CN108599851A - 一种单跨距光传输系统和方法 - Google Patents

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CN108599851A CN201810495161.0A CN201810495161A CN108599851A CN 108599851 A CN108599851 A CN 108599851A CN 201810495161 A CN201810495161 A CN 201810495161A CN 108599851 A CN108599851 A CN 108599851A
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李明
黄丽艳
喻杰奎
罗清
王文忠
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Abstract

本发明实施例提供一种单跨距光传输系统和方法，其中系统包括第一远程增益单元、第二远程增益单元、旁路第一泵浦源、旁路第二泵浦源、随路泵浦源和光接收单元；第二远程增益单元包括第二前端波分复用器和第二后端波分复用器，第二后端波分复用器的泵浦端口与第二前端波分复用器的泵浦端口连接；第一远程增益单元与第二前端波分复用器的信号端口连接，第二后端波分复用器的信号端口与随路泵浦源连接，随路泵浦源与光接收单元连接；旁路第一泵浦源和旁路第二泵浦源分别与第一远程增益单元连接。本发明实施例提供的系统和方法，解决了当前主流的单随路遥泵系统存在的相对强度噪声和多径干涉过大的问题，提高了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。

Description

一种单跨距光传输系统和方法
技术领域
本发明实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种单跨距光传输系统和方法。
背景技术
超长单跨距光传输系统有别于传统的通信系统，其单跨距的光缆长度一般要求几百公里，线路中间不能有任何的中继设备。超长跨距全光传输系统为网络安全、稳定、经济运行提供有力保障。由于减少了光/电转换次数，并且可以利用光纤丰富的带宽资源，超长距离传输技术大大降低了长距离传输的成本，同时系统的可靠性和传输质量都得到了保证。
在通过前向纠错技术、调制码型、增大发送功率、功率放大器、前置放大器和拉曼放大等常规技术仍不能解决长跨距问题时，遥泵技术的应用进一步扩大了单跨距距离。遥泵(ROPA,Remote Optically Pumped Amplifier)技术通过光缆中插入掺饵光纤等增益介质提供光放大，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，因为没有中继站，减少了日常维护成本。
目前的遥泵系统主要采用单随路遥泵系统，即信号光和泵浦光在同一根光纤中传输，在系统发送端，因信号光功率过大，强泵浦光功率会产生过大的相对强度噪声和多径干涉，劣化信号传输质量，系统的可靠性和稳定性受到影响。
发明内容
本发明实施例提供一种单跨距光传输系统和方法，用以解决现有的单随路遥泵系统传输距离受限、系统接收性能受限、系统可靠性和稳定性低等问题。
一方面，本发明实施例提供一种单跨距光传输系统，包括第一远程增益单元、第二远程增益单元、旁路第一泵浦源、旁路第二泵浦源、随路泵浦源和光接收单元；其中，所述第二远程增益单元包括第二前端波分复用器和第二后端波分复用器，所述第二前端波分复用器的公共端口通过第二掺铒光纤与所述第二后端波分复用器的公共端口连接，所述第二后端波分复用器的泵浦端口与所述第二前端波分复用器的泵浦端口连接；所述第一远程增益单元通过第一随路光纤与所述第二前端波分复用器的信号端口连接，所述第二后端波分复用器的信号端口通过第二随路光纤与所述随路泵浦源连接，所述随路泵浦源与所述光接收单元连接；所述旁路第一泵浦源通过第一旁路光纤与所述第一远程增益单元连接，所述旁路第二泵浦源通过第二旁路光纤与所述第一远程增益单元连接。
另一方面，本发明实施例提供一种单跨距光传输方法，包括：将源端信号光、旁路第一泵浦源发出的泵浦光和旁路第二泵浦源发出的泵浦光输入至所述第一远程增益单元，输出第一增益信号光；将所述第一增益信号光通过所述第一随路光纤输入至所述第二前端波分复用器的信号端口，将所述随路泵浦源发出的泵浦光通过所述第二随路光纤、所述第二后端波分复用器的信号端口和泵浦端口输入至所述第二前端波分复用器的泵浦端口；将所述第二前端波分复用器的公共端口输出的信号光通过所述第二掺铒光纤输入至所述第二后端波分复用器的公共端口，将第二后端波分复用器的信号端口输出的信号光作为第二增益信号光；将所述第二增益信号光通过所述第二随路光纤和所述随路泵浦源输入至光接收单元。
本发明实施例提供的一种单跨距光传输系统和方法，通过配置由第一远程增益单元、旁路第一泵浦源和旁路第二泵浦源构成的双旁路遥泵系统，解决了当前主流的单随路遥泵系统存在的相对强度噪声和多径干涉过大的问题。同时，通过配置第二远程增益单元与随路泵浦源，实现了第二远程增益单元的前向泵浦，进一步提高了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种单跨距光传输系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的第二远程增益单元的结构示意图；
