CN109088671A - 一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤通信领域，具体涉及一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法及系统，其中所述方法包括以下步骤：对远程泵浦单元输出的泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输；在泵浦光通过合波器到达远程增益单元之前，对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩；其中，两次线性调频的斜率相反。本发明提供的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和系统中，在泵浦光到达远程增益单元之前，对泵浦光进行两次线性调频，分别使泵浦光频谱展宽和压缩，通过两次调制，在提高遥泵能量利用率、提高增益的同时，又降低了遥泵的噪声系数，从而延长超长跨距光纤通信系统的传输距离。

Description

一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和系统

【技术领域】

本发明涉及光纤通信领域，具体涉及一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法及系统。

【背景技术】

随着光纤通信技术的发展，需要单跨距无电中继的光纤传输系统距离越来越长，传输速率越来越高。在这种情况下，采用分布式拉曼放大器和遥泵放大器是延长光纤传输跨距的有效方法；特别是在超长跨距光纤系统中，必须同时采用分布式拉曼放大器和遥泵放大器才能实现应用场景对光纤跨距的要求。

其中，遥泵放大器的性能是限制超长跨距光纤系统性能的主要因素之一，主要包括噪声和增益性能。提高遥泵放大器的增益，改善其噪声系数，能够延长系统的传输距离，或者降低泵浦单元的出光功率，节省成本。而遥泵放大器的性能又与到达远程增益单元的泵浦光的频谱特征息息相关，泵浦光从远程泵浦单元经过旁路光纤的传输过程中，由于光纤非线性效应，到达远程增益单元的泵浦光的质量会变差，直接影响了遥泵放大器的性能。具体来说，由于受激拉曼散射的作用，泵浦光的能量会被消耗，同时在信号波段产生白噪声；由于光纤克尔效应的影响，泵浦光的频谱包络也会发生畸变。这样一来，到达远程增益单元的泵浦光额外损失了能量，还在信号光波段产生了噪声，引起遥泵放大器增益的降低和噪声系数的劣化。因此，抑制泵浦光在旁路光纤中的非线性效应，可有效改善遥泵放大器的增益和噪声性能。

现有的解决方案中，通常通过扩展泵浦光的频谱、降低其功率谱密度来抑制泵浦光非线性效应，比如使用宽谱光源或啁啾光源等，可有效提高泵浦的能量利用率、提高增益，但是频谱展宽后，在远程增益单元对信号光放大时，遥泵的噪声系数会有所劣化，无法保证遥泵放大器的低噪声系数。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明需要解决的技术问题是：

现有技术中使用宽谱光源或啁啾光源来扩展泵浦光的频谱，可提高泵浦能量利用率，但频谱展宽后，在远程增益单元对信号光放大时造成噪声系数劣化，无法保证遥泵放大器的低噪声系数。

本发明通过如下技术方案达到上述目的：

第一方面，本发明提供了一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，包括以下步骤：对远程泵浦单元输出的泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输；在泵浦光通过合波器到达远程增益单元之前，对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩。

优选的，第一次线性调频的斜率γ₁与第二次线性调频的斜率-γ₂符号相反，且满足

优选的，在传输过程中，所述泵浦光与信号光为同向传输或反向传输。

优选的，在所述对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩后，还包括以下步骤：将信号光和泵浦光通过合波器耦合到远程增益单元，由所述远程增益单元实现信号光的放大；将放大后的信号光通过传输光纤发送至接收端。

第二方面，本发明还提供了一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，包括远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2、第二线性调频调制器3和远程增益单元4，并依次前后连接，所述远程泵浦单元1用于提供泵浦光，所述第一线性调频调制器2对泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输，所述第二线性调频调制器3对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩后传至所述远程增益单元4；其中，所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3的调制斜率相反。

优选的，还包括设置在所述远程增益单元4两端的发射机6和接收机7，所述发射机6用于发射信号光，并将信号光传送至所述远程增益单元4，所述远程增益单元4利用泵浦光对信号光放大，所述接收机7用于接收放大后的信号光。

优选的，还包括设置在所述远程增益单元4处的合波器5，所述合波器5与所述第二线性调频调制器3输出端连接，用于将信号光和泵浦光耦合到所述远程增益单元4中。

优选的，所述远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3串联组成旁路结构，所述旁路结构设置在信号发射端并与所述发射机5并联；或者，所述旁路结构设置在信号接收端并与所述接收机7并联。

