km;和/或,所述第二增益单元到色散补偿光纤的传输距离为115km。
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