CN106961305B - 一种旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统，光发射机发出的光信号经光功率放大器和第一段传输光纤后，正向光纤拉曼放大器经过第一波分复用器耦合进入信号光传输光纤对光信号进行放大，光信号再经第二段传输光纤进入遥泵光放大器被放大，遥泵单元连接遥泵光放大器作为泵浦源提供泵浦光。之后光信号经过第三段传输光纤，反向光纤拉曼放大器经第二波分复用器耦合进入信号光传输光纤对微弱光信号进行放大，最后光信号进入光接收机。旁路三阶光纤拉曼放大的开关增益达15～30dB，使光纤传输的光信号信噪比得到提升，进而延长了无中继光信号的传输距离。

Description

一种旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统
技术领域
本发明涉及一种扩展无中继光纤传输距离的方法，具体涉及旁路正向三阶拉曼放大的一种旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统。
背景技术
在无中继光纤传输系统中，需要实现高容量及尽可能长的无中继距离的光信号传输。所谓无中继，是指除光发射机和光接收机外的光信号传输链路中无任何本地光放大设备和电处理单元。但传输链路中可以采用远距离的光遥泵掺铒光纤放大器(ROPA)和分布式拉曼光纤放大器。目前，常见的无中继光纤传输系统中发射机(Tx)发出的光信号经光功率放大器(BA)放大后进入光纤链路，同时，正向光纤拉曼放大器(FRA)的泵浦光经过波分复用器(WDM)耦合进传输光纤，对光信号进行随路拉曼放大。光信号经过一定的传输距离后进入遥泵光放大器(ROPA)被放大，遥泵光放大器的泵浦源由遥泵单元(RPU)提供。然后光信号传输一定距离后由反向光纤拉曼放大器(FRA)对微弱光信号进行放大。
现有的这种无中继光纤传输系统中，正向光纤拉曼放大器在光功率放大器(BA)后接入光信号传输链路，会给信号光带来噪声，对光信号传输质量带来不利影响，降低了光信号的信噪比，因而无中继光信号传输距离有限。
发明内容
为了克服现有的无中继光纤传输系统中正向拉曼随路放大的不足，本发明提供一种旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统，光发射机发出的光信号在经过光功率放大器后即进入第一段传输光纤，经过一段距离的传输，旁路的正向光纤拉曼放大器经过第一波分复用器耦合进入信号光传输光纤对光信号放大。旁路拉曼放大方式增加了光纤拉曼放大器的开关增益，使光纤传输的光信号信噪比得到提高，进而延长了无中继光信号的传输距离。
本发明设计的一种旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统，包括光纤链路两端的光发射机和光接收机，第一、第二波分复用器、正向、反向光纤拉曼放大器以及遥泵光放大器。光发射机发出的光信号经过光功率放大器后进入第一段传输光纤传输，旁路的正向光纤拉曼放大器经过第一波分复用器耦合进入信号光传输光纤对光信号进行放大，光信号经过第二段传输光纤的传输后进入遥泵光放大器被放大，遥泵单元连接遥泵光放大器作为泵浦源提供泵浦光。之后光信号经过第三段传输光纤的传输后，反向光纤拉曼放大器经过第二波分复用器耦合进入信号光传输光纤对微弱光信号进行放大，最后光信号进入光接收机。
所述光发射机发射的光信号波长范围为C波段。
所述光功率放大器和第一波分复用器之间的第一段传输光纤长度为80～100km。
所述正向光纤拉曼放大器为工作波长1270nm，输出光功率大于5W的光纤拉曼激光器。
所述正向光纤拉曼放大器经80～100km的旁路光纤接入第一波分复用器耦合进入信号光传输光纤。
所述旁路光纤为传输损耗≤0.15dB/km、模场面积≥135μm2的低损耗超大模场面积光纤。
所述正向光纤拉曼放大器的1270nm泵浦光在旁路光纤中经过一阶受激拉曼散射变为1360nm，再经过二阶受激拉曼散射变为1455nm。该泵浦光经第一波分复用器接入信号光传输光纤后，进一步经过三阶受激拉曼散射变为1550nm并对较弱的光信号进行拉曼放大。
与现有技术相比，本发明一种旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统的优点为：三阶光纤拉曼放大器的开关增益达15～30dB，而常见的无中继光纤传输系统正向拉曼随路泵浦方式仅为5～15dB，因开关增益的明显提高，接收端的光信号的信噪比提升，无中继传输距离也得到扩展。
附图说明