优选的，还包括传输光纤和旁路光纤，所述传输光纤用于信号光的传输，所述旁路光纤用于泵浦光的传输。

优选的，所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3的中心波长与所述远程泵浦单元1提供的泵浦光中心波长一致。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和系统中，在泵浦光到达远程增益单元之前，对泵浦光进行两次线性调频，第一次线性调频使泵浦光频谱展宽，有效降低泵浦光传输中由于非线性效应引起的功率损耗，提高到达远程增益单元的泵浦光能量，改善了增益；第二次线性调频使泵浦光频谱压缩，在信号光放大时保证遥泵的低噪声系数。通过两次调制，可以在提高遥泵放大器的能量利用率、提高增益的同时，又改善噪声系数，从而延长超长跨距光纤通信系统的传输距离。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅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2提供的一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统结构图；

图2为本发明实施例3提供的另一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统结构图；

图3为本发明实施例提供的远程泵浦单元原始输出泵浦光的功率谱示意图；

图4为本发明实施例提供的泵浦光经第一次线性调频的功率谱改变示意图；

图5为本发明实施例提供的泵浦光经第二次线性调频的功率谱改变示意图；

图6为本发明实施例提供的使用本方案与传统方案后输出信号光频谱对比图；

图7为本发明实施例提供的不同泵浦波长对1550nm信号光的等效相对增益系数的曲线图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

在未进行线性调频之前，我们对增益的降低和噪声系数的劣化进行了初步测试，初步测试结果为：增益降低方面，遥泵一般采用1480nm的光进行泵浦，其在单模光纤中标称的损耗一般为0.23dB/km，实验中我们取0.25dB/km，如果传输100km，其损耗应为25dB。我们向光纤中泵入800mW(29dBm)的泵浦光，传输后的实测功率仅有1mW(0dBm)左右，损耗有29dB，远大于理论计算结果，可以说明泵浦光传输中额外损失了能量。

噪声系数劣化方面，一般50mW的1480nm泵浦光直接进入远程增益单元，其噪声系数约为5.5dB，而泵浦光传输50km后，使进入远程增益单元的泵浦光功率为50mW，获得的噪声系数大于6dB，说明泵浦光传输中发生了噪声系数劣化。

实施例1：

本发明实施例1提供了一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，包括以下步骤：对远程泵浦单元输出的泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输；在泵浦光通过合波器到达远程增益单元之前，对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩。

本发明提供的一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法中，在泵浦光到达远程增益单元之前，对泵浦光进行两次线性调频，第一次线性调频使泵浦光频谱展宽，有效降低泵浦光传输中由于非线性效应引起的功率损耗，提高到达远程增益单元的泵浦光能量，第二次线性调频使泵浦光频谱压缩，在改善增益的同时保证遥泵放大器的低噪声系数。通过两次调制，可以在提高遥泵放大器的能量利用率、提高增益，改善遥泵的噪声系数，从而延长超长跨距光纤通信系统的传输距离。

经过上述两次线性调频后，所述泵浦光先传输至合波器，同时，信号光也传输至合波器，则此后的传输过程还包括以下步骤：将信号光和泵浦光通过合波器耦合到远程增益单元，由所述远程增益单元实现信号光的放大；将放大后的信号光通过传输光纤发送至接收端。其中，所述信号光由信号发射端发出，并通过传输光纤发送至合波器：在信号发射端，数据被加载到光波上，发射端发出携带传输数据的信号光，信号光可以是单波长的，也可以是多波长的；信号光发出后可直接进入传输光线并传输至合波器，也可以与前向分布式拉曼放大器的泵浦光一起耦合后进入传输光纤，并通过传输光纤将传输至合波器。在所述远程增益单元中，通过将泵浦光的一部分能量转移到信号光中来对信号光进行放大，放大后的信号光可继续传输，而泵浦光则被滤除，在接收端可将信号光上携带的传输数据还原出来。

