CN112490830A - 一种提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，包括远程泵浦单元和远程增益单元，两者之间连接有激光器谐振腔；远程泵浦单元产生波长小于1480nm的泵浦光并传输至激光器谐振腔；激光器谐振腔产生1480nm波段的拉曼激射光并传输至远程增益单元；激光器谐振腔包括高反射器和低反射器；高反射器位于远程泵浦单元近端，对1480nm波段高反射；低反射器位于远程泵浦单元远端，对1480nm波段低反射；两个反射器之间设有第一传输光纤，传输长度为20～50km。本发明通过设置激光器谐振腔，大幅度减小了1480nm波段光在传输光纤中的传输损耗，增加了泵浦单元与增益单元之间的距离。

Description

一种提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统
【技术领域】
本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统。
【背景技术】
近几年我国经济高速发展，地区发展不平衡，西部资源丰富、东部地区经济发达，存在西气东输、西电东送的特大型工程，这些工程需要光通信配套监控各节点设备是否正常工作、工程特点是传输距离长、输电容量大等特点，但其线路路径位置偏远，设置光中继站维护不便且成本较高，因此采用带有远程泵浦的超长站距光通信技术已成为跨大区电网联网的重要技术基础；伴随经济的飞跃发展，带动了城市群的兴起,在长江三角洲、珠江三角洲、环渤海湾等地都出现相邻间隔不大于350公里的城市群，城市群内部相邻城市之间的通信目前对带宽的需求越来越高，南海各岛屿之间相距400～500km也可以通过远程泵浦实现无中继传输，因此这些地区正在成为远程泵浦无中继传输的一个新的应用热点区域；由于在一些沼泽、沙漠、森林等无人区，中继站建设、维护费用高，所以这些地区也是远程泵浦无中继传输潜在的应用领域。
早期的电力系统主要是单波长长跨距系统，这样的长跨距系统在远程增益单元设计时并不用考虑增益平坦问题，目前随着大数据、视频会议对传输带宽的巨大需求，单波长通信系统已不能满足发展需要，多波长长跨距传输系统的设计与建设已迫在眉睫。
目前，远程泵浦系统最大的问题是远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离不能太长，原因之一是1480nm波段的泵浦激光入纤功率不能太大，因为如果入纤功率过大，就容易在1580nm波长区域产生激光激射，产生激光激射后1480nm波段的泵浦光将被迅速消耗，无法再给远程增益单元提供泵浦光；原因之二是如果距离比较大，光纤损耗就较大，使得泵浦光传输到远程增益单元时所剩余的泵浦光已不能提供有效增益。
传统远程泵浦方式都是避免光纤中的拉曼激光激射产生，直接将1480nm波段的泵浦光在终端设备处注入，通过在传输线路中增加隔离器或滤波器来抑制1580波长区域ASE累积的方式抑制拉曼激光激射现象的出现，来提升最大泵浦入纤功率，但效果不明显。为了有效提高1480nm波长区域的最大泵浦入纤功率，还通过二阶拉曼泵浦方式，即在终端设备处同时注入13xxnm泵浦光及1480nm波段的种子光，使1480nm波段的泵浦光在传输过程中得到逐步放大，但效果只能改善1.5dB左右。
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】
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种远程泵浦系统，其目的在于通过利用拉曼激射效应使传输光纤中产生1480nm波段的拉曼激光，从距远程泵浦源几十公里的地方开始传输，由此解决传统远程泵浦系统中远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离不能太长的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，远程泵浦系统为同纤泵浦或异纤泵浦，包括远程泵浦单元和远程增益单元，所述远程泵浦单元和所述远程增益单元之间连接有激光器谐振腔；
所述远程泵浦单元产生波长小于1480nm的泵浦光，并传输至激光器谐振腔；所述激光器谐振腔利用受激拉曼散射效应产生1480nm波段的拉曼激射光，并传输至所述远程增益单元，为所述远程增益单元提供1480nm波段的泵浦光；
