CN111490826A

CN111490826A - 遥泵放大器及光通信系统

Info

Publication number: CN111490826A
Application number: CN202010278610.3A
Authority: CN
Inventors: 孙淑娟; 徐健; 龙函; 吴剑军; 段明雄; 喻杰奎; 罗清; 王文忠; 黄丽艳; 成炬新; 项旻
Original assignee: Accelink Technologies Co Ltd
Current assignee: Accelink Technologies Co Ltd
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2020-08-04
Anticipated expiration: 2040-04-10
Also published as: CN111490826B

Abstract

本申请实施例公开了一种遥泵放大器及光通信系统，所述遥泵放大器包括：远程增益单元，用于接收C+L波段信号光，对所述C+L波段信号光分波为C波段信号光和L波段信号光并分别放大，将放大后的C波段信号光和L波段信号光进行合波；接收远程泵浦光并将远程泵浦光、与合波后的C波段信号光和L波段信号光进行分光，输出合波后的C波段信号光和L波段信号光；远程泵浦单元，用于提供远程泵浦光，以对C波段信号光和L波段信号光进行拉曼放大，同时为所述远程增益单元提供泵浦光；所述远程泵浦单元与所述远程增益单元通过光缆连接而分开，所述远程泵浦单元设置于所述光缆的输出端，所述远程增益单元设置于所述光缆的传输线路中。

Description

遥泵放大器及光通信系统

技术领域

本申请实施例涉及光纤通信技术，尤其涉及一种C+L波段大容量的遥泵放大器，主要应用于大容量超长跨距的光通信系统。

背景技术

随着特高压交直流电网和坚强智能电网的建设，需要对海量实时数据进行管理，这些将对电力通信数据网络的带宽和网络结构提出更高的要求，因此对超长跨距、大容量传输的需求日益迫切。传统C波段(192.1～196.1THz)信道已不能满足带宽需求，系统对L波段(186.9～190.9THz)信号的需求越来越迫切。但随着传输容量的增加，单跨段传输距离也会逐渐减小，因此在增加传输容量的同时，延长系统的传输跨距具有非常重要的现实意义。

目前遥泵放大器主要应用于C波段，但随着光纤通信系统的通信容量的增加，传输系统已朝着L波段扩容，相应的增加了对遥泵放大器性能的要求，即遥泵放大器需要同时放大C波段和L波段的信号。由于遥泵放大器放大L波段信号比C波段信号需要的掺铒光纤长得多，因此，常规遥泵放大器的C波段光路结构直接用到L波段遥泵放大器中会遇到一些问题，如噪声指数大、转换效率低。同时，在L波段遥泵放大器中，为了提高增益，需要大幅增加进入铒纤的泵浦功率，这必然会导致遥泵放大器的成本高企。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种遥泵放大器及光通信系统，能够使C+L波段的大容量无中继放大，并能延长大容量无中继光传输距离。

本申请实施例提供一种遥泵放大器，包括：

远程增益单元，用于接收C+L波段信号光，对所述C+L波段信号光分波为C波段信号光和L波段信号光并分别放大，将放大后的C波段信号光和L波段信号光进行合波；接收远程泵浦光并将远程泵浦光、与合波后的C波段信号光和L波段信号光进行分光，输出合波后的C波段信号光和L波段信号光；

