CN107294604B - 一种单跨长距离wdm线路光纤传输系统 - Google Patents

一种单跨长距离wdm线路光纤传输系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，涉及光信息传输技术领域，从光信号的发端至收端依次包括：前向高功率拉曼放大器、前向双向遥泵增益单元、后向高功率拉曼放大器、后向双向遥泵增益单元，该单跨长距离WDM线路光纤传输系统还包括两个双向旁路二阶遥泵泵浦，其中一个双向旁路二阶遥泵泵浦向前向双向遥泵增益单元输出泵浦光，另一个双向旁路二阶遥泵泵浦向后向双向遥泵增益单元输出泵浦光。本发明提高了WDM传输系统的OSNR性能，适用于WDM系统的线路超长单跨距离的光信息传输。

Description

一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统
技术领域
本发明涉及光信息传输技术领域，具体涉及一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统。
背景技术
为解决局部发达地区内部的通信问题，在大城市之间需要搭建直达光纤传输路由，提高通信效率，或者在沿海岛屿应用时，或者在沼泽、沙漠、森林应用时，需要使用单跨段超长距离的高速率WDM系统。根据国内关于WDM系统的行业标准，对于传输距离小于1000km的WDM系统称为常规长距离传输系统，传输距离在1000～2000km的WDM系统称为亚超长传输(ELH)系统，传输距离大于2000km的WDM系统称为超长距离传输(ULH)系统。
目前实现单波道速率为100Gbit/s的WDM单跨段系统长距离的传输，主要是采用后向旁路一阶遥泵放大技术。但是后向旁路一阶遥泵放大技术实现的单跨系统的传输距离有限，无法满足超长单跨距离的光信息传输。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，提高了WDM传输系统的OSNR性能，适用于WDM系统的线路超长单跨距离的光信息传输。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，从光信号的发端至收端依次包括：前向高功率拉曼放大器、前向双向遥泵增益单元、后向高功率拉曼放大器、后向双向遥泵增益单元，所述单跨长距离WDM线路光纤传输系统还包括两个双向旁路二阶遥泵泵浦，其中一个所述双向旁路二阶遥泵泵浦向所述前向双向遥泵增益单元输出泵浦光，另一个所述双向旁路二阶遥泵泵浦向所述后向双向遥泵增益单元输出泵浦光。
在上述技术方案的基础上，所述前向双向遥泵增益单元设置在离发端110km的光纤处，所述后向双向遥泵增益单元设置在离收端110km的光纤处。
在上述技术方案的基础上，双向旁路二阶遥泵泵浦输出的一阶泵浦波长为1480nm，泵浦光功率为1W；输出的二阶泵浦波长为1360nm，泵浦总光功率为1.25W。
在上述技术方案的基础上，双向旁路二阶遥泵泵浦输出的一阶泵浦波长和二阶泵浦波长经过波分复用器件合波后分别进入前向双向遥泵增益单元和后向双向遥泵增益单元。
在上述技术方案的基础上，所述单跨长距离WDM线路光纤传输系统的发端一侧还设有合波器，合波器用于对多个波道的光信号合波后经过光放大器再进入前向高功率拉曼放大器。
在上述技术方案的基础上，所述单跨长距离WDM线路光纤传输系统的收端一侧还设有分波器，分波器用于对后向高功率拉曼放大器经过光放大器输出的光信号进行分波。
在上述技术方案的基础上，所述单跨长距离WDM线路光纤传输系统中光信号的单通道速率为100Gbit/s。
在上述技术方案的基础上，所述前向高功率拉曼放大器和所述后向高功率拉曼放大器都都是采用分布式拉曼放大，且采用的是波长范围为1400nm～1500nm之间的4个泵浦波长，并利用光纤的拉曼效应产生拉曼增益。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明采用前向双向遥泵增益单元和后向双向遥泵增益单元，可以将单跨传输系统的大跨距衰耗等效地分割成小的三跨距衰耗，使WDM系统的OSNR降低得更慢，从而可以将传输距离延长。双向旁路二阶遥泵泵浦放大，可以使遥泵增益单元获得更高的泵浦输入光功率，从而使遥泵增益单元获得更高的增益。前向高功率拉曼放大技术的拉曼放大，可以将进入光纤传输的光功率等效提高，而后向高功率拉曼放大，是将WDM传输系统的放大器产生的噪声系数降低，二者最终产生的有效效应都是提高了WDM传输系统的OSNR性能，在保证业务正常运行的情形下，使单通道速率为100Gbit/s的WDM系统单跨传输距离达到最长380km，传输跨距衰耗为80dB，从而延长了WDM系统的线路传输距离。
