CN107534264A - 光学传输系统和相关的远程光学泵浦放大器(ropa)和方法 - Google Patents

光学传输系统和相关的远程光学泵浦放大器(ropa)和方法 Download PDF

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Abstract

一种设备包含远程光学泵浦放大器(ROPA)(110、112、130、132、200、300、400、500、600、700、800、900、1014、1018、1308a‑1308m)。所述ROPA包含旁通滤波器(204、304、804a、804b、904a、904b、1104、1204a、1204b)，所述旁通滤波器被配置成接收光学信号和第一泵浦功率并且分离所述光学信号与所述第一泵浦功率。所述ROPA还包含放大器(206、306、806a、806b、906a、906b、1106、1206a、1206b)，所述放大器被配置成从所述旁通滤波器接收所述光学信号并且放大所述光学信号。所述ROPA进一步包含光学组合器/多路复用器(208、308、402‑404、502‑504、602‑604、702‑704、808、908、1102c和1120)，所述光学组合器/多路复用器被配置成：从所述旁通滤波器接收所述第一泵浦功率；接收至少第二和第三泵浦功率；组合所述第一、第二和第三泵浦功率中的至少两者；以及向所述ROPA内的不同位置提供不同的泵浦功率或泵浦功率组合以馈给所述放大器。

Description

光学传输系统和相关的远程光学泵浦放大器(ROPA)和方法
技术领域
本公开大体上涉及光学传输系统。更具体来说，本公开涉及光学传输系统和相关的远程光学泵浦放大器(ROPA)和方法。
背景技术
常常使用光学通信网络在长距离上非常快速地传输大量数据。目前，顶级光学通信网络能够经由跨数百公里的单条光纤每秒传输数十万亿位的信息。光学通信网络一般超过铜网络的带宽能力。因此，光学网络常常是有线电信网络的部分，并且常常用于在电信网络的核心处提供光学主干网。
发明内容
本公开提供了一种光学传输系统和相关的远程光学泵浦放大器(ROPA)和方法。
在第一实施例中，一种设备包含ROPA。所述ROPA包含旁通滤波器，所述旁通滤波器被配置成接收光学信号和第一泵浦功率，并且分离所述光学信号和所述第一泵浦功率。所述ROPA还包含放大器，所述放大器被配置成从所述旁通滤波器接收所述光学信号并且放大所述光学信号。所述ROPA进一步包含光学组合器/多路复用器，所述光学组合器/多路复用器被配置成：从所述旁通滤波器接收所述第一泵浦功率；接收至少第二和第三泵浦功率；组合所述第一、第二和第三泵浦功率中的至少两者；以及向所述ROPA内的不同位置提供不同的泵浦功率或泵浦功率组合以馈给所述放大器。
在第二实施例中，一种系统包含具有ROPA的光学通信链路。所述ROPA包含旁通滤波器，所述旁通滤波器被配置成接收光学信号和第一泵浦功率，并且分离所述光学信号和所述第一泵浦功率。所述ROPA还包含放大器，所述放大器被配置成从所述旁通滤波器接收所述光学信号并且放大所述光学信号。所述ROPA进一步包含光学组合器/多路复用器，所述光学组合器/多路复用器被配置成：从所述旁通滤波器接收所述第一泵浦功率；接收至少第二和第三泵浦功率；组合所述第一、第二和第三泵浦功率中的至少两者；以及向所述ROPA内的不同位置提供不同的泵浦功率或泵浦功率组合以馈给所述放大器。
在第三实施例中，一种方法包含在ROPA处接收光学信号和第一泵浦功率。所述方法还包含使用所述ROPA的旁通滤波器来分离所述光学信号和所述第一泵浦功率。所述方法进一步包含使用所述ROPA的放大器来放大所述光学信号。所述方法还包含从所述旁通滤波器接收所述第一泵浦功率，并且在所述ROPA的光学组合器/多路复用器处接收至少第二和第三泵浦功率。另外，所述方法包含组合所述第一、第二和第三泵浦功率中的至少两者，且向所述ROPA内的不同位置提供不同的泵浦功率或泵浦功率组合以馈给所述放大器。
本领域技术人员可以容易通过以下图、描述和权利要求书明白其它技术特征。
附图说明
为了更完整地理解本公开，现在参考结合附图进行的以下描述，附图中：
图1说明根据本公开的示例性光学传输系统；
图2和图3说明根据本公开的用于在光学传输系统中使用的远程光学泵浦放大器(ROPA)的示例性架构；
图4至图7说明根据本公开的用于在光学传输系统中使用的ROPA的架构的特定实例；
图8和图9说明根据本公开的用于在光学传输系统中使用的ROPA的示例性多级架构；
图10至图12说明根据本公开的光学传输系统和相关ROPA的特定实例；
图13说明根据本公开的示例性多跨光学传输系统；以及
图14说明根据本公开的用于操作光学传输系统中的ROPA的示例性方法。
具体实施方式
下文论述的图1至图14以及用于在本专利文献中描述本发明的原理的各种实施例仅用于说明，且不应以任何方式被解释为限制本发明的范围。本领域技术人员将理解，可以在任何类型的适当布置的装置或系统中实施本发明的原理。
本公开提供远程光学泵浦放大器(ROPA)和利用此类ROPA的光学传输系统的各种架构。在一些实施例中，这些ROPA和光学传输系统支持使用一条或多条无中继光学通信链路。“无中继”光学通信链路是指其中不使用有源光学中继器的光学链路。相比而言，“经中继”光学通信链路是指其中在一个或多个在线光学放大场所处使用一个或多个有源光学中继器的光学链路。将经中继和无中继光学通信链路区分开来的一个方面是以下事实：有源光学中继器需要电力源，因此通常在用于经中继通信链路的电缆中使用铜导体，以便向有源光学中继器内的光学放大器供电。无中继光缆不具有向在线设备供应电力的能力。而是，常规的无中继光学网络常常使用ROPA以在光学信号横越光学链路时放大所述光学信号。每个ROPA不是在本地被供电，而是从通信链路的一端被光学泵浦，所以有术语“远程光学泵浦”放大器。
无中继传输系统具有若干潜在应用，包含海底和陆地光学通信，例如在嵌入到电力公用事业的电缆系统中的光纤网络中。在一些情况下，仅在无中继光学链路的“接收侧”上使用ROPA。在其它情况下，在无中继光学链路的“传输侧”和“接收侧”两者上使用ROPA。“传输侧”是指光学链路的更接近传输端点或端子的部分，且“接收侧”是指光学链路的更接近接收端点或端子的部分。在成对地使用光纤(一条光纤用于在一个方向上的传输且另一条光纤用于在相反的方向上的传输)时，可以将一条光纤的传输侧上的ROPA放置在与另一条光纤的接收侧上的ROPA相同的外壳中。
虽然在下文常常描述为在单跨无中继光学传输系统中使用，但在此专利文献中描述的原理不限于此类系统。在此专利文献中描述的原理可以用于其它系统中，例如多跨光学传输系统，其中与多个跨段的光纤在线地使用多个ROPA，或者在放大光学传输系统中使用多个ROPA。一般来说，在此专利文献中描述的原理可以在其中存在较长且有损耗的光学跨度或者其中在光学跨度中另外需要或要求远程光学放大的任何系统中。在这些类型的光学链路中使用一个或多个ROPA允许在不需要再生点的情况下放大光学信号。