其中，所述激光器谐振腔包括高反射器和低反射器；所述高反射器位于所述远程泵浦单元的近端，对1480nm波段为高反射；所述低反射器位于所述远程泵浦单元的远端，对1480nm波段为低反射；所述高反射器和所述低反射器之间设置有第一传输光纤，传输长度为20～50km。
优选地，所述远程泵浦单元产生泵浦光的波长范围为1250～1420nm；所述1480nm波段的波长范围为1480±20nm。
优选地，所述高反射器对1480nm波段为反射率90％以上的高反射，对其他波段为全透射；所述低反射器对1480nm波段为反射率4％～20％的低反射，对其他波段为全透射。
优选地，所述远程增益单元与所述低反射器之间还设置有第二传输光纤，使得从所述激光器谐振腔输出的1480nm波段的泵浦光，经所述第二传输光纤传输一段距离后到达所述远程增益单元。
优选地，所述远程泵浦单元与所述高反射器之间还设置有第三传输光纤，使得从所述远程泵浦单元输出的波长小于1480nm的泵浦光，经所述第三传输光纤传输一段距离后到达所述高反射器。
优选地，所述第一传输光纤分为第一传输光纤前段和第一传输光纤后段，所述第一传输光纤前段和所述第一传输光纤后段之间设有滤波器，用于滤除1570nm以上的波长成分。
优选地，所述滤波器与所述高反射器之间的距离为20±5km。
优选地，所述远程泵浦系统还包括光发射机阵列、光合波器、功率放大器、第四传输光纤、前置放大器、解复用器和光接收机阵列。
优选地，当所述远程泵浦系统为同纤泵浦时，所述光发射机阵列、所述光合波器、所述功率放大器、所述第四传输光纤、所述远程增益单元、所述激光器谐振腔、所述远程泵浦单元、所述前置放大器、所述解复用器和所述光接收机阵列顺次连接设置。
优选地，当所述远程泵浦系统为异纤泵浦时，所述远程泵浦系统还包括第五传输光纤，所述光发射机阵列、所述光合波器、所述功率放大器、所述第四传输光纤、所述远程增益单元、所述第五传输光纤、所述前置放大器、所述解复用器和所述光接收机阵列顺次连接设置；所述远程泵浦单元和所述激光器谐振腔单独设置。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明提供的远程泵浦系统中充分利用传输光纤中的受激拉曼散射效应，在远程泵浦单元与远程增益单元之间引入激光器谐振腔，用于产生1480nm波段的远程泵浦光；激光器谐振腔中的传输光纤是传输线路的一部分，约为几十公里，使得1480nm波段的泵浦光实际上从距离远程泵浦单元几十公里的地方开始传输，从激光器谐振腔输出后再传输到达远程增益单元，大幅度减小了1480nm波段的光在传输光纤中的传输损耗，大大增加了远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离。
【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为本发明实施例提供的一种同纤泵浦的远程泵浦系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种激光器谐振腔内集成滤波器的同纤泵浦的远程泵浦系统结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种异纤泵浦的远程泵浦系统结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种激光器谐振腔内集成滤波器的异纤泵浦的远程泵浦系统结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种13xx nm波段泵浦光与1480nm波段激光在传输光纤中的功率变化曲线图。
【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”、“前”、“后”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。
实施例1：
为解决传统远程泵浦系统中远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离不能太长的技术问题，本发明提供了一种提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，所述远程泵浦系统可以是同纤泵浦也可以是异纤泵浦，主要包括远程泵浦单元和远程增益单元，所述远程泵浦单元和所述远程增益单元之间连接有激光器谐振腔。