在两次线性调频中，第一次线性调频的斜率γ₁与第二次线性调频的斜率-γ₂符号相反，且满足具体来说，所述第一次线性调频与第二次线性调频的过程可以分别表示为：

其中E_out1(t)是泵浦光第一次线性调制后的输出光场，E_in1(t)是泵浦光第一次线性调制前的输入光场，E_out2(t)是泵浦光第二次线性调制后的输出光场，E_in2(t)是泵浦光第二次调制前的输入光场，γ₁是第一次线性调频的调频斜率，-γ₂为第二次线性调频的斜率，γ₁为正，-γ₂为负，两次线性调频的斜率符号相反，从而可分别实现泵浦光频谱的展宽与压缩，t是时间自变量，t在区间内取值，周期性重复发射；T为周期，由线性调频调制器的带宽和调频斜率决定：其中f_B1和f_B2分别是两个调制器的调制带宽，min{…,…}表示取两者中较小的值。经过试验研究，当γ₁和-γ₂满足时，本发明提供的方案能够给遥泵系统带来较明显的噪声性能和增益性能的改善。在本发明实施例中，为便于进行调制，可将用于线性调频的调制器的工作中心波长设置为与泵浦光中心波长一致，则频谱展宽的范围可由线性调频范围决定，在应用中可根据实际需求设置调制器的调频范围，本实施例泵浦光中心波长为1480nm，如图3-图5。

由远程泵浦单元输出的泵浦光的原始频谱如图3所示，经过调频斜率为γ₁的第一次线性调频后，输出泵浦光的频谱展宽，如图4所示，频谱展宽后的泵浦光在光纤传输中能抑制受激散射等非线性效应，从而提高到达远程增益单元的泵浦光能量，降低功率损耗，提高增益效果；频谱展宽后的泵浦光通过旁路光纤传输，在通过合波器耦合进入远程增益单元前，对展宽后的泵浦光进行第二次线性调频，此时调频斜率为-γ₂，泵浦光频谱压缩变窄，如图5所示，即压缩了到达远程增益单元的泵浦光光谱；在本发明实施例中，遥泵采用1480nm波长的光进行泵浦，与第一次线性调频后得到的展宽频谱相比，将泵浦光压缩之后再进行光信号放大时，窄谱更容易集中在1480nm附近，则在增益单元中实现放大时增益效果更好，噪声更小，从而在保证泵浦能量的同时降低了遥泵放大器的噪声系数，解决了目前遥泵应用过程中噪声系数差和增益效率低的问题。在本发明实施例的试验测试中，选取泵浦光入纤功率为1600mW，远程泵浦单元和远程增益单元的距离为100km，试验得到本发明实施例所述方法与传统方法的输出信号光频谱的对比结果，如图6所示，可知通过两次线性调频的方法对泵浦光处理后，对光信号的增益更大，噪声水平更低。

其中，经第二次线性调频后可实现保证增益的同时降低噪声系数，具体原理如下：在远程增益单元中，信号光、泵浦光和自发辐射噪声的传输方程为：

其中，为正反向泵浦光功率，P_s为信号光功率，为正反向自发辐射噪声功率，P_0s为入射信号光功率。α_p和α_s分别为泵浦光吸收系数和信号光增益系数，β_p、β_s和β_sE分别为泵浦光背景损耗系数、信号光背景损耗系数和信号光吸收系数。根据以上方程可求解信号光在远程增益单元之中的增益和产生的噪声，通过求解传输方程，可得到不同泵浦波长下对1550nm信号光的等效相对增益系数，如图7所示，可以看出当泵浦光波长在1480nm附近时，信号光获得的增益最高，而随着泵浦波长向两边移动，信号光获得的增益开始下降。因此，相同功率的泵浦光，纯净的1480nm的光能够提供的增益最大；如果含有其他波长的光(泵浦光频谱展宽)，泵浦光提供的增益就会下降，且其他波长光的能量越高，频谱越宽，增益的下降越严重。如果泵浦光的能量转移给信号光的能量较少，通过传输方程分析，会有更多的能量转移给噪声，因此，泵浦光频谱展宽也会带来噪声性能的劣化。而经过第二次线性调频后，泵浦光频谱压缩变窄，更能集中在1480nm附近，在相同功率下泵浦光能提供的增益更大，噪声也更小，从而在保证泵浦能量的同时降低了遥泵放大器的噪声系数，解决了目前遥泵应用过程中噪声系数差和增益效率低的问题。