图1说明根据本公开的示例性光学传输系统100。如图1中所示，系统100包含第一端点或端子102、第二端点或端子104和至少一个光学通信链路106。端点或端子102和104经由光学通信链路106而彼此通信以交换数据。每个端点或端子102和104还通常与外部装置或系统通信。每个端点或端子102和104一般表示进行光学通信的任何合适的装置或系统。每个端点或端子102和104可以(例如)表示可以在陆地上或水下跨越数百公里的光学通信链路106的相对侧上的组件。
光学通信链路106在这里表示双向光学链路。光学通信链路106包含支持从第一端点或端子102到第二端点或端子104的光学传输的第一光学链路108a，和支持从第二端点或端子104到第一端点或端子102的光学传输的第二光学链路108b。光学链路108a和108b常常称为表示“光纤对”。应注意，虽然在图1中示出一个光纤对中的两条光学链路，但可以在端点或端子102和104之间使用任何数目的光学链路或光纤对。为了易于阐释，在下文更详细地描述光学链路108a的结构，且光学链路108b可以具有相同或类似的配置(但不需要是这种情况)。
如在这里所示，光学链路108a包含前向ROPA 110和后向ROPA 112两者。每个ROPA110和112表示使用通过光学链路108a提供给ROPA 110和112的泵浦功率进行操作的光学放大器。不需要通过铜或光学链路108a中的其它导体向ROPA 110和112提供电力。ROPA 110被称作“前向”ROPA，这是因为由ROPA 110使用的泵浦功率在与从端点或端子102发送到端点或端子104的光学信号相同的方向上从端点或端子102流动到ROPA 110。相比而言，ROPA112被称作“后向”ROPA，这是因为由ROPA 112使用的泵浦功率在与从端点或端子102发送到端点或端子104的光学信号相反的方向上从端点或端子104流动到ROPA 112。
ROPA 110通过三条或更多条光纤114a-114n耦合到端点或端子102。含有从端点或端子102发送到端点或端子104的数据的光学信号经由光纤114a行进到ROPA 110。通过光纤114a-114n从端点或端子102的光学传输器118中的各种泵浦源116a-116n发送用于ROPA110的泵浦功率。ROPA 110使用经由光纤114a-114n接收的泵浦功率进行操作，以放大经由光纤114a接收的光学信号。如在下文更详细地描述，ROPA 110实施空间和波长多路复用以更有效地使用来自泵浦源116a-116n的泵浦功率，以便放大行进穿过光学链路108a的光学信号。
ROPA 110包含用于光学放大信号的任何合适的远程泵浦结构。光纤114a-114n中的每一者包含用于传输光学信号或泵浦功率的任何合适的光纤。在一些情况下，光纤114a-114n中的每一者可以具有100公里或120公里以上的长度。泵浦源116a-116n中的每一者包含用于向远程光学放大器提供泵浦功率的任何合适的结构。泵浦源116a-116n中的每一者可以(例如)表示一个或多个激光器。光学传输器118包含用于产生经由光学链路进行传输的光学信号的任何合适的结构。
光纤120将前向ROPA 11O与后向ROPA 112耦合。光纤120包含用于传输光学信号的任何合适的光纤。在一些情况下，光纤120可以具有500公里或600公里以上的长度。
后向ROPA 112以与前向ROPA 110类似的方式操作，但泵浦功率行进的方向是反的。ROPA 112通过三条或更多条光纤122a-122n耦合到端点或端子104。含有从端点或端子102发送到端点或端子104的数据的光学信号经由光纤122a行进到端点或端子104。通过光纤122a-122n从端点或端子104的光学接收器126中的各种泵浦源124a-124n发送用于ROPA112的泵浦功率。ROPA 112使用经由光纤122a-122n接收的泵浦功率进行操作，以放大经由光纤120接收的光学信号。如在下文更详细地描述，ROPA 112实施空间和波长多路复用以更有效地使用来自泵浦源124a-124n的泵浦功率，以便放大行进穿过光学链路108a的光学信号。
ROPA 112包含用于光学放大信号的任何合适的远程泵浦结构。光纤122a-122n中的每一者包含用于传输光学信号或泵浦功率的任何合适的光纤。在一些情况下，光纤122a-122n中的每一者可以具有150公里以上的长度。泵浦源124a-124n中的每一者包含用于向远程光学放大器提供泵浦功率的任何合适的结构。泵浦源124a-124n中的每一者可以(例如)表示一个或多个激光器。光学接收器126包含用于处理经由光学链路接收的光学信号的任何合适的结构。
可以通过相同或类似的方式进行经由光学链路108b从端点或端子104到端点或端子102的通信。光学链路108b包含前向ROPA 130和后向ROPA 132。前向ROPA 130通过三条或更多条光纤134a-134n耦合到端点或端子104，且光学传输器138的泵浦源136a-136n向ROPA130提供泵浦功率。前向ROPA 130通过光纤140耦合到后向ROPA 132。后向ROPA 132通过三条或更多条光纤142a-142n耦合到端点或端子102，且光学接收器146的泵浦源144a-144n向ROPA 132提供泵浦功率。
每个ROPA 130和132包含用于光学放大信号的任何合适的远程泵浦结构。在一些情况下，ROPA 110和132可以置于共同外壳中，且ROPA 112和130可以置于共同外壳中。光纤134a-134n、142a-142n中的每一者包含用于传输光学信号或泵浦功率的任何合适的光纤。在一些情况下，光纤134a-134n中的每一者可以具有100公里或120公里以上的长度，且光纤142a-142n中的每一者可以具有150公里以上的长度。泵浦源136a-136n、144a-144n中的每一者包含用于向远程光学放大器(例如，一个或多个激光器)提供泵浦功率的任何合适的结构。光学传输器138包含用于产生经由光学链路进行传输的光学信号的任何合适的结构。光学接收器146包含用于处理经由光学链路接收的光学信号的任何合适的结构。
在一些实施例中，可以使用来自泵浦源116a、124a、136a、144a的泵浦功率在光学链路114a、122a、134a、142a中进行拉曼放大。经由光学链路114a、122a、134a、142a发送以及在ROPA 110、112、130、132处接收的任何残差泵浦功率可以被称为泵浦功率的“残余”。如在下文更详细地描述，由ROPA 110、112、130、132提供的空间和波长多路复用可以涉及(i)经由光学链路114a、122a、134a、142a接收的任何残余泵浦功率，和(ii)经由光学链路114b-114n、122b-122n、134b-134n、142b-142n接收的至少两个额外的泵浦功率。在一些实施例中，在通信链路106中提供的拉曼放大可以表示一阶拉曼放大或分数阶拉曼放大，但不是多阶拉曼放大。这意味着可以使用一个拉曼阶的移位或使用一个拉曼阶的分数移位来直接泵浦光学信号。在美国专利第7,567,593号中描述了能够提供分数阶拉曼放大的系统，所述美国专利在此以全文引用的方式并入。