所述远程泵浦单元用于产生波长小于1480nm的泵浦光，并传输至所述激光器谐振腔；所述激光器谐振腔利用受激拉曼散射效应产生1480nm波段的拉曼激射光，并在从所述激光器谐振腔输出后传输至所述远程增益单元，以便为所述远程增益单元提供1480nm波段的泵浦光。其中，所述远程泵浦单元产生泵浦光的波长范围通常为1250～1420nm；所述1480nm波段的波长范围为1480±20nm。由此可知，所述远程增益单元的最终泵浦波长并不是所述远程泵浦单元的泵浦波长，而是中间激光拉曼波长频移产生的1480nm波段的拉曼激射光，这个拉曼频移可以是一阶频移也可以是多阶频移。
其中，所述激光器谐振腔包括高反射器和低反射器。所述高反射器位于所述远程泵浦单元的近端，对1480nm波段为反射率90％以上的高反射，对其他波段为全透射。所述低反射器位于所述远程泵浦单元的远端，对1480nm波段为反射率4％～20％的低反射，以便对拉曼激射产生的1480nm波段的泵浦光尽量透射，对其他波段为全透射。所述高反射器和所述低反射器之间设有第一传输光纤，传输长度为20～50km，也就是所述激光器谐振腔相距20～50km。
在本发明实施例中，无论是对于同纤泵浦还是异纤泵浦，都将采用波长短于1480nm的光源作为远程泵浦单元。在传输光纤中引入1480nm波段的激光器谐振腔，充分利用传输光纤中的受激拉曼散射效应来产生1480nm波段的拉曼激射光；激光器谐振腔相距几十公里，使得1480nm波段的泵浦光实际上是从距远程泵浦单元几十公里的地方开始传输，远程泵浦单元与远程增益单元之间用于产生1480nm波段激光的这几十公里传输光纤是传输线路的一部分，并没有消耗1480nm波段的光功率，因此大幅提减小了1480nm波段的光在传输光纤中的传输损耗(具体可节省15dB左右的光纤衰减)，有效提高了远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离，从而大幅提高了整体传输距离。
进一步地，所述远程增益单元与所述低反射器之间还设置有第二传输光纤，使得从所述激光器谐振腔输出的1480nm波段的泵浦光，经所述第二传输光纤传输一段距离后到达所述远程增益单元。
进一步地，所述远程泵浦单元与所述高反射器之间还可设置有第三传输光纤，使得从所述远程泵浦单元输出的波长小于1480nm的泵浦光，经所述第三传输光纤传输一段距离后到达所述高反射器。另外，在可选的实施例中，为了减少工程施工复杂度，所述高反射器也可直接设置于所述远程泵浦单元内部，此时无需设置第三传输光纤，相当于第三传输光纤的长度为0。
进一步地，无论是同纤泵浦还是异纤泵浦，均希望所述激光器谐振腔内产生1480nm波段的激光时不要产生更高阶的拉曼激光，如15xxnm的激光，否则会使1480nm波段的激光减少。为此，一方面可通过降低所述远程泵浦单元的功率来降低1480nm波段产生的激光功率；另一方面可在所述激光器谐振腔内增加滤波器。其中，当在所述激光器谐振腔中增加滤波器时，所述第一传输光纤分为第一传输光纤前段和第一传输光纤后段光纤，在所述第一传输光纤前段和所述第一传输光纤后段之间集成滤波器，用于滤除1570nm以上的波长成分。其中，所述滤波器与所述高反射器之间的距离为20±5km。
需要说明的是，在同纤泵浦中，用于产生拉曼激光的所述第一传输光纤也同时用于传输信号光；在异纤泵浦中，所述第一传输光纤虽然不用于传输信号光，但信号光在其他传输光纤中也传输了同样的距离。由于所述远程增益单元最终需要的1480nm泵浦光是从距离远程泵浦单元几十公里处开始传输的，因此最终远程泵浦单元与远程增益单元的距离至少为几十公里的激光器谐振腔区加上1480nm输出点到远程增益单元间的距离，与直接应用1480nm波段的远程泵浦单元相比，大大增加了远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离，从而大幅提高了整体传输距离。
实施例2
在上述实施例1的基础上，本发明实施例以同纤泵浦为例，提供了一种提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统。
如图1所示，在同纤泵浦时，所述远程泵浦系统包括顺次连接设置的光发射机阵列101、光合波器102、功率放大器103、第四传输光纤104、远程增益单元105、第二传输光纤106、低反射器107、第一传输光纤108、高反射器109、第三传输光纤110、远程泵浦单元111、前置放大器112、解复用器113和光接收机阵列114。其中，所述光发射机阵列101包括第一光发射机101-1、第二光发射机101-2、…、第n光发射机101-n，n为自然数；相应地，所述光接收机阵列114包括第一光接收机114-1，第二光接收机114-2、…、第n光接收机114-n。