图3为本发明实施例的第一远程增益单元的结构示意图；
图4为本发明实施例的第一远程增益单元的第一掺铒光纤长度与增益曲线图；
图5为本发明实施例的第二远程增益单元的第二掺铒光纤长度与增益曲线图；
图6为本发明实施例的第一远程增益单元增益与单跨距光传输系统光信噪比曲线图；
图7为本发明实施例的第二远程增益单元增益与单跨距光传输系统光信噪比曲线图；
图8为本发明实施例的第一远程增益单元和第二远程增益单元的跨距与系统光信噪比曲线图；
图9为单旁路远程增益单元与随路+旁路远程增益单元结合的结构图；
图10为单旁路远程增益单元与随路远程增益单元结合的结构图；
图11为本发明实施例的一种单跨距光传输方法的流程示意图；
附图标记说明：
1-第一远程增益单元； 2-第一随路光纤； 3-第二远程增益单元；
4-第二随路光纤； 5-随路泵浦源； 6-光接收单元；
7-第一旁路光纤； 8-第二旁路光纤； 9-旁路第一泵浦源；
10-旁路第二泵浦源； 11-第一前端波分复用器； 12-第一后端波分复用器；
13-第一掺铒光纤； 31-第二前端波分复用器； 32-第二后端波分复用器；
33-第二掺铒光纤。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对当前主流的单随路遥泵系统存在因信号光功率过大，强泵浦光功率会产生过大的相对强度噪声和多径干涉，劣化信号传输质量导致的系统的可靠性和稳定性差的问题，本发明实施例提出了一种单跨距光传输系统，图1为本发明实施例的一种单跨距光传输系统的结构示意图，如图1所示，单跨距光传输系统包括第一远程增益单元1、第二远程增益单元3、旁路第一泵浦源9、旁路第二泵浦源10、随路泵浦源5和光接收单元6。
具体地，第一远程增益单元1对应的远程泵浦单元为旁路第一泵浦源9和旁路第二泵浦源10，第一远程增益单元1、旁路第一泵浦源9、旁路第二泵浦源10以及连接第一远程增益单元1和旁路第一泵浦源9的第一旁路光纤7、连接第一远程增益单元1和旁路第二泵浦源10的第二旁路光纤8共同构成了双旁路遥泵系统。第二远程增益单元3对应远程泵浦单元为随路泵浦源5，第二远程增益单元3、随路泵浦源5以及连接第二远程增益单元3和随路泵浦源5的第二随路光纤4共同构成了单随路遥泵系统。源端信号光通过双旁路遥泵系统和单随路遥泵系统后输入至光接收单元6，完成源端信号光的单跨距传输。此处，光接收单元6包括光接收机，还可以包括前置放大器和色散后补偿模块等，本发明实施例对此不作具体限定。
在单跨距光传输系统中，源端信号光首先进入第一远程增益单元1，经过放大后进入第一随路光纤2，经过第一随路光纤2传输后进入第二远程增益单元3，经过放大后进入第二随路光纤4，经过第二随路光纤4传输后进入随路泵浦源5，最后进入光接收单元6。
进一步地，图2为本发明实施例的第二远程增益单元3的结构示意图，如图2所示，第二远程增益单元3包括第二前端波分复用器31和第二后端波分复用器32，第二前端波分复用器31的公共端口通过第二掺铒光纤33与第二后端波分复用器32的公共端口连接，第二后端波分复用器32的泵浦端口与第二前端波分复用器31的泵浦端口连接。第一远程增益单元1通过第一随路光纤2与第二前端波分复用器31的信号端口连接，第二后端波分复用器32的信号端口通过第二随路光纤4与随路泵浦源5连接，随路泵浦源5与光接收单元6连接；旁路第一泵浦源9通过第一旁路光纤7与第一远程增益单元1连接，旁路第二泵浦源10通过第二旁路光纤8与第一远程增益单元1连接。
此处，第二远程增益单元3的泵浦光源来自随路泵浦源5经过第二随路光纤4传输的泵浦光，该泵浦光进入第二后端波分复用器32的信号端口后，通过第二后端波分复用器32将泵浦光分离出来，并从第二后端波分复用器32的泵浦端口输出，经过光纤传输到第二前端波分复用器31的泵浦端口，在第二前端波分复用器31中与第一远程增益单元1输出的第一增益信号光合波，实现前向泵浦放大。
需要说明的是，上述旁路第一泵浦源9、旁路第二泵浦源10、随路泵浦源5可以是一阶泵浦、二阶泵浦或三阶泵浦，本发明实施例对此不作具体限定，且在上述三种情况下，一阶泵浦光的波长范围优选为1480-1500nm。
本发明实施例中，通过配置由第一远程增益单元1、旁路第一泵浦源9和旁路第二泵浦源10构成的双旁路遥泵系统，解决了当前主流的单随路遥泵系统存在的相对强度噪声和多径干涉过大的问题。同时，通过配置第二远程增益单元3与随路泵浦源5，实现了第二远程增益单元3的前向泵浦，进一步提高了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
基于上述实施例，图3为本发明实施例的第一远程增益单元1的结构示意图，如图3所示，一种单跨距光传输系统，第一远程增益单元1包括第一前端波分复用器11和第一后端波分复用器12，第一前端波分复用器11的公共端口通过第一掺铒光纤13与第一后端波分复用器12的公共端口连接；对应地，旁路第一泵浦源9通过第一旁路光纤7与第一前端波分复用器11的泵浦端口连接，旁路第二泵浦源10通过第二旁路光纤8与第二前端波分复用器31的泵浦端口连接。