在遥泵放大器的整个光传输过程中，所述泵浦光与信号光可同向传输，也可反向传输。其中，当提供泵浦光源的远程泵浦单元位于信号发射端一侧时，信号光与泵浦光可沿同一个方向进行传输，并将信号光和两次线性调频后的泵浦光通过合波器耦合至远程增益单元，如图1所示，信号光与泵浦光均从左向右传输；当提供泵浦光源的远程泵浦单元位于信号光接收端一侧时，信号光与泵浦光则沿着相反的方向传输，最终信号光与两次线性调频后的泵浦光同样通过合波器耦合至远程增益单元，如图2所示，信号光仍然从左到右进行传输，而泵浦光则从右到左进行传输。因此，在泵浦光与信号光同向传输或反向传输的情况下，均可实现信号光的传输放大，改善遥泵放大器性能。

实施例2：

本发明实施例2还提供了一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，如图1所示，包括远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2、第二线性调频调制器3和远程增益单元4，并依次前后连接，所述远程泵浦单元1用于提供泵浦光，所述第一线性调频调制器2对泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输，所述第二线性调频调制器3对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩后传至所述远程增益单元4；其中，所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3的调制斜率相反。

本发明提供的一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统中，在远程泵浦单元之后以及远程增益单元之前分别插入一个线性调频调制器，且两个线性调频调制器的调制斜率相反，则泵浦光第一次线性调频使泵浦光频谱展宽，在到达远程增益单元之前进行第二次线性调频使泵浦光频谱压缩，提高遥泵放大器的能量利用率，提高增益，改善噪声系数，从而延长超长跨距光纤通信系统的传输距离。

如图1所示，一个完整的旁路遥泵掺铒光纤传输系统包括远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2、第二线性调频调制器3和远程增益单元4、合波器5、发射机6、接收机7、用于传输信号光的传输光纤以及用于传输泵浦光的旁路光纤。其中，信号光由所述发射机6发出，并从左到右进行传输，泵浦光由所述远程泵浦单元1输出，并从左到右进行传输，即信号光与泵浦光同向传输。各部分的具体连接关系如下：所述发射机6、所述合波器5、所述远程增益单元4和所述接收机7从左到右依次连接，其中，所述发射机6与所述合波器5之间通过传输光纤进行信号光传输，所述远程增益单元4和所述接收机7之间通过传输光纤进行信号光传输；所述远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3从左到右依次连接，所述第二线性调频调制器3的输出端与所述合波器5连接，其中，所述第一线性调频调制器2与所述第二线性调频调制器3之间通过旁路光纤进行泵浦光传输。所述远程泵浦单元1设置在所述发射机6一侧，具体为：所述远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3串联组成旁路结构，所述旁路结构与所述发射机5并联，并在所述合波器5处实现交汇。

其中，所述远程泵浦单元1可采用光迅科技RPL-A-1480-xx系列的泵浦模块；所述远程增益单元4可采用光迅科技RGU-A-C-xx系列的增益模块；所述发射机6可采用光迅科技RTXM298-301收发模块中的发射端口发射载波为1550nm、格式为NRZ-DPSK的40G光信号；所述接收机7可采用光迅科技RTXM298-301收发模块中的接收端口；所述传输光纤可选用标准单模光纤，如SMF-28e，也可选用超低损耗光纤，如EX2000；所述旁路光纤可采用大有效面积的低损耗光纤，如EX3000，也可采用其他单模光纤，但需要降低进入旁路光纤的泵浦光功率。

在所述传输系统中，所述远程泵浦单元1用于提供泵浦光，并将泵浦光发送至所述第一线性调频调制器2，其中，泵浦光的原始频谱如图3所示；所述第一线性调频调制器2将接收到的泵浦光进行频谱展宽，如图4所示，并通过旁路光纤将泵浦光传输至所述第二线性调频调制器3；所述第二线性调频调制器3将展宽后的泵浦光进行压缩，如图5所示，使泵浦光频谱变窄后传至所述合波器5；所述发射机6用于发射携带传输数据的信号光，并将信号光通过传输光纤传输至所述合波器5；所述合波器5用于将信号光和泵浦光耦合到所述远程增益单元4，所述远程增益单元4利用泵浦光对信号光放大，具体通过将泵浦光的一部分能量转移到信号光来实现信号光的放大；放大后的信号光通过传输光纤继续向后传输，所述接收机7用于接收放大后的信号光，还可将信号光上携带的传输数据进行还原。