虽然图1说明光学传输系统100的一个实例，但可以对图1作出各种改变。举例来说，图1打算说明其中可以使用特定ROPA架构的一个示例性环境。存在可以受益于这些ROPA架构的使用的若干单跨和多跨配置，且图1不将本公开限制于在任何特定系统中使用ROPA架构。在美国专利公布号2015/0270676中公开了含有ROPA的多跨配置的一个实例，所述美国专利在此以全文引用的方式并入。而且，虽然示出为在每个光学链路108a-108b上包含前向和后向ROPA110、112、130、132两者，但光学链路可以包含这些ROPA中的仅一者。此外，不要求对光学链路108a-108b使用相同设计。另外，可以在光学传输系统100或其它光学传输系统的组件之间的任何数目的光学链路和光纤对中复制和使用在下文论述的任何特定ROPA架构。
图2和图3说明根据本公开的用于在光学传输系统中使用的ROPA的示例性架构。为了易于阐释，可以将图2和图3中的ROPA架构描述为在图1的光学传输系统100中操作。然而，可以在任何其它合适的系统中使用这些ROPA架构。
在图2中，说明用于前向ROPA的ROPA架构200。ROPA架构200在这里包含至少三个光学路径202a-202n，所述至少三个光学路径表示光学信号和泵浦功率流动到前向ROPA所经过的光学路径。光学路径202a-202n可以(例如)表示或耦合到图1中的光纤114a-114n或134a-134n。
光学路径202a将在端点或端子102和104之间传送的光学信号传输到前向ROPA。所述光学信号可以表示任何合适的光学信号。在一些实施例中，所述光学信号表示波分多路复用(WDM)或密集波分多路复用(DWDM)信号。这些类型的光学信号一般表示通过以不同频率对光学载波进行波长多路复用而形成的信号。在最基本的情况下，可能仅存在用于信号的一个光学载波，但一般在WDM或DWDM信号中存在多个光学载波。
光学路径202a-202n还将泵浦功率传输到前向ROPA以用于放大光学信号。行进经过光学路径202a-202n的每个泵浦功率具有相关联的波长或波长范围，表示为λ{1-n}。虽然图2中的不同泵浦功率与波长或波长范围λ1至λn相关联，但这不一定要求每个光学路径202a-202n以不同的波长或波长范围传输泵浦功率。有可能经由不同的光学路径202a-202n传输的泵浦功率中的一些泵浦功率在波长上部分或完全重叠，只要存在经由光学路径202a-202n传输的具有至少三个不同的波长的泵浦功率即可。
如上文所述，经由光纤114a、134a发送的泵浦功率可以用于拉曼放大。因此，前向ROPA经由光学路径202a仅可以接收经由光纤114a、134a发送的泵浦功率的部分(“残余”泵浦功率)。
ROPA架构200包含旁通混合滤波器204、光纤放大器206和光学组合器/多路复用器单元208。混合滤波器204一般操作以：分离经由光学路径202a接收的光学信号与经由光学路径202a接收的任何残余泵浦功率；将所述光学信号提供给光纤放大器206；以及将残余泵浦功率提供给光学组合器/多路复用器单元208。光纤放大器206一般操作以使用在ROPA架构200的一个或多个位置处接收的泵浦功率来放大光学信号。光学组合器/多路复用器单元208支持对泵浦功率的空间和波长多路复用以及将泵浦功率提供给ROPA架构200内的不同位置的能力。
在此实例中，使用光学多路信号分离器210、光学隔离器212和光学多路复用器214来形成混合滤波器204。在光纤放大器206后面存在额外的光学多路复用器216，所述额外的光学多路复用器在光学路径218上产生输出信号。光学路径218可以(例如)表示或耦合到图1中的光纤120或140。
光学多路信号分离器210操作以分离光学信号与经由光学路径202a接收的残余泵浦功率。光学多路信号分离器210经由光学隔离器212将光学信号提供给光学多路复用器214，且光学多路信号分离器210将残余泵浦功率提供给光学组合器/多路复用器单元208。光学隔离器212操作以隔离所述残余泵浦功率而不让所述所述残余泵浦功率穿过到光学多路复用器214。光学多路复用器214和216操作以将光学信号与由光学组合器/多路复用器单元208提供的泵浦功率组合到共同光纤上。光学多路复用器214在前向方向上馈给光纤放大器206，且光学多路复用器216在后向方向上馈给光纤放大器206。这里的结果是不同的泵浦功率可以沿着与正被放大的光学信号平行的路径至少部分地行进穿过ROPA架构200，且可以在不同方向上将泵浦功率馈给光纤放大器206。
光学多路信号分离器210包含用于分离光学信号和泵浦功率的任何合适的结构。光学隔离器212包含用于隔离光学信号和泵浦功率的任何合适的结构。光学多路复用器214和216中的每一者包含用于组合光学信号和泵浦功率的任何合适的结构。在一些实施例中，可以实施具有旁通组件的ROPA，如美国专利申请序列号13/214,010中所公开，所述申请在此以全文引用的方式并入。
光纤放大器206表示被配置成放大光学信号的任何合适的光纤结构。在一些实施例中，光纤放大器206表示掺铒光纤放大器，但还可以使用其它合适的光纤放大器或其它类型的放大器。
光学组合器/多路复用器单元208操作以重新引导并选择性地组合从光学路径202a-202n接收的泵浦功率，并且将所述泵浦功率提供给光学多路复用器214和216。如上文所述，光学组合器/多路复用器单元208提供对泵浦功率的波长和空间多路复用。通过组合不同波长或波长范围下的泵浦功率来实现波长多路复用。通过将泵浦功率提供给ROPA架构200内的不同位置，例如通过将不同的泵浦功率提供给不同的光学多路复用器214和216，来实现空间多路复用。在下文描述了光学组合器/多路复用器单元208的各种实现方式。
光学组合器/多路复用器单元208可以经由光纤而耦合到组件210、214、216中的每一者。光学组合器/多路复用器单元208在那里可以提供泵浦功率(在此实例中提供给光学多路复用器214和216)的位置中的每一者可以被称为端口。光学组合器/多路复用器单元208因此在其三个输入光纤与两个端口之间提供空间和波长多路复用。应注意，虽然光学组合器/多路复用器单元208在这里示出为将泵浦功率提供给两个位置，但可以存在可以在那里提供泵浦功率的额外的位置。举例来说，可以将泵浦功率注入到光纤放大器206的不同段中。
在图3中，说明用于后向ROPA的ROPA架构300。ROPA架构300在这里包含至少三个光学路径302a-302n，所述至少三个光学路径表示泵浦功率流动到后向ROPA以及光学信号从后向ROPA流动所经过的光学路径。光学路径302a-302n可以(例如)表示或耦合到图1中的光纤122a-122n或142a-142n。
光学路径302a将在端点或端子102和104之间传送的光学信号从后向ROPA传输到端点或端子104。所述光学信号可以表示任何合适的光学信号，例如WDM或DWDM信号。光学路径302a-302n还将泵浦功率传输到后向ROPA以用于放大光学信号。行进经过光学路径302a的泵浦功率在与光学信号相反的方向上行进。行进经过光学路径302a-302n的每个泵浦功率具有相关联的波长或波长范围λ{1-n}。再次地，虽然图3中的不同泵浦功率与波长或波长范围λ1至λn相关联，但这不一定要求每个光学路径302a-302n以不同的波长或波长范围传输泵浦功率。有可能经由不同的光学路径302a-302n传输的泵浦功率中的一些泵浦功率在波长上部分或完全重叠，只要存在经由光学路径302a-302n传输的具有至少三个不同的波长的泵浦功率即可。
如上文所述，经由光纤122a、142a发送的泵浦功率可以用于拉曼放大。因此，后向ROPA经由光学路径302a仅可以接收经由光纤122a、142a发送的泵浦功率的残余。