其中，所述低反射器107和所述高反射器109形成所述激光器谐振腔，所述高反射器109对1480nm波段为反射率90％以上的高反射，对其他波段为全透射；所述低反射器107对1480nm波段为反射率4％～20％的低反射，对其他波段为全透射；所述第一传输光纤108位于所述低反射器107和所述高反射器109之间，用于产生拉曼激射光，其传输长度为20～50km，也就是所述激光器谐振腔相距20～50km。其中，所述1480nm波段的波长范围为1480±20nm。
所述远程泵浦单元111用于产生波长小于1480nm的泵浦光(此处以13xx nm波段为例)，并传输至所述激光器谐振腔；所述激光器谐振腔利用受激拉曼散射效应产生1480nm波段的拉曼激射光，并在从所述激光器谐振腔输出后传输至所述远程增益单元105，以便为所述远程增益单元105提供1480nm波段的泵浦光。由此可知，所述远程增益单元105的最终泵浦波长并不是所述远程泵浦单元111的泵浦波长，而是中间激光拉曼波长频移产生的1480nm波段的拉曼激射光，这个拉曼频移可以是一阶频移也可以是多阶频移。
在图1中，signal对应的箭头表示信号光的传输方向，pump对应的箭头表示泵浦光的传输方向。结合图1，信号光和泵浦光的具体传输过程如下：
所述光发射机阵列101中的各发射机发射信号光，经所述光合波器102将各信号光合波后，再经所述功率放大器103对信号光进行功率放大，通过所述第四传输光纤104的传输后信号光抵达所述远程增益单元105。与此同时，所述远程泵浦单元111产生波长为13xxnm的泵浦光，经所述第三传输光纤110传输后依次经过所述激光器谐振腔的高反射器109、第一传输光纤108和低反射器107，在所述激光器谐振腔的作用下产生1480nm波段的拉曼激射光，1480nm波段的拉曼激射光从所述激光器谐振腔输出后再经所述第二传输光纤106传输一段距离后到达所述远程增益单元105。信号光在所述远程增益单元105中借由1480nm波段的泵浦光实现放大，随后经所述第二传输光纤106、所述第一传输光纤108和所述第三传输光纤110传输后达到所述前置放大器112，进一步放大后抵达所述解复用器113进行分波，最终由所述光接收机阵列114中的各光接收机接收。由此可知，在同纤泵浦中，传输光纤总共被分为四段，用于产生1480nm波段的第一传输光纤108也用于传输信号光。
为了减小1480nm波段的泵浦光在传输光纤中的损耗，让1480nm波段的泵浦光传输尽可能短的光纤，本发明实施例充分利用光纤中的受激拉曼散射效应，用更短波长的泵浦光在距离远程泵浦单元几十公里的传输光纤中产生1480nm波段的拉曼激射光；也就是说远程泵浦单元与远程增益单元之间用于产生1480nm波段激光的这几十公里传输光纤是传输线路的一部分，并没有消耗1480nm波段的光功率，因此大幅提减小了1480nm波段的光在传输光纤中的传输损耗。由于所述远程增益单元105最终需要的1480nm泵浦光是从距离所述远程泵浦单元111几十公里处开始传输的，因此最终远程泵浦单元与远程增益单元的距离至少为几十公里的激光器谐振腔区加上1480nm输出点到远程增益单元间的距离，与直接应用1480nm波段的远程泵浦单元相比，大大增加了远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离，从而大幅提高了整体传输距离。
进一步地，在同纤泵浦时，希望所述激光器谐振腔内产生1480nm波段的激光时不要产生更高阶的拉曼激光，如15xxnm的激光，否则会使1480nm波段的激光减少。为此，一方面可通过降低所述远程泵浦单元111的功率来降低1480nm波段产生的激光功率；另一方面可在所述激光器谐振腔内集成滤波器。
结合图5，当需要降低所述远程泵浦单元111的功率时，所述远程泵浦单元111的泵浦入纤光功率可在4000～4500mw之间选择，例如可选4300mw。以所述远程泵浦单元111产生13xx nm波段的泵浦光波长为例，结合图5可知，随着泵浦光传输的光纤长度的增加，13xxnm波段的光功率不断衰减，大约在传输25km后衰减为0；产生的1480nm波段激光的光功率先增加至最高点后再逐渐衰减。1480nm波段产生更高阶的15xxnm激光的光功率阈值约为1w，因此如果要避免产生更高阶的激光，需保证1480nm波段激光的光功率不能超过1w；而由图5可知，此时1480nm波段激光的最大光功率约为800mw，小于1w，因此不会产生更高阶的激光，满足使用需求。