图1为本旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统实施例结构示意图。
图中各标识单元为：
Tx、光发射机，BA、光功率放大器，WDM1、第一波分复用器，WDM2、第二波分复用器，FRA1、正向光纤拉曼放大器，FRA2、反向光纤拉曼放大器，ROPA、遥泵光放大器，RPU、遥泵浦单元，Rx、光接收机。
具体实施方式
本旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统实施例如图1所示，光发射机Tx发出的C波段波长的光信号经EDFA(英文Erbium-doped Optical Fiber Amplifier的缩写，即掺铒光纤放大器)光功率放大器BA放大后进入第一段传输光纤，传输80～100km后，旁路的正向光纤拉曼放大器FRA1经过第一波分复用器WDM1耦合进入信号光传输光纤对光信号进行放大，光信号经过第二段传输光纤传输后进入遥泵光放大器ROPA被放大，遥泵单元RPU连接遥泵光放大器ROPA作为泵浦源提供泵浦光。之后光信号经过第三段传输光纤传输后，反向光纤拉曼放大器FRA2经过第二波分复用器WDM2耦合进入信号光传输光纤对微弱光信号进行放大，最后光信号进入光接收机Rx。
本例正向光纤拉曼放大器为工作波长1270nm,输出光功率大于5W的光纤拉曼激光器。
本例正向光纤拉曼放大器FRA1经98km的旁路光纤接入第一波分复用器WDM1耦合进入信号光传输光纤。本例旁路光纤为损耗为0.148dB/km、模场面积为136μm2。
本例正向光纤拉曼放大器FRA1的1270nm泵浦光在旁路光纤中经过一阶受激拉曼散射变为1360nm，再经过二阶受激拉曼散射变为1455nm。该泵浦光经第一波分复用器WDM1接入信号光传输光纤后，进一步经过三阶受激拉曼散射变为1550nm并对较弱的光信号进行拉曼放大。
本例光纤拉曼放大器的开关增益最高达30dB，光接收机得到的光信号的信噪比提升，C波段光信号在本例无中继光纤传输系统中的传输距离均得到扩展。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统，包括光纤链路两端的光发射机(Tx)和光接收机(Rx)，第一波分复用器(WDM1)、第二波分复用器(WDM2)、正向光纤拉曼放大器(FRA1)、反向光纤拉曼放大器(FRA2)以及遥泵光放大器(ROPA)，其特征在于：
所述光发射机(Tx)发出的光信号经过光功率放大器(BA)后进入第一段传输光纤传输后，旁路的正向光纤拉曼放大器(FRA1)经过第一波分复用器(WDM1)耦合进入信号光传输光纤对光信号进行放大，光信号经过第二段传输光纤的传输后进入遥泵光放大器(ROPA)被放大，遥泵单元(RPU)连接遥泵光放大器(ROPA)作为泵浦源提供泵浦光；之后光信号经过第三段传输光纤的传输后，反向光纤拉曼放大器(FRA2)经过第二波分复用器(WDM2)耦合进入信号光传输光纤对微弱光信号进行放大，最后光信号进入光接收机(Rx)；
所述光发射机(Tx)发射的光信号波长范围为C波段；
所述光功率放大器(BA)和第一波分复用器(WDM1)之间的第一段传输光纤长度为80～100km。
2.根据权利要求1所述的旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统，其特征在于：
所述正向光纤拉曼放大器(FRA1)为工作波长1270nm,光纤输出光功率大于5W的光纤拉曼激光器。
3.根据权利要求1所述的旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统，其特征在于：
所述正向光纤拉曼放大器(FRA1)经80～100km的旁路光纤接入第一波分复用器(WDM1)耦合进入信号光传输光纤。
4.根据权利要求3所述的旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统，其特征在于：
所述旁路光纤为传输损耗≤0.15dB/km、模场面积≥135μm2的低损耗超大模场面积光纤。
5.根据权利要求3所述的旁路正向拉曼放大的无中继光纤传输系统，其特征在于：
所述正向光纤拉曼放大器(FRA1)的1270nm泵浦光在旁路光纤中经过一阶受激拉曼散射变为1360nm，再经过二阶受激拉曼散射变为1455nm；该泵浦光经第一波分复用器(WDM1)接入信号光传输光纤后，进一步经过三阶受激拉曼散射变为1550nm并对较弱的光信号进行拉曼放大。
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