ROPA架构300包含旁通混合滤波器304、光纤放大器306和光学组合器/多路复用器单元308。混合滤波器304一般操作以：分离经由光学路径318接收的光学信号与经由光学路径302a接收的任何残余泵浦功率；将所述光学信号提供给光学路径302a；以及将残余泵浦功率提供给光学组合器/多路复用器单元308。光纤放大器306一般操作以使用在ROPA架构300的一个或多个位置处接收的泵浦功率来放大光学信号。光学组合器/多路复用器单元308支持对泵浦功率的空间和波长多路复用以及将泵浦功率提供给ROPA架构300内的不同位置的能力。
在此实例中，使用光学多路信号分离器310、光学隔离器312和光学多路复用器314来形成混合滤波器304。在光纤放大器306前面存在额外的光学多路复用器316，所述额外的光学多路复用器在光学路径318上接收光学信号。光学路径318可以(例如)表示或耦合到图1中的光纤120或140。
光学多路信号分离器310操作以分离光学信号与经由光学路径302a接收的残余泵浦功率。光学多路信号分离器310将光学信号提供给光学路径302a，且光学多路信号分离器310将残余泵浦功率提供给光学组合器/多路复用器单元308。光学隔离器312操作以隔离所述残余泵浦功率而不让所述所述残余泵浦功率穿过到光学多路复用器314。光学多路复用器314和316操作以将光学信号与由光学组合器/多路复用器单元308提供的泵浦功率组合到共同光纤上。光学多路复用器316在前向方向上馈给光纤放大器306，且光学多路复用器314在后向方向上馈给光纤放大器306。这里的结果是不同的泵浦功率可以沿着与正被放大的光学信号平行的路径至少部分地行进穿过ROPA架构300，且可以在不同方向上将泵浦功率馈给光纤放大器306。
光学多路信号分离器310包含用于分离光学信号和泵浦功率的任何合适的结构。光学隔离器312包含用于隔离光学信号和泵浦功率的任何合适的结构。光学多路复用器314和316中的每一者包含用于组合光学信号和泵浦功率的任何合适的结构。再次地，在一些实施例中，可以实施具有旁通组件的ROPA，如美国专利申请序列号13/314,010中所公开。
光纤放大器306表示被配置成放大光学信号的任何合适的光纤结构。在一些实施例中，光纤放大器306表示掺铒光纤放大器，但还可以使用其它合适的光纤放大器或其它类型的放大器。
光学组合器/多路复用器单元308操作以重新引导并选择性地组合从光学路径302a-302n接收的泵浦功率，并且将所述泵浦功率提供给光学多路复用器314和316。再次地，光学组合器/多路复用器单元308提供对泵浦功率的波长和空间多路复用。在下文描述了光学组合器/多路复用器单元308的各种实现方式。
光学组合器/多路复用器单元308可以经由光纤而耦合到组件310、314、316中的每一者。光学组合器/多路复用器单元308在那里可以提供泵浦功率(在此实例中提供给光学多路复用器314和316)的位置中的每一者可以被称为端口。光学组合器/多路复用器单元308因此在其三个输入光纤与两个端口之间提供空间和波长多路复用。应注意，虽然光学组合器/多路复用器单元308在这里示出为将泵浦功率提供给两个位置，但可以存在可以在那里提供泵浦功率的额外的位置。举例来说，可以将泵浦功率注入到光纤放大器306的不同段中。
在图2和图3中，前向前向和后向ROPA架构200和300允许在ROPA内对不同的泵浦功率进行空间和波长多路复用。旁通组件允许使被放大的光学信号通过，同时可以将泵浦功率提供给ROPA内的适当位置以支持对光学信号的更高效和有效的放大。这可以在不需要仅载运泵浦功率的光纤跨端点或端子102和104之间的整个跨度而延伸的情况下实现。而是，仅载运泵浦功率的每个光纤可以仅延伸到最近的ROPA。
虽然图2和图3说明用于在光学传输系统中使用的ROPA的架构200、300的实例，但可以对图2和图3作出各种改变。举例来说，载运泵浦功率的光学路径的数目可以在需要或要求时变化。而且，各种光学组合器/多路复用器单元的输入和输出的数目可以在需要或要求时变化。
图4至图7说明根据本公开的用于在光学传输系统中使用的ROPA的架构的特定实例。具体来说，图4至图7说明具有上文描述的光学组合器/多路复用器单元208和308的特定实现方式的ROPA。为了易于阐释，可以将图4至图7中的ROPA架构描述为在图1的光学传输系统100中操作。然而，可以在任何其它合适的系统中使用这些ROPA架构。
如图4中所示，前向ROPA架构400包含上文关于图2描述的各种组件202a-202n、204、206、210、212、214、216、218。前向ROPA架构400还使用两个泵浦组合器402和404来实施光学组合器/多路复用器单元208。每个泵浦组合器402和404表示任何合适的泵浦组合器、多路复用器或被配置成组合泵浦功率的其它结构。虽然在图4中将每个泵浦组合器402和404示出为单个组件，但可以使用多个装置来实施每个泵浦组合器402和404以执行所要的组合功能。
在此实例中，泵浦组合器402从光学路径202a接收泵浦功率的残余且从剩余的光学路径202b-202n的子集接收泵浦功率。泵浦组合器404从剩余的光学路径202b-202n的另一子集接收泵浦功率。泵浦组合器404将泵浦功率馈给光学多路复用器214，而泵浦组合器402将泵浦功率馈给光学多路复用器216。
如图5中所示，前向ROPA架构500包含上文关于图2描述的各种组件202a-202n、204、206、210、212、214、216、218。前向ROPA架构500还使用两个泵浦组合器502和504来实施光学组合器/多路复用器单元208。每个泵浦组合器502和504表示任何合适的泵浦组合器、多路复用器或被配置成组合泵浦功率的其它结构。虽然在图5中将每个泵浦组合器502和504示出为单个组件，但可以使用多个装置来实施每个泵浦组合器502和504以执行所要的组合功能。
在此实例中，泵浦组合器504从光学路径202a接收泵浦功率的残余且从剩余的光学路径202b-202n的子集接收泵浦功率。泵浦组合器502从剩余的光学路径202b-202n的另一子集接收泵浦功率。泵浦组合器502将泵浦功率馈给光学多路复用器216，而泵浦组合器504将泵浦功率馈给光学多路复用器214。
在这里可以看到，图4和图5指示来自不同光学路径202b-202n的不同泵浦功率可以通过不同的方式经过组合，并且提供给光学多路复用器214和216。图4和图5还指示可以将来自光学路径202a的泵浦功率的残余提供给光学多路复用器214和216中的任一者。以此方式，ROPA架构400和500支持对泵浦功率的波长和空间多路复用。
应注意，多路复用器和到图4和图5中的多路复用器的连接仅用于说明，且至少三个泵浦功率可以通过任何其它合适的方式经过组合并且提供给前向ROPA内的多个位置。举例来说，假定在图4中仅接收三个泵浦功率λ1、λ2和λ3。在此情况下，可以省略泵浦组合器404，可以将泵浦功率λ3直接提供给光学多路复用器214，且可以使用泵浦组合器402来组合泵浦功率λ1和泵浦功率λ2的残余，并且将所得的功率提供给光学多路复用器216。换句话说，存在其中可以组合三个或更多个光学泵浦功率中的至少一些泵浦功率并且提供给不同位置(经空间上的多路复用)的广泛多种方式。