此处，第一远程增益单元1的泵浦光源来自旁路第一泵浦源9经过第一旁路光纤7传输的泵浦光和旁路第二泵浦源10经过第二旁路光纤8传输的泵浦光。其中，旁路第一泵浦源9经过第一旁路光纤7传输的泵浦光进入第一前端波分复用器11的泵浦端口后，在第一前端波分复用器11中与源端信号光合波，实现前向泵浦放大。旁路第二泵浦源10经过第二旁路光纤8传输的泵浦光进入第一后端波分复用器12的泵浦端口后，在第一后端波分复用器12中与进入第一后端波分复用器12公共端口的信号光合波，实现后向泵浦放大。
本发明实施例中，通过配置第一远程增益单元1、旁路第一泵浦源9和旁路第二泵浦源10，实现了第一远程增益单元1的双向泵浦，提高了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
基于上述任一实施例，参考图1，一种单跨距光传输系统，包括第一远程增益单元1、第二远程增益单元3、旁路第一泵浦源9、旁路第二泵浦源10、随路泵浦源5和光接收单元6。第一远程增益单元1通过第一随路光纤2与第二远程增益单元3连接，第二远程增益单元3通过第二随路光纤4与随路泵浦源5连接，随路泵浦源5与光接收单元6连接，构成光的传输路径。此外，第一远程增益单元1分别与旁路第一泵浦源9和旁路第二泵浦源10连接，构成双旁路遥泵系统。第二远程增益单元3与随路泵浦源5连接，构成单随路遥泵系统。
其中，参考图3，第一远程增益单元1包括第一前端波分复用器11和第一后端波分复用器12，第一前端波分复用器11的公共端口通过第一掺铒光纤13与第一后端波分复用器12的公共端口连接。旁路第一泵浦源9通过第一旁路光纤7与第一前端波分复用器11的泵浦端口连接，旁路第二泵浦源10通过第二旁路光纤8与第二前端波分复用器31的泵浦端口连接。由此可知，第一远程增益单元1的泵浦光源来自旁路第一泵浦源9经过第一旁路光纤7传输的泵浦光和旁路第二泵浦源10经过第二旁路光纤8传输的泵浦光。其中，旁路第一泵浦源9经过第一旁路光纤7传输的泵浦光进入第一前端波分复用器11的泵浦端口后，在第一前端波分复用器11中与源端信号光合波，实现前向泵浦放大。旁路第二泵浦源10经过第二旁路光纤8传输的泵浦光进入第一后端波分复用器12的泵浦端口后，在第一后端波分复用器12中与进入第一后端波分复用器12信号端口的信号光合波，实现后向泵浦放大。
参考图2，第二远程增益单元3包括第二前端波分复用器31和第二后端波分复用器32，第二前端波分复用器31的公共端口通过第二掺铒光纤33与第二后端波分复用器32的公共端口连接，第二后端波分复用器32的泵浦端口与第二前端波分复用器31的泵浦端口连接。第二远程增益单元3的泵浦光源来自随路泵浦源5经过第二随路光纤4传输的泵浦光，该泵浦光进入第二后端波分复用器32的信号端口后，通过第二后端波分复用器32将泵浦光分离出来，并从第二后端波分复用器32的泵浦端口输出，经过光纤传输到第二前端波分复用器31的泵浦端口，在第二前端波分复用器31中与第一远程增益单元1输出的第一增益信号光合波，实现前向泵浦放大。
结合图1、图2和图3可知，第一远程增益单元1的第一后端波分复用器12的信号端口通过第一随路光纤2与第二远程增益单元3的第二前端波分复用器31的信号端口连接，第二远程增益单元3的第二后端波分复用器32的信号端口通过第二随路光纤4与随路泵浦源5连接。
本发明实施例中，通过配置由第一远程增益单元1、旁路第一泵浦源9和旁路第二泵浦源10构成的双旁路遥泵系统，和第二远程增益单元3与随路泵浦源5构成的前向泵浦型的单随路遥泵系统，解决了当前主流的单随路遥泵系统存在的相对强度噪声和多径干涉过大的问题，进一步提高了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
目前的单跨距光传输系统设计中，远程增益单元和远程泵浦单元是单独设计的，远程增益单元对应的远程泵浦单元如何配置以实现最优化，以及远程增益单元的位置如何确认，均是根据经验值选取，没有经过具体的计算设计，使得现有的遥泵系统的输出光信噪比达不到最大值，可靠性和稳定性不能达到最佳效果。针对上述问题，基于上述任一实施例，本发明实施例提出一种单跨距光传输系统，其中，第一旁路光纤的长度和第二旁路光纤的长度是根据旁路第一泵浦源的泵浦光功率和旁路第一泵浦源发出的泵浦光在第一旁路光纤中的损耗系数，以及旁路第二泵浦源的泵浦光功率和旁路第二泵浦源发出的泵浦光在第二旁路光纤中的损耗系数确定的。
具体地，第一旁路光纤的长度和第二旁路光纤的长度可通过下式获取：L7(km)＝L8(km)＝{[Ppump7(dBm)-3]/αpump7，[Ppump8(dBm)-3]/αpump8}min；
式中，L7为第一旁路光纤的长度，单位为km。L8为第二旁路光纤的长度，单位为km。Ppump7为旁路第一泵浦源的泵浦光功率，单位为dBm。Ppump8为旁路第二泵浦源的泵浦光功率，单位为dBm。αpump7为旁路第一泵浦源发出的泵浦光在第一旁路光纤中的损耗系数，单位为dB/km。αpump8为旁路第二泵浦源发出的泵浦光在第二旁路光纤中的损耗系数，单位为dB/km。
本发明实施例中，通过计算确定了第一旁路光纤和第二旁路光纤的长度，根据上述长度确定第一远程增益单元的位置，提高了第一远程增益单元的输出光信噪比，优化了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