附图说明
图1为本发明实施例中一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统的光路图；
图3为本发明实施例中发端光放大器的MON口用光谱仪表扫描的光谱；
图4为本发明实施例中分波器前的光放大器OA的MON口用光谱仪表扫描的光谱。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，从光信号的发端至收端依次包括：前向高功率拉曼放大器、前向双向遥泵增益单元、后向高功率拉曼放大器、后向双向遥泵增益单元，单跨长距离WDM线路光纤传输系统还包括两个双向旁路二阶遥泵泵浦，其中一个所述双向旁路二阶遥泵泵浦向所述前向双向遥泵增益单元输出泵浦光，另一个所述双向旁路二阶遥泵泵浦向所述后向双向遥泵增益单元输出泵浦光。
前向双向遥泵增益单元设置在离发端110km的光纤处，后向双向遥泵增益单元设置在离收端110km的光纤处。
双向旁路二阶遥泵泵浦输出的一阶泵浦波长为1480nm，泵浦光功率为1W；输出的二阶泵浦波长为1360nm，泵浦总光功率为1.25W。
双向旁路二阶遥泵泵浦输出的一阶泵浦波长和二阶泵浦波长经过波分复用器件合波后分别进入前向双向遥泵增益单元和后向双向遥泵增益单元。
单跨长距离WDM线路光纤传输系统的发端一侧还设有合波器，合波器用于对多个波道的光信号合波后经过光放大器再进入前向高功率拉曼放大器。
单跨长距离WDM线路光纤传输系统的收端一侧还设有分波器，分波器用于对后向高功率拉曼放大器经过光放大器输出的光信号进行分波。
单跨长距离WDM线路光纤传输系统中光信号的单通道速率为100Gbit/s。
前向高功率拉曼放大器和后向高功率拉曼放大器都都是采用分布式拉曼放大，且采用的是波长范围为1400nm～1500nm之间的4个泵浦波长，并利用光纤的拉曼效应产生拉曼增益。
具体实施方式为：
按照图2搭建好单通道速率为100Gbit/s的WDM系统超长单跨距离的传输系统配置。终端设备的发端采用5个波道间隔为100Ghz的光波道，波道频率点分别为193.00Thz，192.90Thz，192.80Thz，192.70Thz，192.60Thz，C波段的这几个频率点所对应的波长段的放大噪声系数相对较低，可以获得更高的光传输性能OSNR。这5个光信号的单波道速率为100Gbit/s，采用基于相干接收的PM-QPSK调制格式，无须色散补偿，且其超强FEC纠错编码采用7％硬判决和13％软判决结合的方式，具有极强的突大误码纠错能力，可以将2.4E-2的误码率纠错到1E-13以下。发端利用合波器将这5个波道进行合波后再进入光放大器OA进行功率放大。发端光放大器OA的MON口用光谱仪表扫描的光谱如图3所示，从图3光谱看出，光信号底部噪声比较平坦。
整个单跨超长传输距离长达380km，采用G652类型光纤，色散系数为0.2dB/km，加上光纤接头损耗，整个传输跨距的衰耗高达80dB。前向高功率拉曼放大器和后向高功率拉曼放大器都都是采用分布式拉曼放大，且采用的是波长范围为1400nm～1500nm之间的4个泵浦波长，利用光纤的拉曼效应产生拉曼增益。发端的OA光波道信号输出光功率大小为3dBm，前向高功率拉曼放大器泵浦输出功率为1.05W，产生的等效拉曼增益为25dB，发端进入光纤传输的等效单通道光功率大小为21dB。后向高功率拉曼放大器的泵浦输出总功率为1.05W，产生的等效拉曼增益为20dB，等效噪声系数低至-1dB，降低了整个传输系统的噪声系数，提高了系统的OSNR传输性能。