如图6中所示，后向ROPA架构600包含上文关于图3描述的各种组件302a-302n、304、306、310、312、314、316、318。后向ROPA架构600还使用两个泵浦组合器602和604来实施光学组合器/多路复用器单元308。每个泵浦组合器602和604表示任何合适的泵浦组合器、多路复用器或被配置成组合泵浦功率的其它结构。虽然在图6中将每个泵浦组合器602和604示出为单个组件，但可以使用多个装置来实施每个泵浦组合器602和604以执行所要的组合功能。
在此实例中，泵浦组合器602从光学路径302a接收泵浦功率的残余且从剩余的光学路径302b-302n的子集接收泵浦功率。泵浦组合器604从剩余的光学路径302b-302n的另一子集接收泵浦功率。泵浦组合器604将泵浦功率馈给光学多路复用器314，而泵浦组合器602将泵浦功率馈给光学多路复用器316。
如图7中所示，后向ROPA架构700包含上文关于图3描述的各种组件302a-302n、304、306、310、312、314、316、318。后向ROPA架构700还使用两个泵浦组合器702和704来实施光学组合器/多路复用器单元308。每个泵浦组合器702和704表示任何合适的泵浦组合器、多路复用器或被配置成组合泵浦功率的其它结构。虽然在图7中将每个泵浦组合器702和704示出为单个组件，但可以使用多个装置来实施每个泵浦组合器702和704以执行所要的组合功能。
在此实例中，泵浦组合器704从光学路径302a接收泵浦功率的残余且从剩余的光学路径302b-302n的子集接收泵浦功率。泵浦组合器702从剩余的光学路径302b-302n的另一子集接收泵浦功率。泵浦组合器702将泵浦功率馈给光学多路复用器316，而泵浦组合器704将泵浦功率馈给光学多路复用器314。
在这里可以看到，图6和图7指示来自不同光学路径302b-302n的不同泵浦功率可以通过不同的方式经过组合，并且提供给光学多路复用器314和316。图6和图7还指示可以将来自光学路径302a的泵浦功率的残余提供给光学多路复用器314和316中的任一者。以此方式，ROPA架构600和700支持对泵浦功率的波长和空间多路复用。
再次地，应注意，多路复用器和到图6和图7中的多路复用器的连接仅用于说明，且至少三个泵浦功率可以通过任何其它合适的方式经过组合并且提供给后向ROPA内的多个位置。存在其中可以组合三个或更多个光学泵浦功率中的至少一些泵浦功率(经波长多路复用)并且提供给不同位置(经空间上的多路复用)的广泛多种方式。
虽然图4至图7说明用于在光学传输系统中使用的ROPA的架构的特定实例，但可以对图4至图7作出各种改变。举例来说，载运泵浦功率的光学路径的数目可以在需要或要求时变化。而且，各种光学组合器/多路复用器单元的输入和输出的数目可以在需要或要求时变化。
图8和图9说明根据本公开的用于在光学传输系统中使用的ROPA的示例性多级架构。为了易于阐释，可以将图8和图9中的ROPA架构描述为在图1的光学传输系统100中操作。然而，可以在任何其它合适的系统中使用这些ROPA架构。
如图8中所示，前向ROPA架构800包含光学路径802a-802n，所述光学路径可以与图2中的光学路径202a-202n相同或类似。ROPA架构800还包含由旁通混合滤波器804a-804b和光纤放大器806a-806b形成的多个放大级。旁通混合滤波器804a-804b中的每一者可以与图2中的旁通混合滤波器204相同或类似，且光纤放大器806a-806b中的每一者可以与图2中的光纤放大器206相同或类似。旁通混合滤波器804a-804b中的每一者包含可以与图2中的对应组件210、212、214相同或类似的光学多路信号分离器810a-801b、光学隔离器812a-812b和光学多路复用器814a-814b。额外的光学多路复用器816跟在图8中的第二放大级后面，并且在光学路径818上产生输出信号。
光学组合器/多路复用器单元808操作以重新引导并选择性地组合来自光学路径802a-802n的泵浦功率，并且将泵浦功率提供给光学多路复用器814a、814b和816以及光学多路信号分离器810b。光学组合器/多路复用器单元808以此方式提供对泵浦功率的波长和空间多路复用。光学组合器/多路复用器单元808可以经由光纤而耦合到组件810b、814a、814b和816中的每一者。
光学组合器/多路复用器单元808在那里可以提供泵浦功率(在此实例中提供给组件810b、814a、814b和816)的位置中的每一者可以被称为端口。光学组合器/多路复用器单元808因此在其三个输入光纤与四个端口之间提供空间和波长多路复用。在一些实施例中，所述端口中的两者或四者可以从光学组合器/多路复用器单元808接收泵浦功率。如果所述端口中的仅两者接收泵浦功率，那么光学组合器/多路复用器单元808可以在光学多路信号分离器810b与光学多路复用器814b之间产生旁路，使得仅将泵浦功率供应给光学多路复用器814a和816。如果所述端口中的四者从光学组合器/多路复用器单元808接收泵浦功率，那么光学组合器/多路复用器单元808可以将泵浦功率的任何合适的组合提供给光学多路复用器814a、814b和816以及光学多路信号分离器81Ob。
如图9中所示，后向ROPA架构900包含光学路径902a-902n，所述光学路径可以与图3中的光学路径302a-302n相同或类似。ROPA架构900还包含由旁通混合滤波器904a-904b和光纤放大器906a-906b形成的多个放大级。旁通混合滤波器904a-904b中的每一者可以与图3中的旁通混合滤波器304相同或类似，且光纤放大器906a-906b中的每一者可以与图3中的光纤放大器306相同或类似。旁通混合滤波器904a-904b中的每一者包含可以与图3中的对应组件310、312、314相同或类似的光学多路信号分离器910a-901b、光学隔离器912a-912b和光学多路复用器914a-914b。额外的光学多路复用器916在图9中的放大级前面并且在光学路径918上接收光学信号。
光学组合器/多路复用器单元908操作以重新引导并选择性地组合来自光学路径902a-902n的泵浦功率，并且将泵浦功率提供给光学多路复用器914a、914b和916以及光学多路信号分离器910b。光学组合器/多路复用器单元908以此方式提供对泵浦功率的波长和空间多路复用。光学组合器/多路复用器单元908可以经由光纤而耦合到组件910b、914a、914b和916中的每一者。
光学组合器/多路复用器单元908在那里可以提供泵浦功率(在此实例中提供给组件910b、914a、914b和916)的位置中的每一者可以被称为端口。光学组合器/多路复用器单元908因此在其三个输入光纤与四个端口之间提供空间和波长多路复用。在一些实施例中，所述端口中的两者或四者可以从光学组合器/多路复用器单元908接收泵浦功率。如果所述端口中的仅两者接收泵浦功率，那么光学组合器/多路复用器单元908可以在光学多路信号分离器910b与光学多路复用器914b之间产生旁路，使得仅将泵浦功率供应给光学多路复用器914a和916。如果所述端口中的四者从光学组合器/多路复用器单元908接收泵浦功率，那么光学组合器/多路复用器单元908可以将泵浦功率的任何合适的组合提供给光学多路复用器914a、914b和916以及光学多路信号分离器910b。
在这里可以看到，复制ROPA中的放大级的能力会增加可以在那里将泵浦功率注入到ROPA中的位置的数目。因此，此方法提供在允许组合和使用泵浦功率以在ROPA中放大光学信号方面的更大的灵活性。