基于上述任一实施例，一种单跨距光传输系统，第二随路光纤的长度是根据随路泵浦源的泵浦光功率和随路泵浦源发出的泵浦光在第二随路光纤中的损耗系数确定的。
具体地，第二随路光纤的长度可通过下式获取：
L4(km)＝[Ppump5(dBm)-10]/αpump5；
式中，L4为第二随路光纤的长度，单位为km。Ppump5为随路泵浦源的泵浦光功率，单位为dBm。αpump5为随路泵浦源发出的泵浦光在第二随路光纤中的损耗系数，单位为dB/km。
本发明实施例中，通过计算确定了第二随路光纤的长度，根据上述长度确定第二远程增益单元的位置，提高了第二远程增益单元的输出光信噪比，优化了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
基于上述任一实施例，一种单跨距光传输系统，第一随路光纤与第二随路光纤为同一纤芯，第一旁路光纤和第二旁路光纤分别为独立纤芯；第一旁路光纤的长度与第二旁路光纤的长度相等，为第一随路光纤的长度与第二随路光纤的长度之和。
具体地，基于上述实施例可以确定第一旁路光纤的长度、第二旁路光纤的长度和第二随路光纤的长度。在此基础上，由第一旁路光纤的长度为第一随路光纤的长度与第二随路光纤的长度之和可以确定第一随路光纤的长度。
基于上述任一实施例，一种单跨距光传输系统，第一掺铒光纤和/或第二掺铒光纤1530nm波长处的吸收系数的范围为5-6dB/m；第一掺铒光纤和/或第二掺铒光纤数值孔径NA的范围为0.3-0.35。
基于上述任一实施例，一种单跨距光传输系统，还包括光发送单元，光发送单元与第一远程增益单元连接。其中，光发送单元用于产生源端信号光并将该源端信号光通过光纤传输到第一远程增益单元。此处，光发送单元包括光发送机，还可以包括功率放大器，本发明实施例对此不作限定。
基于上述任一实施例，一种单跨距光传输系统，第一远程增益单元与第二远程增益单元的增益范围均为18dB–28dB。第一掺铒光纤的长度和/或第二掺铒光纤的长度可以通过如下方法获取：
图4为本发明实施例的第一远程增益单元的第一掺铒光纤长度与增益曲线图，如图4所示，第一远程增益单元的增益(Gain)存在最大值，即在最佳的掺铒光纤(RGU1EDF)长度下实现最大增益。同理，图5为本发明实施例的第二远程增益单元的第二掺铒光纤长度与增益曲线图，如图5所示，第二远程增益单元的增益(Gain)存在最大值，即在最佳的掺铒光纤(RGU2EDF)长度下实现最大增益。
为了规范第一远程增益单元必须满足的增益范围，图6示出了第一远程增益单元的增益(Gain)与单跨距光传输系统光信噪比OSNR曲线图，如图6所示，在10dB–18dB范围内系统的OSNR性能变化非常大；在18dB–28dB范围内系统的OSNR性能变化较小，开始趋于饱和。因而在第一远程增益单元设计增益时，只需满足18dB增益即可满足系统要求，同时第一远程增益单元能够放置在最远的位置，单跨距光传输系统的性能能够达到最优化。
同时为了规范第二远程增益单元必须满足的增益范围，图7示出了第二远程增益单元增益(Gain)与单跨距光传输系统光信噪比OSNR曲线图，如图7所示，在15dB–18dB范围内系统的OSNR性能变化非常大；在18dB–28dB范围内单跨距光传输系统的OSNR性能变化较小，开始趋于饱和。因而在第二远程增益单元设计增益时，只需满足18dB增益即可满足系统要求，同时第二远程增益单元能够放置在最远的位置，单跨距光传输系统的性能能够达到最优化。
结合上述第一远程增益单元和第二远程增益单元的掺铒光纤长度、增益最优化等综合优化后，图8示出了第一远程增益单元和第二远程增益单元的跨距与单跨距光传输系统光信噪比OSNR曲线图。如图8所示，要达到单跨距光传输系统性能最优化，第一远程增益单元和第二远程增益单元之间的跨距越小越好。因而，在第一远程增益单元放置位置足够远的同时，第二远程增益单元的放置位置也越远越好，这样才能使得单跨距光传输系统的OSNR最优化。
为了更好地理解与应用本发明提出的一种单跨距光传输系统，本发明进行以下示例，且本发明不仅局限于以下示例。
如图1所示，一种单跨距光传输系统包括第一远程增益单元、第二远程增益单元、旁路第一泵浦源、旁路第二泵浦源、随路泵浦源和光接收单元。其中，通过配置第一远程增益单元、旁路第一泵浦源和旁路第二泵浦源实现了第一远程增益单元的双向泵浦，通过配置第二远程增益单元和随路泵浦源实现了第二远程增益单元的前向泵浦。
为了计算图1所示的单跨距光传输系统的性能，设置用于发出源端信号光的发送单元中的功率放大器BA的输出光功率为20dBm，噪声指数为5dB；第一远程增益单元增益为20dB，噪声指数为6dB；第二远程增益单元增益为20dB，噪声指数为6dB；随路泵浦源的拉曼增益为18dB，噪声指数为-2dB；系统总损耗为74dB，其中发送单元与第一远程增益单元增益之间光纤损耗为47dB，第一远程增益单元增益与第二远程增益单元增益之间的第一随路光纤损耗为10dB，第二远程增益单元增益与接收单元之间第二随路光纤损耗为17dB，根据ITU-T Rec G.692和系统等效噪声指数定义可得出系统的光接收单元输出光噪声比OSNR表达式，可以算出图1所示的系统的光接收单元的OSNR为24.56dB。