远程泵浦单元，用于提供远程泵浦光，以对C波段信号光和L波段信号光进行拉曼放大，同时为所述远程增益单元提供泵浦光；

所述远程泵浦单元与所述远程增益单元通过光缆连接而分开，所述远程泵浦单元设置于所述光缆的输出端，所述远程增益单元设置于所述光缆的传输线路中。

作为一种实现方式，所述远程增益单元包括：

第一波分复用器、第二波分复用器、第三波分复用器、第四波分复用器、第五波分复用器、波分复用器和隔离器组合器件、反射镜、耦合器、第一掺铒光纤和第二掺铒光纤；

其中，所述第一波分复用器的公共端接收C+L波段信号光，反射端与所述第二波分复用器的透射端连接，透射端与所述第三波分复用器的透射端连接；

所述第二波分复用器的公共端和所述第四波分复用器的公共端通过所述第一掺铒光纤连接，所述第四波分复用器的透射端用于输出放大后的L波段的信号光；所述第三波分复用器的公共端和所述反射镜的反射端通过所述第二掺铒光纤连接，所述反射镜的反射端用于输出放大后的C波段的信号光；所述耦合器的第一端口与所述第五波分复用器的反射端连接，所述耦合器的第二端口与所述第四波分复用器的反射端连接，所述耦合器的第三端口与所述第三波分复用器的反射端连接；

所述波分复用器和隔离器组合器件的反射端与所述第四波分复用器的透射端连接，所述波分复用器和隔离器组合器件的透射端与所述反射镜的透射端连接；所述第五波分复用器的透射端与所述波分复用器和隔离器组合器件的公共端连接。

作为一种实现方式，所述远程泵浦单元包括：

旁路泵浦单元，通过所述光缆与所述第二波分复用器的反射端连接，用于为所述远程增益单元提供泵浦光；

随路泵浦单元，通过所述光缆与所述第五波分复用器的公共端连接，用于提供泵浦光以对C波段信号光和L波段信号光进行拉曼放大，为所述远程增益单元提供泵浦光。

作为一种实现方式，所述光缆包括第一纤芯和第二纤芯；

所述旁路泵浦单元通过所述第一纤芯与所述第二波分复用器的反射端连接，所述随路泵浦单元通过所述第二纤芯与所述第五波分复用器的公共端连接。

作为一种实现方式，所述第一掺铒光纤的长度为：37～43m，增益波长范围为：1570～1594nm；

所述第二掺铒光纤的长度为：12～18m，增益波长范围为：1530～1570nm。

作为一种实现方式，所述旁路泵浦单元输至所述第二波分复用器的反射端的泵浦光功率范围为：11～13dBm；

所述随路泵浦单元输至所述第五波分复用器的公共端的泵浦光功率范围为：11～13dBm，输至所述第四波分复用器的反射端的泵浦光功率范围为：5～7dBm；输至所述第三波分复用器的反射端的泵浦光功率范围为：7～12dBm。

作为一种实现方式，所述耦合器的第二端口的分光比范围为：25％～35％；所述耦合器的第三端口的分光比范围为：65％～75％；

所述反射镜的反射端反射光功率范围：1300nm～1500nm；

所述反射镜的透射端透射光功率范围：1525nm～1600nm。

作为一种实现方式，所述旁路泵浦单元的波长范围为1480～1500nm，所述随路泵浦单元32的波长范围为1465～1480nm。

所述随旁路泵浦光为L波段信号提供双向泵浦光放大。

作为一种实现方式，所述波分复用器和隔离器组合器件的公共端到反射端的隔离度范围为30～50dB；所述波分复用器和隔离器组合器件的公共端到透射端的隔离度范围为30～50dB。

本申请实施例还提供一种光通信系统，所述光通信系统支持C+L波段信号光处理，所述光通信系统中的遥泵放大器的结构采用所述的遥泵放大器的结构。

本申请实施例通过设置相应架构的远程增益单元，并设置旁路泵浦单元及随路泵浦单元，通过该两远程的泵浦单元及远程增益单元的结合，在C+L波段大容量遥泵放大器中将双向泵浦结构应用于L波段信号光放大，在大大提高泵浦转换效率的同时，有效降低了放大器的噪声指数；并且，实现了大容量长跨距无电中继光放大，延长了大容量超长跨距光纤通信系统的传输距离，使得长距光通信光缆不需要铺设电缆，降低了线路铺设成本，并且遥泵放大器为无源器件，性能稳定性较好，寿命长，无需后期的维护。