虽然图8和图9说明用于在光学传输系统中使用的ROPA的多级架构800和900的实例，但可以对图8和图9作出各种改变。举例来说，每个ROPA可以包含多于两个放大级。而且，载运泵浦功率的光学路径的数目可以在需要或要求时变化。另外，各种光学组合器/多路复用器单元的输入和输出的数目可以在需要或要求时变化。
图10至图12说明根据本公开的光学传输系统1000和相关ROPA的特定实例。此实例中的光学传输系统1000表示可以实现以每秒10千兆位(10G)或每秒100千兆位(100G)在600公里上的传输的超长无中继系统。虽然在图10中示出的光学传输系统1000是单向链路，但可以复制相同的结构以创建双向链路或多个双向链路。
如图10中所示，线路卡1002表示光学传输器，例如10G或100G线路卡。掺铒光纤放大器(EDFA)1004放大来自线路卡1002的光学信号，且色散补偿单元(DCU)1006与EDFA 1004一起使用。波长选择开关(EDFA)1008跟在EDFA 1004后面。泵浦源1010a-1010n产生泵浦功率，所述泵浦功率经由光纤1012a-1012n被提供给前向ROPA 1014。光纤1016将前向ROPA1014耦合到后向ROPA 1018。泵浦源1020a-1020n产生泵浦功率，所述泵浦功率经由光纤1022a-1022n被提供给后向ROPA 1016。EDFA 1024放大来自后向ROPA 1016的光学信号，且WSS 1026跟在EDFA 1024后面。线路卡1028表示光学接收器，例如10G或100G线路卡。
系统1000的特定实现方式可以具有以下特性，但这些细节仅用于说明。线路卡1002可以被配置成在1563.86nm下的100G或1563.05nm下的10G进行传输。100G信号可以在每秒120千兆位下经NRZ-PM-QPSK调制，这考虑到软判定前向纠错(SD-FEC)代码的15％额外开销。SD-FEC可以将1.9×10-2的误比特率(BER)纠正至小于10-15(11.1dB的NCG)。10G通道可以在每秒12.5千兆位下操作，这包含超FEC的25％额外开销(FEC阈值是9.5×10-3)。通过双级EDFA 1004以及中间级DCU 1006和后面的WSS 1008(例如100GHz WSS)放大光学信号，以滤除来自传输EDFA 1004的放大式自发射(ASE)。在接收端，EDFA 1024放大所接收的信号，且使用另一WSS 1026对通道进行多路分用。对于10G操作，可以使用框1030内的组件(两个EDFA和多个DCU)来取代EDFA 1024以提供光学色散补偿。在传输侧，可以将大约-1,600ps/nm的色散预补偿置于EDFA 1004的中间级中以提高100G和10G传输的传输性能。可以使用接收器侧处的大约-11,000ps/nm的色散后补偿来用于10G传输。
可以使用CORNING VASCADE EX2000光纤来组装由光纤1016形成的跨度。EX2000光纤是G.654B光纤(截止波长≤1530nm下的截止移位单模光纤)，所述光纤的色散≤20.2ps/nm-km且具有112μm2的大Aerr，从而实现进入光纤的高光学发射功率。
在信号路径中，前向ROPA 1014和后向ROPA 1018分别在与端点或端子相距128.0km和151.4km处定位。对于100G传输，对于607.0km的总跨长和97.2dB的跨度损耗(未包含ROPA的损耗)，可以将ROPA之间的距离调整至327.6km，从而导致0.160dB/km的平均光纤损耗(包含接头和连接器)。对于10G传输，对于101.0dB的跨度损耗，总距离可以增加至632.0km(ROPA之间是352.6km)。
对于专用泵浦路径，可以在前向ROPA的泵浦路径中使用128.2km和128.7km的光纤长度，且可以在后向ROPA的泵浦路径中使用154.2km和151.7km的光纤长度。分布式拉曼泵浦可以使用共同商业拉曼泵浦模块(NU-WAVE OPTIMA SE24)，所述泵浦中的每一者支持分布在1420nm与1500nm之间的范围内的五个泵浦波长。然而，信号路径中的拉曼泵浦模块可能不使用最长波长下的泵浦，因此那些泵浦模块使用1420nm与1480nm之间的范围内的四个泵浦波长进行操作。关闭最长的泵浦波长(在色散光纤中在泵浦和信号之间具有更少的“走离’)有助于减小在前向方向上的相对强度噪声(RIN)传递损失，并且向1563nm左右的信号波长提供更高效的拉曼增益。泵浦路径中的泵浦模块可以使用所有五个泵浦波长。由于沿着光纤的泵浦波长之间的拉曼相互作用，前向和后向泵浦模块中的最长的波长可以在ROPA处具有最高功率，且可以主要用于激发铒光纤。
图11说明图10的系统1000中的前向ROPA 1014的一个示例性实现方式。如图11中所示，前向ROPA 1014包含光学路径1102a-1102c、旁通混合滤波器1104和光纤放大器1106(例如20m铒光纤)。旁通混合滤波器1104包含光学多路信号分离器1110、光学隔离器1112和光学多路复用器1114。在光纤放大器1106后面存在额外的光学多路复用器1116，所述额外的光学多路复用器在光学路径1118上产生输出信号。在这里使用光学路径1102c和光学多路复用器1120来实施光学组合器/多路复用器单元。将光学路径1102c上的泵浦功率直接提供给光学多路复用器1114。经由光学多路复用器1120将来自光学路径1102a的残余泵浦功率和光学路径1102b上的泵浦功率提供给光学多路复用器1116。
图12说明图10的系统1000中的后向ROPA 1018的一个示例性实现方式。如图12中所示，后向ROPA 1018包含光学路径1202a-1202c和含有旁通混合滤波器1204a-1204b和光纤放大器1206a-1206b的多个放大级(例如20m铒光纤)。旁通混合滤波器1204a-1204b中的每一者包含光学多路信号分离器1210a-1210b、光学隔离器1212a-1212b和光学多路复用器1214a-1214b。在光纤放大器1206b前面存在额外的光学多路复用器1216，所述额外的光学多路复用器在光学路径1218上接收信号。在这里使用光学路径1202c和光学多路复用器1220来实施光学组合器/多路复用器单元。将光学路径1202c上的泵浦功率直接提供给光学多路复用器1214a。经由光学多路复用器1220将来自光学路径1202a的残余泵浦功率和光学路径1202b上的泵浦功率提供给光学多路复用器1216。光学多路信号分离器1210b和光学多路复用器1214b被连在一起。混合滤波器1204b在这里将铒增益拆分为两个部分，同时允许从两个方向激发光纤放大器，这可以有助于提高后向ROPA 1018的噪声系数(NF)。