采用的前向双向遥泵增益单元和后向双向遥泵增益单元，将超长单跨传输光纤距离380km分为了3个跨距衰耗，前向双向遥泵增益单元放置在离发端110km的光纤处，衰耗为23dB，光信号经过前向双向遥泵增益单元放大后，再经过160km长度的光纤传输，衰耗为34db，然后光信号到达后向双向遥泵增益单元，经过后向双向遥泵增益单元放大，然后光信号再传输衰耗为23dB的110km长度的光纤，最后到达后向高功率拉曼放大器，后向双向遥泵增益单元放置在离收端分波器110km的光纤处，衰耗也为23dB。双向旁路二阶遥泵泵浦的一阶泵浦波长为1480nm，泵浦输出总光功率为1W，二阶泵浦波长为1360nm，泵浦输出总光功率为1.25W，一阶泵浦波长和二阶泵浦波长经过波分复用器件合波后进入110km长的光纤传输，由于双向旁路二阶遥泵泵浦有两路分别进入两段光纤传输，因此到达前向双向遥泵增益单元的泵浦功率总功率为9dBm，前向双向遥泵增益单元产生的放大增益为5dB，其噪声系数为8dB。而后向的两路旁路二阶遥泵泵浦的波长设置以及光功率输出和前向的两路旁路二阶遥泵泵浦一致，到达后向双向遥泵增益单元的泵浦功率总功率同样为9dBm，后向双向遥泵增益单元可产生的放大增益为20dB，其噪声系数为7dB。
在收端，光信号经过后向高功率拉曼放大后，由于光信号光功率不够接收端解码接收，因此需要再进行一级光放大器放大后进入分波器进行滤波，最后进入单通道的光转发单元进行光信号接收。分波器前的光放大器OA的MON口用光谱仪表扫描的光谱如图4所示，从图4光谱看出，经过拉曼放大和遥泵放大后，光信号的光功率不再平坦，具有一定的光功率平坦度，且底部噪声也不平坦，5个光波道的光性能有所差异。在接收端，分波器前的光放大器OA的MON口用光谱仪表扫描光信号功率，通过关断激光器方法和积分法计算出5个波道的OSNR均值为16dB。
分波器后的5个光波道平均纠前误码率为2.4E-3，相对于光波道的采用超强FEC编码的纠错极限2.4E-2，有3.1dB的Q值余量保证5个光波道的业务稳定运行。5个波道的业务通过光跳纤级联后，100G误码分析仪上设置100GE业务，运行了24h，业务稳定，无误码。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，其特征在于：从光信号的发端至收端依次包括：前向高功率拉曼放大器、前向双向遥泵增益单元、后向高功率拉曼放大器、后向双向遥泵增益单元，所述单跨长距离WDM线路光纤传输系统还包括两个双向旁路二阶遥泵泵浦，其中一个所述双向旁路二阶遥泵泵浦向所述前向双向遥泵增益单元输出泵浦光，另一个所述双向旁路二阶遥泵泵浦向所述后向双向遥泵增益单元输出泵浦光；
所述双向旁路二阶遥泵泵浦输出的一阶泵浦波长为1480nm，泵浦光功率为1W；输出的二阶泵浦波长为1360nm，泵浦总光功率为1.25W；
所述单跨长距离WDM线路光纤传输系统中光信号的单通道速率为100Gbit/s。
2.如权利要求1所述的一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，其特征在于：所述前向双向遥泵增益单元设置在离发端110km的光纤处，所述后向双向遥泵增益单元设置在离收端110km的光纤处。
3.如权利要求1所述的一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，其特征在于：所述双向旁路二阶遥泵泵浦输出的一阶泵浦波长和二阶泵浦波长经过波分复用器件合波后分别进入前向双向遥泵增益单元和后向双向遥泵增益单元。
4.如权利要求1所述的一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，其特征在于：所述单跨长距离WDM线路光纤传输系统的发端一侧还设有合波器，合波器用于对多个波道的光信号合波后经过光放大器再进入前向高功率拉曼放大器。
5.如权利要求1所述的一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，其特征在于：所述单跨长距离WDM线路光纤传输系统的收端一侧还设有分波器，分波器用于对后向高功率拉曼放大器经过光放大器输出的光信号进行分波。
6.如权利要求1所述的一种单跨长距离WDM线路光纤传输系统，其特征在于：所述前向高功率拉曼放大器和所述后向高功率拉曼放大器都是采用分布式拉曼放大，且采用的是波长范围为1400nm～1500nm之间的4个泵浦波长，并利用光纤的拉曼效应产生拉曼增益。
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