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为本申请实施例提供的C+L波段大容量遥泵放大器的结构示意图。

附图标记说明：

11-第一波分复用器；11a-第一波分复用器的公共端；

11b-第一波分复用器的透射端；11c-第一波分复用器的反射端；

12-第二波分复用器；12a-第二波分复用器的公共端；

12b-第二波分复用器的透射端；12c-第二波分复用器的反射端；

13-第三波分复用器；13a-第三波分复用器的公共端；

13b-第三波分复用器的透射端；13c-第三波分复用器的反射端；

14-第四波分复用器；14a-第四波分复用器的公共端；

14b-第四波分复用器的透射端；14c-第四波分复用器的反射端；

15-第五波分复用器；15a-第五波分复用器的公共端；

15b-第五波分复用器的透射端；15c-第五波分复用器的反射端；

16-波分复用器和隔离器组合器件；16a-波分复用器和隔离器组合器件的公共端；

16b-波分复用器和隔离器组合器件的透射端；16c-波分复用器和隔离器组合器件的反射端；

17-反射镜；18-耦合器；

190-第一掺铒光纤；191-第二掺铒光纤；

1-远程增益单元；2-光缆；

3-远程泵浦单元；

21-旁路纤芯。22-随路纤芯。

31-旁路泵浦单元；32-随路泵浦单元。

具体实施方式

以下结合附图，详细阐明本申请实施例技术方案的实质。

图1为本申请实施例提供的C+L波段大容量遥泵放大器的结构示意图，如图1所示，本申请实施例的C+L波段大容量遥泵放大器包括远程增益单元1、光缆2和远程泵浦单元3，其中远程增益单元1与远程泵浦单元3分开，将远程泵浦单元放在光缆2的输出端，远程增益单元1放在光缆2传输线路中，实现传输线路无源的目的。

如图1所示，所述远程增益单元1具体包括第一波分复用器11、第二波分复用器12、第三波分复用器13、第四波分复用器14、第五波分复用器15、波分复用器和隔离器组合器件16、反射镜17、耦合器18、第一掺铒光纤190和第二掺铒光纤191。其中，所述的第一波分复用器的公共端11a用于接收C+L波段信号光；所述的第一波分复用器的反射端11c与所述的第二波分复用器的透射端12b连接，所述的第一波分复用器的透射端11b与所述的第三波分复用器的透射端13b连接，实现输入的C+L波段信号光分波；

所述的第二波分复用器的公共端12a和所述的第四波分复用器的公共端14a与所述的第一掺铒光纤190的两端连接，所述的第四波分复用器的透射端14b用于输出放大后的L波段的信号光，实现L波段信号光放大；

所述的第三波分复用器的公共端13a和所述的反射镜的反射端17d分别与所述的第二掺铒光纤191的两端连接，所述的反射镜的反射端17d用于输出放大后的C波段的信号光，实现C波段信号光放大；

所述的耦合器的第二端口18g与所述的第四波分复用器的反射端14c连接，所述的耦合器的第三端口18h与所述的第三波分复用器的反射端13c连接，实现随路泵浦光的分光；

所述的波分复用器和隔离器组合器件的反射端16c与所述的第四波分复用器的透射端14b连接，所述的波分复用器和隔离器组合器件的透射端16b与所述的反射镜的透射端17e连接，实现放大后的C和L波段的信号光合波；

所述的第五波分复用器的透射端15b与所述的波分复用器和隔离器组合器件的公共端16a连接，所述的第五波分复用器的反射端15c与所述的耦合器的第一端口18f连接，实现随路泵浦光与C+L波段信号光分波；所述的第五波分复用器的公共端15a用于输出放大后的C+L波段信号光和接收随路泵浦光。

如图1所示，所述光缆中包括第一纤芯21和第二纤芯22。旁路泵浦单元31通过第一纤芯21与第二波分复用器的反射端相连12c，随路泵浦单元32通过第二纤芯22与第五波分复用器的公共端相连15a。