在操作期间，发射到光学链路1012a中的信号功率对于100G可以是-9.4dBm，且对于10G传输可以是-3.6dBm。可以针对100G和10G传输使用相同分布的拉曼泵浦功率，例如信号路径中1860mW和泵浦路径中2060mW(可以针对前向和后向泵浦使用相同的泵浦功率)。到达前向ROPA中的EDF的泵浦功率可以是来自信号路径的5.2mW和两个泵浦路径的8.7mW和8.2mW。前向ROPA增益对于100G可以是18.8dB且对于10G可以是13.2dB。在后向ROPA，到达EDF的泵浦功率可以是来自信号路径和两个泵浦路径的1.7mW、3.3mW和2.4mW。后向ROPA增益在100G下可以是25.4dB增益，且在10G下可以是26.2dB。在前向ROPA之后128km处的信号的最大功率对于100G可以是+11.9dBm且对于10G可以是+12.2dBm。接收器处所测得的OSNR对于100G可以是13.7dB(0.1nm)，且对于10G可以是10.0dB(0.1nm)，这与模拟良好地一致(13.6dB，10.1dB)。
使用此布置，在100G传输下45小时BER稳定性测试的持续时间上的平均预FEC BER可以是1.18×10-2(对应于7.1dB的Q)，其中波动小于0.3dBQ且在SD-FEC之后没有未纠正的错误。可以将总信号传播损失(这包含非线性、RIN和MPI损失)估计为0.6dB的Q，这与背靠背性能(13.7dB OSNR下7.7dB的Q)形成对比。在100G无中继传输下的30小时稳定性测试可以具有7.80×10-3的平均预FEC BER(对应于7.8dB的Q)，其中波动小于0.2dBQ且在超FEC之后没有未纠正的错误。
虽然图10至图12说明光学传输系统1000和相关的ROPA 1014和1018的一个特定实例，但可以对图10至图12作出各种改变。举例来说，上文提供的特定细节(例如，特定距离、结构和性能值)与系统1000的特定实现方式相关。可以在系统1000中使用任何其它合适的距离、结构、性能值和其它特征。作为特定实例，可以通过上文描述的任何其它方式来实施系统1000中的ROPA 1014和1018中的每一者。
图13说明根据本公开的示例性多跨光学传输系统1300。如图13中所示，光学传输系统1300包含可以与端点或端子102和104相同或类似的端点或端子1302和1304。端点或端子1302和1304通过光通信链路而进行耦合，所述光通信链路包含光纤的多个跨段1306a-1306n和与所述多个跨段1306a-1306n在线定位的多个ROPA 1308a-1308m。
可以使用上文描述的ROPA设计中的任一者来实施所述ROPA 1308a-1308m中的一者或多者，并且所述ROPA 1308a-1308m中的一者或多者使用经波长和空间上的多路复用的至少三个泵浦功率。举例来说，最靠近端点或端子1302的ROPA 1308a可以从端点或端子1302接收至少三个泵浦功率并且对所述至少三个泵浦功率进行多路复用，和/或最靠近端点或端子1304的ROPA 1308m可以从端点或端子1304接收至少三个泵浦功率并且对所述至少三个泵浦功率进行多路复用。ROPA 1308a与ROPA 1308m之间的另一ROPA可以表示常规的ROPA或者可以表示上文描述的ROPA设计中的任一者(在那种情况下，那些ROPA中的每一者将例如从最靠近的端点或端子接收至少三个泵浦功率并且对所述至少三个泵浦功率进行多路复用)。
虽然图13说明多跨光学传输系统1300的一个实例，但可以对图13作出各种改变。举例来说，跨段1306a-1306n和ROPA 1308a-1308m在这里形成从端点或端子1302到端点或端子1304的单向链路。可以复制和颠倒相同或类似的结构以形成从端点或端子1304到端点或端子1302的单向链路，进而形成光纤对。还可以在端点或端子1302和1304之间使用多个光纤对。
图14说明根据本公开的用于操作光学传输系统中的ROPA的示例性方法1400。为了易于阐释，将图14中的方法1400描述为在使用图2和图3的ROPA架构200和300的图1的光学传输系统100中使用。然而，方法1400可以在任何其它合适的系统中以及与任何其它合适的ROPA架构一起使用，包含上文描述的其它系统和ROPA架构。
如图14中所示，在步骤1402，在ROPA处接收光学信号和残余泵浦功率。这可以包含(例如)前向ROPA 110或130经由相同光纤114a或134a接收光学信号和第一泵浦功率的残余。这还可以包含后向ROPA 112或132经由一条光纤120或140接收光学信号且经由另一条光纤122a或142a接收第一泵浦功率的残余。
在步骤1404，在ROPA处接收额外的泵浦功率。这可以包含(例如)ROPA 110、112、130、132经由额外的光纤114b-114n、122b-122n、134b-134n、142b-142n接收至少第二和第三泵浦功率。在一些实施例中，ROPA经由两条额外的光纤接收两个额外的泵浦功率。
在步骤1406，对泵浦功率进行波长和空间上的多路复用。这可以包含(例如)ROPA110、112、130、132中的光学组合器/多路复用器单元208或308组合所述泵浦功率中的至少两者，且将不同的泵浦功率供应给ROPA 110、112、130、132内的不同位置。如上文描述，可以将所述泵浦功率中的至少一者直接提供给光学多路复用器(不组合)，同时可以组合其它泵浦功率，之后提供给光学多路复用器。然而，可以使用任何其它合适的波长和空间多路复用。
在步骤1408，使用泵浦功率在ROPA中放大光学信号。这可以包含(例如)ROPA 110、112、130、132的一个或多个放大级中的一个或多个光纤放大器放大所述光学信号。所述光纤放大器可以在前向方向和/或后向方向上接收泵浦功率，这取决于在ROPA中如何对泵浦功率进行空间上的多路复用。
在步骤1410，输出经放大的光学信号。这可以包含(例如)前向ROPA 110或130经由光纤120或140输出经放大的光学信号。这还可以包含后向ROPA 112或132经由光纤122a或142a输出经放大的光学信号。
虽然图14说明用于操作光学传输系统中的ROPA的方法1400的一个实例，但可以对图14作出各种改变。举例来说，虽然示出为一连串步骤，但图14中的各个步骤可以重叠、并行地发生、以不同次序发生或发生任何次数。
应注意，可以使用任何合适的控制机构来控制在ROPA中提供的波长和空间多路复用。可以将波长和空间多路复用设定为具有特定配置(所述配置可以随时间改变或者可以不随时间改变)，或者波长和空间多路复用可以按常规或反复改变以便适应光学传输系统内的改变的条件。如果波长和空间多路复用可以随时间改变，那么计算装置或其它控制机构可以使用用于控制波长和空间多路复用的任何合适的控制逻辑，以便使用ROPA来获得合意的放大结果。
在一些实施例中，通过由计算机可读程序代码形成的以及在计算机可读介质中体现的计算机程序来实施或支持在此专利文献中描述的各种功能。短语“计算机可读程序代码”包含任何类型的计算机代码，包含源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包含能够由计算机访问的任何类型的介质，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、压缩光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或任何其它类型的存储器。“非暂时性”计算机可读介质不包括传输暂时性电信号或其它信号的有线、无线、光学或其它通信链路。非暂时性计算机可读介质包含可以在其中永久地存储数据的介质以及可以在其中存储数据且稍后覆写数据的介质，例如可再写光盘或可擦除存储器装置。