其中，所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3的调制斜率相反，可分别记为γ₁与-γ₂，从而分别实现对泵浦光频谱的展宽和压缩，关于两个斜率之间的关系及选取原则已经在实施例1中介绍，此处不再赘述。同时，为便于对泵浦光进行调制，在本发明实施例中，将所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3的中心波长与所述远程泵浦单元1提供的泵浦光中心波长设置为一致，均为1480nm，如图3-图5，则频谱展宽的范围可由线性调频范围决定，在应用中可根据实际需求设置调制器的调频范围。为进一步改善噪声系数，所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3应为低插入损耗调制器，插入损耗可在0-6dB范围内，本发明实施例中已通过试验验证：插入损耗越小，噪声改善就越明显。由于受激拉曼散射，泵浦光在传输过程中会在C波段(1530-1565nm)引入噪声，而所述合波器5的端口具有一定带宽，可以起到光带通滤波的作用，当泵浦光到达合波器5时，所述合波器5可滤除一部分泵浦光的带外噪声，进一步降低遥泵放大器的噪声系数。

实施例3：

在上述实施例2的基础上，本发明实施例3还提供了另一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，如图2所示，与实施例2中传输系统的主要区别在于：所述远程泵浦单元、第一线性调频调制器和第二线性调频调制器从右到左依次连接组成旁路结构，所述旁路结构由与所述发射机并联变为与所述接收机并联，即远程泵浦单元设置在接收机一侧，则信号光仍从左到右传输，而泵浦光由所述远程泵浦单元发出后从右到左传输，泵浦光与信号光由同向传输变为反向传输。

本发明实施例3提供的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统的具体结构如图2所示，包括远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2、第二线性调频调制器3和远程增益单元4、合波器5、发射机6、接收机7、用于传输信号光的传输光纤以及用于传输泵浦光的旁路光纤。各部分的具体连接关系如下：所述发射机6、所述远程增益单元4、所述合波器5和所述接收机7从左到右依次连接，其中，所述发射机6与所述远程增益单元4之间通过传输光纤进行信号光传输，所述合波器5和所述接收机7之间通过传输光纤进行信号光传输；所述远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3从右到左依次连接，所述第二线性调频调制器3的输出端与所述合波器5连接，所述第一线性调频调制器2与所述第二线性调频调制器3之间通过旁路光纤进行泵浦光传输。所述远程泵浦单元1设置在所述接收机7一侧，具体为：所述远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3串联组成旁路结构，所述旁路结构与所述接收机7并联，并在所述合波器5处实现交汇。

其中，所述远程泵浦单元1可采用光迅科技RPL-A-1480-xx系列的泵浦模块；所述远程增益单元4可采用光迅科技RGU-A-C-xx系列的增益模块；所述发射机6可采用光迅科技RTXM298-301收发模块中的发射端口发射载波为1550nm、格式为NRZ-DPSK的40G光信号；所述接收机7可采用光迅科技RTXM298-301收发模块中的接收端口；所述传输光纤可选用标准单模光纤，如SMF-28e，也可选用超低损耗光纤，如EX2000；所述旁路光纤可采用大有效面积的低损耗光纤，如EX3000，也可采用其他单模光纤，但需要降低进入旁路光纤的泵浦光功率。

在所述传输系统中，所述远程泵浦单元1用于提供泵浦光，并将泵浦光发送至所述第一线性调频调制器2，其中，泵浦光的原始频谱如图3所示；所述第一线性调频调制器2将接收到的泵浦光进行频谱展宽，实现对泵浦光的第一次线性调频，如图4所示，并通过旁路光纤将泵浦光传输至所述第二线性调频调制器3；所述第二线性调频调制器3将展宽后的泵浦光进行压缩，实现对泵浦光的第二次线性调频，如图5所示，使泵浦光频谱变窄后传至所述合波器5；所述发射机6用于发射携带传输数据的信号光，并将信号光通过传输光纤传输至所述远程增益单元4；所述合波器5将接收到的泵浦光耦合到所述远程增益单元4，所述远程增益单元4利用泵浦光对信号光放大，具体通过将泵浦光的一部分能量转移到信号光来实现信号光的放大；放大后的信号光通过传输光纤继续向右传输，而泵浦光被滤除，所述接收机7用于接收放大后的信号光，还可将信号光上携带的传输数据进行还原。