如图1所示，所述远程泵浦单元3包括旁路泵浦单元31和随路泵浦单元32。旁路泵浦单元31为远程增益单元1提供泵浦光；随路泵浦单元32提供的泵浦光对传输的业务信号光进行拉曼放大，同时为远程增益单元1提供泵浦光。

所述的第一掺铒光纤190的长度为：37～43m，增益波长范围为：1570～1594nm；所述的第二掺铒光纤191的长度为：12～18m，增益波长范围为：1530～1570nm。

所述的进入第二波分复用器的反射端12c的泵浦光功率范围为：11～13dBm；进入第五波分复用器的公共端15a的泵浦光功率范围为：11～13dBm；进入第四波分复用器的反射端14c的泵浦光功率范围为：5～7dBm；进入第三波分复用器的反射端13c的泵浦光功率范围为：7～12dBm。

所述的耦合器的第二端口18g的分光比范围为：25％～35％；所述的耦合器的第三端口18h的分光比范围为：65％～75％。

所述的反射镜的反射端17d反射光功率范围：1300nm～1500nm；所述的反射镜的透射端17e透射光功率范围：1525nm～1600nm；所述的反射镜17的反射率大于99％。

所述旁路泵浦单元31的波长范围为1480～1500nm，所述随路泵浦单元32的波长范围为1465～1480nm。

所述的第二波分复用器的公共端12a和所述的第四波分复用器的公共端14a与所述的第一掺铒光纤190的两端连接，随旁路泵浦光为L波段信号提供双向泵浦光放大。

所述的波分复用器和隔离器组合器件16的公共端16a到反射端16c的隔离度范围为30～50dB；所述的波分复用器和隔离器组合器件16b的公共端到透射端的隔离度范围为30～50dB。

本申请实施例还记载了一种光通信系统，所述光通信系统支持C+L波段信号光处理，所述光通信系统中的遥泵放大器的结构采用所述的遥泵放大器的结构。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种遥泵放大器，其特征在于，所述遥泵放大器包括：

2.根据权利要求1所述的遥泵放大器，其特征在于，所述远程增益单元包括：

3.根据权利要求1或2所述的遥泵放大器，其特征在于，所述远程泵浦单元包括：

4.根据权利要求3所述的遥泵放大器，其特征在于，所述光缆包括第一纤芯和第二纤芯；

5.根据权利要求1至4任一项所述的遥泵放大器，其特征在于，所述第一掺铒光纤的长度为：37～43m，增益波长范围为：1570～1594nm；

6.根据权利要求3或4所述的遥泵放大器，其特征在于，所述旁路泵浦单元输至所述第二波分复用器的反射端的泵浦光功率范围为：11～13dBm；

7.根据权利要求1至4任一项所述的遥泵放大器，其特征在于，所述耦合器的第二端口的分光比范围为：25％～35％；所述耦合器的第三端口的分光比范围为：65％～75％；

所述反射镜的反射端反射光功率范围：1300nm～1500nm；

所述反射镜的透射端透射光功率范围：1525nm～1600nm。

8.根据权利要求1至4任一项所述的遥泵放大器，其特征在于，所述旁路泵浦单元的波长范围为1480～1500nm，所述随路泵浦单元32的波长范围为1465～1480nm；

所述随旁路泵浦光为L波段信号提供双向泵浦光放大。

9.根据权利要求1至4任一项所述的遥泵放大器，其特征在于，所述波分复用器和隔离器组合器件的公共端到反射端的隔离度范围为30～50dB；所述波分复用器和隔离器组合器件的公共端到透射端的隔离度范围为30～50dB。

10.一种光通信系统，所述光通信系统支持C+L波段信号光处理，所述光通信系统中的遥泵放大器的结构采用权利要求1至9中任一项所述的遥泵放大器的结构。