图9为单旁路远程增益单元与随路+旁路远程增益单元结合的结构图，如图9所示，区别于图1的单跨距光传输系统，图9中，第一远程增益单元901的泵浦光源来自后向旁路第二泵浦源910经过第二旁路光纤908传输的泵浦光；第二远程增益单元903的泵浦光源来后向旁路第一泵浦源909经过第一旁路光纤908传输的泵浦光和来自随路泵浦源905经过第二随路光纤904传输的泵浦光的总泵浦光。
为计算图9中系统的性能，设置发送单元的功率放大器BA的输出光功率为20dBm，噪声指数为5dB；第一远程增益单元增益为20dB，噪声指数为6dB；第二远程增益单元增益为20dB，噪声指数为6dB；随路泵浦源的拉曼增益为18dB，噪声指数为-2dB；系统总损耗为74dB，其中发送单元与第一远程增益单元增益之间光纤损耗为50dB，第一远程增益单元增益与第二远程增益单元增益之间的第一随路光纤损耗为7dB，第二远程增益单元增益与光接收单元之间第二随路光纤损耗为17dB，根据ITU-T Rec G.692和系统等效噪声指数定义可得出系统输出端输出光噪声比OSNR表达式，可以算出系统的光接收单元的OSNR为21.78dB。由此可知，在均采用双旁路情况下，图1所示的系统光接收单元的OSNR比图9所示的系统光接收单元的OSNR提高2.78dB。
图10为单旁路远程增益单元与随路远程增益单元结合的结构图，如图10所示，区别于图1的单跨距光传输系统，第一远程增益单元1001的泵浦光源来自旁路第一泵浦源1009经过第一旁路光纤1007传输的泵浦光；第二远程增益单元1003的泵浦光源仅仅来自随路泵浦源1005经过第二随路光纤1004传输的泵浦光。
为计算图10中系统的性能，设置发送单元的功率放大器BA的输出光功率为20dBm，噪声指数为5dB；第一远程增益单元增益为20dB，噪声指数为6dB；第二远程增益单元增益为20dB，噪声指数为6dB；随路泵浦源的拉曼增益为18dB，噪声指数为-2dB；系统总损耗为74dB，其中发送单元与第一远程增益单元增益之间光纤损耗为50dB，第一远程增益单元增益与第二远程增益单元增益之间的第一随路光纤损耗为7dB，第二远程增益单元增益与光接收单元之间第二随路光纤损耗为17dB，根据ITU-T Rec G.692和系统等效噪声指数定义可得出系统输出端输出光噪声比OSNR表达式，可以算出系统的光接收单元的OSNR为21.74dB。由此可知，图1所示的系统光接收单元的OSNR比图10所示的系统光接收单元的OSNR提高2.82dB。
综上可知，图1所示的系统，通过配置由第一远程增益单元、旁路第一泵浦源和旁路第二泵浦源构成的双旁路遥泵系统，解决了当前主流的单随路遥泵系统存在的相对强度噪声和多径干涉过大的问题。同时，通过配置第二远程增益单元与随路泵浦源，实现了第二远程增益单元的前向泵浦，进一步提高了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
基于上述任一系统实施例，图11为本发明实施例的一种单跨距光传输方法的流程示意图，如图11所示，一种基于单跨距光传输系统进行单跨距光传输的方法，包括：
1101，将源端信号光、旁路第一泵浦源发出的泵浦光和旁路第二泵浦源发出的泵浦光输入至第一远程增益单元，输出第一增益信号光。
其中，第一增益信号光是第一远程增益单元输出的信号光。第一远程增益单元对应的远程泵浦单元为旁路第一泵浦源和旁路第二泵浦源，第一远程增益单元、旁路第一泵浦源、旁路第二泵浦源以及连接第一远程增益单元和旁路第一泵浦源的第一旁路光纤、连接第一远程增益单元和旁路第二泵浦源的第二旁路光纤共同构成了双旁路遥泵系统。
1102，将第一增益信号光通过第一随路光纤输入至第二远程增益单元，输出第二增益信号光。
参考图2，第二远程增益单元包括第二前端波分复用器和第二后端波分复用器，第二前端波分复用器的公共端口通过第二掺铒光纤与第二后端波分复用器的信号端口连接，第二后端波分复用器的泵浦端口与第二前端波分复用器的泵浦端口连接。第一远程增益单元通过第一随路光纤与第二前端波分复用器的信号端口连接，第二后端波分复用器的信号端口通过第二随路光纤与随路泵浦源连接，随路泵浦源与光接收单元连接；旁路第一泵浦源通过第一旁路光纤与第一远程增益单元连接，旁路第二泵浦源通过第二旁路光纤与第一远程增益单元连接。
将第一增益信号光通过第一随路光纤输入第二前端波分复用器的信号端口，将随路泵浦源发出的泵浦光通过第二随路光纤、第二后端波分复用器的信号端口和泵浦端口输入至第二前端波分复用器的泵浦端口；将第二前端波分复用器的公共端口输出的信号光通过第二掺铒光纤输入至第二后端波分复用器的公共端口，将第二后端波分复用器的信号端口输出的信号光作为第二增益信号光。
此处，第二远程增益单元的泵浦光源来自随路泵浦源经过第二随路光纤传输的泵浦光，该泵浦光进入第二后端波分复用器的信号端口后，通过第二后端波分复用器将泵浦光分离出来，并从第二后端波分复用器的泵浦端口输出，经过光纤传输到第二前端波分复用器的泵浦端口，在第二前端波分复用器中与第一远程增益单元输出的第一增益信号光合波，实现前向泵浦放大。
1103，将第二增益信号光通过第二随路光纤和随路泵浦源输入至光接收单元。此处，随路泵浦源对第二增益信号光具有放大的效果。光接收单元包括光接收机，还可以包括前置放大器和色散后补偿模块等，本发明实施例对此不作具体限定。
需要说明的是，上述旁路第一泵浦源、旁路第二泵浦源、随路泵浦源可以是一阶泵浦、二阶泵浦或三阶泵浦，本发明实施例对此不作具体限定，且在上述三种情况下，一阶泵浦光的波长范围优选为1480-1500nm。