其中，所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3的调制斜率相反，可分别记为γ₁与-γ₂，从而分别实现对泵浦光频谱的展宽和压缩，关于两个斜率之间的关系及选取原则已经在实施例1中介绍，此处不再赘述。同时，为便于对泵浦光进行调制，在本发明实施例中，将所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3的中心波长与所述远程泵浦单元1提供的泵浦光中心波长设置为一致，均为1480nm，如图3-图5，则频谱展宽的范围可由线性调频范围决定，在应用中可根据实际需求设置调制器的调频范围。为进一步改善噪声系数，所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3应为低插入损耗调制器，插入损耗可在0-6dB范围内，本发明实施例中已通过试验验证：插入损耗越小，噪声改善也就越明显。由于受激拉曼散射，泵浦光在传输过程中会在C波段(1530-1565nm)引入噪声，而所述合波器5的端口具有一定带宽，可以起到光带通滤波的作用，当泵浦光从右到左传输到达合波器5时，所述合波器5可滤除一部分泵浦光的带外噪声，进一步降低遥泵放大器的噪声系数。

本发明提供的一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统中，在远程泵浦单元以及远程增益单元之间插入两个线性调频调制器，且两个线性调频调制器的调制斜率相反，则泵浦光先经第一次线性调频使泵浦光频谱展宽，在到达远程增益单元之前进行第二次线性调频使泵浦光频谱压缩，通过两次线性调制，提高遥泵放大器的能量利用率，提高增益，改善噪声系数，从而延长超长跨距光纤通信系统的传输距离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

对远程泵浦单元输出的泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输；

在泵浦光通过合波器到达远程增益单元之前，对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩。

2.根据权利要求1所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，其特征在于，第一次线性调频的斜率γ₁与第二次线性调频的斜率-γ₂符号相反，且满足

3.根据权利要求1所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，其特征在于，在传输过程中，所述泵浦光与信号光为同向传输或反向传输。

4.根据权利要求1所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，其特征在于，在所述对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩后，还包括以下步骤：

将信号光和泵浦光通过合波器耦合到远程增益单元，由所述远程增益单元实现信号光的放大；

将放大后的信号光通过传输光纤发送至接收端。

5.一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，其特征在于，包括远程泵浦单元(1)、第一线性调频调制器(2)、第二线性调频调制器(3)和远程增益单元(4)，并依次前后连接，所述远程泵浦单元(1)用于提供泵浦光，所述第一线性调频调制器(2)对泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输，所述第二线性调频调制器(3)对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩后传至所述远程增益单元(4)；其中，所述第一线性调频调制器(2)和第二线性调频调制器(3)的调制斜率相反。

6.根据权利要求5所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，其特征在于，还包括设置在所述远程增益单元(4)两端的发射机(6)和接收机(7)，所述发射机(6)用于发射信号光，并将信号光传送至所述远程增益单元(4)，所述远程增益单元(4)利用泵浦光对信号光放大，所述接收机(7)用于接收放大后的信号光。

7.根据权利要求6所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，其特征在于，还包括设置在所述远程增益单元(4)处的合波器(5)，所述合波器(5)与所述第二线性调频调制器(3)输出端连接，用于将信号光和泵浦光耦合到所述远程增益单元(4)中。

8.根据权利要求6所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，其特征在于，所述远程泵浦单元(1)、第一线性调频调制器(2)和第二线性调频调制器(3)串联组成旁路结构，所述旁路结构设置在信号发射端并与所述发射机(5)并联；或者，所述旁路结构设置在信号接收端并与所述接收机(7)并联。

9.根据权利要求5-8任一所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，其特征在于，还包括传输光纤和旁路光纤，所述传输光纤用于信号光的传输，所述旁路光纤用于泵浦光的传输。

10.根据权利要求5-8任一所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，其特征在于，所述第一线性调频调制器(2)和第二线性调频调制器(3)的中心波长与所述远程泵浦单元(1)提供的泵浦光中心波长一致。