陈述在整个此专利文献中使用的特定词语和短语的定义可为有利的。术语“应用”和“程序”是指一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、过程、函数、对象、类、例子、相关数据或其被适配成用于以合适的计算机代码(包含源代码、目标代码或可执行代码)实施的部分。术语“传输”、“接收”和“传送”以及其派生词涵盖直接和间接通信两者。术语“包含”和“包括”以及其派生词是指不限制地包含。术语“或”是包括性的，是指和/或。短语“与......相关联”以及其派生词可以指包含、包含在......内、与......互连、含有、容纳在......内、连接到......或与......连接、耦合到......或与......耦合、与......通信、与......协作、交错、并置、接近、被绑定到......或与......绑定、具有、具有......的性质、与......具有关系等。当与一列物品一起使用时，短语“......中的至少一者”是指可以使用所列举的物品中的一者或多者的不同组合，且可能仅需要所述列表中的一个物品。举例来说，“A、B和C中的至少一者”包含以下组合中的任一者：A、B、C、A和B、A和C、B和C以及A和B和C。
不应将本申请中的描述解读为暗示任何特定元件、步骤或功能是必定包含在权利要求范围内的必要或关键元件。取得专利权的标的的范围仅由允许的权利要求书界定。另外，除非在特定权利要求中明确使用确切的词语“用于......的构件”或“用于的步骤”并且紧跟有识别功能的分词短语，否则对于所附权利要求书或权利要求要素，没有权利要求援引35 U.S.C.§112(f)。在权利要求内使用例如(但不限于)“机构”、“模块”、“装置”、“单元”、“组件”、“元件”、“部件”、“设备”、“机器”、“系统”、“处理器”或“控制器”等术语应理解为并且既定是指本领域技术人员已知的结构，所述结构由权利要求自身的特征进一步修改或增强，且无意援引35 U.S.C.§112(f)。
虽然本公开已经描述了某些实施例和大体上关联的方法，但本领域技术人员将明白对这些实施例和方法的更改和置换。因此，对示例性实施例的以上描述不界定或约束本公开。在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的范围的情况下，其它改变、替代和更改也是可能的。

Claims (17)

1.一种设备，包括：
远程光学泵浦放大器(ROPA)，包括：
旁通滤波器，所述旁通滤波器被配置成接收光学信号和第一泵浦功率，并且分离所述光学信号和所述第一泵浦功率；
放大器，所述放大器被配置成从所述旁通滤波器接收所述光学信号并且放大所述光学信号；以及
光学组合器/多路复用器，所述光学组合器/多路复用器被配置成：从所述旁通滤波器接收所述第一泵浦功率；接收至少第二和第三泵浦功率；组合所述第一、第二和第三泵浦功率中的至少两者；以及向所述ROPA内的不同位置提供不同的泵浦功率或泵浦功率组合以馈给所述放大器。
2.根据权利要求1所述的设备，其中：
所述旁通滤波器包括光学耦合到所述放大器的第一侧的第一光学多路复用器，所述第一光学多路复用器被配置成在第一方向上将所述泵浦功率中的至少一者馈给所述放大器；以及
所述ROPA进一步包括光学耦合到所述放大器的第二侧的第二光学多路复用器，所述第二光学多路复用器被配置成在第二方向上将所述泵浦功率中的至少另一者馈给所述放大器。
3.根据权利要求2所述的设备，其中：
所述光学组合器/多路复用器被配置成通过组合所述泵浦功率中的至少两者来对所述泵浦功率进行波长多路复用；以及
所述光学组合器/多路复用器被配置成通过向不同的光学多路复用器提供不同的泵浦功率或泵浦功率组合而对所述泵浦功率进行空间上的多路复用。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述旁通滤波器包括：
光学多路信号分离器，所述光学多路信号分离器被配置成分离所述光学信号和所述第一泵浦功率；
光学多路复用器，所述光学多路复用器被配置成组合所述光学信号和所述泵浦功率中的至少一个泵浦功率，所述光学多路复用器光学耦合到所述放大器；以及
光学隔离器，所述光学隔离器被配置成隔离所述第一泵浦功率与所述光学多路复用器。
5.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述光学组合器/多路复用器包括多个泵浦组合器，每个泵浦组合器配置成组合所述泵浦功率中的至少两者。
6.根据权利要求2或3所述的设备，其中所述光学组合器/多路复用器被配置成向一个光学多路复用器提供所述泵浦功率中的至少一者，而不与任何其它泵浦功率组合。
7.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述ROPA包括前向ROPA，所述前向ROPA被配置成经由共同光纤接收所述光学信号和所述第一泵浦功率。
8.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述ROPA包括后向ROPA，所述后向ROPA被配置成经由第一光纤接收所述光学信号且经由第二光纤接收所述第一泵浦功率。
9.根据任一前述权利要求所述的设备，其中：
所述ROPA包括多级ROPA；
所述多级ROPA的一个级包括所述旁通滤波器和所述放大器；以及
所述多级ROPA的至少一个额外的级包括至少一个额外的旁通滤波器和至少一个额外的放大器。
10.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述放大器包括光纤放大器。
11.一种系统，包括：
光学通信链路，所述光学通信链路包括远程光学泵浦放大器(ROPA)，所述ROPA包括根据权利要求1至10中任一项所述的设备。
12.根据权利要求11所述的系统，其中：
所述ROPA包括后向ROPA；以及
所述光学通信链路进一步包括前向ROPA和耦合所述前向ROPA和所述后向ROPA的光纤。
13.根据权利要求12所述的系统，其中：
所述光学通信链路包括一对光学通信链路中的一者，所述一对光学通信链路中的另一者包括另一前向ROPA和另一后向ROPA。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述光学通信链路包括多跨链路。
15.一种方法，包括：
在远程光学泵浦放大器(ROPA)处接收光学信号和第一泵浦功率；
使用所述ROPA的旁通滤波器来分离所述光学信号和所述第一泵浦功率；
使用所述ROPA的放大器来放大所述光学信号；
在所述ROPA的光学组合器/多路复用器处从所述旁通滤波器接收所述第一泵浦功率，且在所述ROPA的光学组合器/多路复用器处接收至少第二和第三泵浦功率；以及
组合所述第一、第二和第三泵浦功率中的至少两者，且向所述ROPA内的不同位置提供不同的泵浦功率或泵浦功率组合以馈给所述放大器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一泵浦功率表示用于所述光学信号的拉曼放大的泵浦功率的残余。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述ROPA包括多跨光学通信链路中的ROPA。
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