本发明实施例中，通过配置由第一远程增益单元、旁路第一泵浦源和旁路第二泵浦源构成的双旁路遥泵系统，解决了当前主流的单随路遥泵系统存在的相对强度噪声和多径干涉过大的问题。同时，通过配置第二远程增益单元与随路泵浦源，实现了第二远程增益单元的前向泵浦，进一步提高了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
基于上述任一实施例，参考图3，一种单跨距光传输系统，第一远程增益单元包括第一前端波分复用器和第一后端波分复用器，第一前端波分复用器的公共端口通过第一掺铒光纤与第一后端波分复用器的公共端口连接。
对应地，一种基于单跨距光传输系统进行单跨距光传输的方法，步骤1101将源端信号光、旁路第一泵浦源发出的泵浦光和旁路第二泵浦源发出的泵浦光输入至第一远程增益单元，输出第一增益信号光，进一步包括：
将源端信号光输入至第一前端波分复用器的信号端口，将旁路第一泵浦源发出的泵浦光通过第一旁路光纤输入至第一前端波分复用器的泵浦端口。旁路第一泵浦源发出的泵浦光进入第一前端波分复用器的泵浦端口后，在第一前端波分复用器中与源端信号光合波，实现前向泵浦放大。
将第一前端波分复用器的公共端口输出的信号光通过第一掺铒光纤输入至第一后端波分复用器的公共端口，将旁路第二泵浦源发出的泵浦光通过第二旁路光纤输入至第一后端波分复用器的泵浦端口，将第一后端波分复用器的信号端口输出的信号光作为第一增益信号光。此处，旁路第二泵浦源发出的泵浦光进入第一后端波分复用器的泵浦端口后，在第一后端波分复用器中与进入第一后端波分复用器公共端口的信号光合波，实现后向泵浦放大。
本发明实施例中，通过配置第一远程增益单元、旁路第一泵浦源和旁路第二泵浦源，实现了第一远程增益单元的双向泵浦，提高了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
基于上述任一实施例，参考图1、图2和图3，一种基于单跨距光传输系统进行单跨距光传输的方法，包括：
将源端信号光输入至第一前端波分复用器的信号端口，将旁路第一泵浦源发出的泵浦光通过第一旁路光纤输入至第一前端波分复用器的泵浦端口。旁路第一泵浦源发出的泵浦光进入第一前端波分复用器的泵浦端口后，在第一前端波分复用器中与源端信号光合波，实现前向泵浦放大。
将第一前端波分复用器的公共端口输出的信号光通过第一掺铒光纤输入至第一后端波分复用器的公共端口，将旁路第二泵浦源发出的泵浦光通过第二旁路光纤输入至第一后端波分复用器的泵浦端口，将第一后端波分复用器的信号端口输出的信号光作为第一增益信号光。此处，旁路第二泵浦源发出的泵浦光进入第一后端波分复用器的泵浦端口后，在第一后端波分复用器中与进入第一后端波分复用器公共端口的信号光合波，实现后向泵浦放大。
将第一增益信号光通过第一随路光纤输入第二前端波分复用器的信号端口，将随路泵浦源发出的泵浦光通过第二随路光纤、第二后端波分复用器的信号端口和泵浦端口输入至第二前端波分复用器的泵浦端口；将第二前端波分复用器的公共端口输出的信号光通过第二掺铒光纤输入至第二后端波分复用器的公共端口，将第二后端波分复用器的信号端口输出的信号光作为第二增益信号光。此处，第二远程增益单元的泵浦光源来自随路泵浦源经过第二随路光纤传输的泵浦光，该泵浦光进入第二后端波分复用器的信号端口后，通过第二后端波分复用器将泵浦光分离出来，并从第二后端波分复用器的泵浦端口输出，经过光纤传输到第二前端波分复用器的泵浦端口，在第二前端波分复用器中与第一远程增益单元输出的第一增益信号光合波，实现前向泵浦放大。
将第二增益信号光通过第二随路光纤和随路泵浦源输入至光接收单元。
本发明实施例中，通过由第一远程增益单元、旁路第一泵浦源和旁路第二泵浦源构成的双旁路遥泵系统，和第二远程增益单元与随路泵浦源构成的前向泵浦型的单随路遥泵系统的传输，解决了当前主流的单随路遥泵系统存在的相对强度噪声和多径干涉过大的问题，进一步提高了单跨距光传输系统的可靠性和稳定性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种单跨距光传输系统，其特征在于，包括第一远程增益单元、第二远程增益单元、旁路第一泵浦源、旁路第二泵浦源、随路泵浦源和光接收单元；
其中，所述第二远程增益单元包括第二前端波分复用器和第二后端波分复用器，所述第二前端波分复用器的公共端口通过第二掺铒光纤与所述第二后端波分复用器的公共端口连接，所述第二后端波分复用器的泵浦端口与所述第二前端波分复用器的泵浦端口连接；
所述第一远程增益单元通过第一随路光纤与所述第二前端波分复用器的信号端口连接，所述第二后端波分复用器的信号端口通过第二随路光纤与所述随路泵浦源连接，所述随路泵浦源与所述光接收单元连接；所述旁路第一泵浦源通过第一旁路光纤与所述第一远程增益单元连接，所述旁路第二泵浦源通过第二旁路光纤与所述第一远程增益单元连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一远程增益单元包括第一前端波分复用器和第一后端波分复用器，所述第一前端波分复用器的公共端口通过第一掺铒光纤与所述第一后端波分复用器的公共端口连接；
对应地，所述旁路第一泵浦源通过所述第一旁路光纤与所述第一前端波分复用器的泵浦端口连接，所述旁路第二泵浦源通过所述第二旁路光纤与所述第二前端波分复用器的泵浦端口连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一旁路光纤的长度和所述第二旁路光纤的长度满足下式：
L7(km)＝L8(km)＝{[Ppump7(dBm)-3]/αpump7，[Ppump8(dBm)-3]/αpump8}min；
式中，L7为所述第一旁路光纤的长度，单位为km；L8为所述第二旁路光纤的长度，单位为km；Ppump7为所述旁路第一泵浦源的泵浦光功率，单位为dBm；Ppump8为所述旁路第二泵浦源的泵浦光功率，单位为dBm；αpump7为所述旁路第一泵浦源发出的泵浦光在所述第一旁路光纤中的损耗系数，单位为dB/km；αpump8为所述旁路第二泵浦源发出的泵浦光在所述第二旁路光纤中的损耗系数，单位为dB/km。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二随路光纤的长度满足下式：
L4(km)＝[Ppump5(dBm)-10]/αpump5；
式中，L4为所述第二随路光纤的长度，单位为km；Ppump5为所述随路泵浦源的泵浦光功率，单位为dBm；αpump5为所述随路泵浦源发出的泵浦光在所述第二随路光纤中的损耗系数，单位为dB/km。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一随路光纤与所述第二随路光纤为同一纤芯，所述第一旁路光纤和所述第二旁路光纤分别为独立纤芯；
所述第一旁路光纤的长度和所述第二旁路光纤的长度均为所述第一随路光纤的长度与所述第二随路光纤的长度之和。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一掺铒光纤和/或第二掺铒光纤1530nm波长处的吸收系数的范围为5-6dB/m；所述第一掺铒光纤和/或第二掺铒光纤数值孔径NA的范围为0.3-0.35。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旁路第一泵浦源、所述旁路第二泵浦源和所述随路泵浦源为一阶泵浦、二阶泵浦或三阶泵浦。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一远程增益单元与所述第二远程增益单元的增益范围均为18dB–28dB。
9.一种基于权利要求1至8中任一权利要求所述的单跨距光传输系统进行单跨距光传输的方法，其特征在于，包括：
将源端信号光、所述旁路第一泵浦源发出的泵浦光和所述旁路第二泵浦源发出的泵浦光输入至所述第一远程增益单元，输出第一增益信号光；
将所述第一增益信号光通过所述第一随路光纤输入至所述第二前端波分复用器的信号端口，将所述随路泵浦源发出的泵浦光通过所述第二随路光纤、所述第二后端波分复用器的信号端口和泵浦端口输入至所述第二前端波分复用器的泵浦端口；将所述第二前端波分复用器的公共端口输出的信号光通过所述第二掺铒光纤输入至所述第二后端波分复用器的公共端口，将第二后端波分复用器的信号端口输出的信号光作为第二增益信号光；
将所述第二增益信号光通过所述第二随路光纤和所述随路泵浦源输入至光接收单元。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一远程增益单元包括第一前端波分复用器和第一后端波分复用器，所述第一前端波分复用器的公共端口通过第一掺铒光纤与所述第一后端波分复用器的公共端口连接；
对应地，所述将源端信号光、旁路第一泵浦源发出的泵浦光和旁路第二泵浦源发出的泵浦光输入至所述第一远程增益单元，输出第一增益信号光，进一步包括：
将所述源端信号光输入至所述第一前端波分复用器的信号端口，将所述旁路第一泵浦源发出的泵浦光通过所述第一旁路光纤输入至所述第一前端波分复用器的泵浦端口；
将所述第一前端波分复用器的公共端口输出的信号光通过所述第一掺铒光纤输入至所述第一后端波分复用器的公共端口，将所述旁路第二泵浦源发出的泵浦光通过所述第二旁路光纤输入至所述第一后端波分复用器的泵浦端口，将所述第一后端波分复用器的信号端口输出的信号光作为第一增益信号光。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109728854A (zh) * 2018-11-20 2019-05-07 武汉光迅科技股份有限公司 一种前向远程增益单元和遥泵放大器
CN112953640A (zh) * 2021-01-18 2021-06-11 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司 级联遥泵放大系统、远程增益单元及信号光放大方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006029569A1 (fr) * 2004-09-15 2006-03-23 Huawei Technologies Co., Ltd. Systeme de transmission optique et procede d'amplification
US20070003286A1 (en) * 2003-07-04 2007-01-04 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical fiber communication system using remote pumping
US20120243076A1 (en) * 2010-01-22 2012-09-27 Huawei Technologies Co., Ltd. Method, apparatus, and system for amplifying a burst optical signal
KR20150008669A (ko) * 2013-07-15 2015-01-23 한국전자통신연구원 다중 모드 광섬유 증폭을 위한 광 펌핑 장치
CN104834070A (zh) * 2015-05-28 2015-08-12 武汉光迅科技股份有限公司 一种旁路遥泵放大器装置
CN204761441U (zh) * 2015-06-29 2015-11-11 武汉光迅科技股份有限公司 一种超长跨距光传输系统
US20160261349A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-08 Xtera Communications, Inc. Optical transmission system and related remote optically pumped amplifier (ropa) and method
CN107181529A (zh) * 2017-07-03 2017-09-19 无锡市德科立光电子技术有限公司 一种多波长无中继传输系统
CN208508948U (zh) * 2018-05-22 2019-02-15 武汉光迅科技股份有限公司 一种单跨距光传输系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070003286A1 (en) * 2003-07-04 2007-01-04 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical fiber communication system using remote pumping
WO2006029569A1 (fr) * 2004-09-15 2006-03-23 Huawei Technologies Co., Ltd. Systeme de transmission optique et procede d'amplification
US20120243076A1 (en) * 2010-01-22 2012-09-27 Huawei Technologies Co., Ltd. Method, apparatus, and system for amplifying a burst optical signal
KR20150008669A (ko) * 2013-07-15 2015-01-23 한국전자통신연구원 다중 모드 광섬유 증폭을 위한 광 펌핑 장치
US20160261349A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-08 Xtera Communications, Inc. Optical transmission system and related remote optically pumped amplifier (ropa) and method
CN104834070A (zh) * 2015-05-28 2015-08-12 武汉光迅科技股份有限公司 一种旁路遥泵放大器装置
CN204761441U (zh) * 2015-06-29 2015-11-11 武汉光迅科技股份有限公司 一种超长跨距光传输系统
CN107181529A (zh) * 2017-07-03 2017-09-19 无锡市德科立光电子技术有限公司 一种多波长无中继传输系统
CN208508948U (zh) * 2018-05-22 2019-02-15 武汉光迅科技股份有限公司 一种单跨距光传输系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐健;付成鹏;卜勤练;余春平;江毅;黄丽艳;: "超长跨距无中继光传输系统中远程增益单元的研究", 激光与光电子学进展 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109728854A (zh) * 2018-11-20 2019-05-07 武汉光迅科技股份有限公司 一种前向远程增益单元和遥泵放大器
CN109728854B (zh) * 2018-11-20 2020-06-02 武汉光迅科技股份有限公司 一种前向远程增益单元和遥泵放大器
CN112953640A (zh) * 2021-01-18 2021-06-11 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司 级联遥泵放大系统、远程增益单元及信号光放大方法

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