结合图2，当需要集成滤波器时，在所述激光器谐振腔中，所述第一传输光纤108分为第一传输光纤前段108a和第一传输光纤后段108b两段，在所述第一传输光纤前段108a和所述第一传输光纤后段108b之间集成滤波器115，用于滤除1570nm以上的波长成分，所述滤波器115需使原泵浦波长(13xx nm波段)、新产生的激光器1480nm波段和C-band信号波长通过，而且所述滤波器115与所述高反射器109之间的距离为20±5km。
本发明实施例提供的上述同纤泵浦系统中，充分利用传输光纤中的受激拉曼散射效应来产生1480nm波段的拉曼激射光，激光器谐振腔相距几十公里，使得1480nm波段的泵浦光实际上是从距远程泵浦单元几十公里的地方开始传输，因此大幅减小了1480nm波段的光在传输光纤中的传输损耗，有效提高了远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离，从而大幅提高了整体传输距离。
实施例3：
在上述实施例1的基础上，本发明实施例进一步以异纤泵浦为例，提供了一种提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统。
如图3所示，在异纤泵浦时，所述远程泵浦系统包括顺次连接设置的光发射机阵列201、光合波器202、功率放大器203、第四传输光纤204、远程增益单元205、第五传输光纤206、前置放大器207、解复用器208和光接收机阵列215。其中，所述光发射机阵列201包括第一光发射机201-1、第二光发射机201-2、…、第n光发射机201-n，n为自然数；相应地，所述光接收机阵列215包括第一光接收机215-1，第二光接收机215-2、…、第n光接收机215-n。
继续结合图3，所述远程泵浦单元209单独设置，所述远程泵浦单元209与所述远程增益单元205之间顺次连接设置第三传输光纤210、高反射器211、第一传输光纤212、低反射器213和第二传输光纤214，所述高反射器211和所述低反射器213形成所述激光器谐振腔，所述高反射器211对1480nm波段为反射率90％以上的高反射，对其他波段为全透射；所述低反射器213对1480nm波段为反射率4％～20％的低反射，对其他波段为全透射；所述第一传输光纤212位于所述低反射器213和所述高反射器211之间，用于产生拉曼激射光，其传输长度为20～50km，也就是激光器谐振腔相距20～50km。其中，所述1480nm波段的波长范围为1480±20nm。
所述远程泵浦单元209用于产生波长小于1480nm的泵浦光(此处以13xx nm波段为例)，并传输至所述激光器谐振腔；所述激光器谐振腔利用受激拉曼散射效应产生1480nm波段的拉曼激射光，并在从所述激光器谐振腔输出后传输至所述远程增益单元205，以便为所述远程增益单元205提供1480nm波段的泵浦光。由此可知，所述远程增益单元205的最终泵浦波长并不是所述远程泵浦单元209的泵浦波长，而是中间激光拉曼波长频移产生的1480nm波段的拉曼激射光，这个拉曼频移可以是一阶频移也可以是多阶频移。
在图3中，signal对应的箭头表示信号光的传输方向，pump对应的箭头表示泵浦光的传输方向。结合图3，信号光和泵浦光的具体传输过程如下：
所述光发射机阵列201中的各发射机发射信号光，经所述光合波器202将各信号光合波后，再经所述功率放大器203对信号光进行功率放大，通过所述第四传输光纤204的传输后信号光抵达所述远程增益单元205。与此同时，所述远程泵浦单元209产生波长为13xxnm的泵浦光，经所述第三传输光纤210传输后依次经过所述激光器谐振腔的高反射器211、第一传输光纤212和低反射器213，在所述激光器谐振腔的作用下产生1480nm波段的拉曼激射光，1480nm波段的拉曼激射光从所述激光器谐振腔输出后再经所述第二传输光纤214传输一段距离后到达所述远程增益单元205。信号光在所述远程增益单元205中借由1480nm波段的泵浦光实现放大，随后经所述第五传输光纤206传输后达到所述前置放大器207，进一步放大后抵达所述解复用器208进行分波，最终由所述光接收机阵列215中的各光接收机接收。由此可知，在异纤泵浦中，传输光纤总共被分为五段，其中两段传输光纤用以传输信号光，三段传输光纤用于传输泵浦光；用于产生激射光的第一传输光纤108虽然并不用于传输信号光，但信号光在其他传输光纤中也传输了同样的距离。
为了减小1480nm波段的泵浦光在传输光纤中的损耗，让1480nm波段的泵浦光传输尽可能短的光纤，本发明实施例充分利用光纤中的受激拉曼散射效应，用更短波长的泵浦光在距离远程泵浦单元几十公里的传输光纤中产生1480nm波段的拉曼激射光；也就是说远程泵浦单元与远程增益单元之间用于产生1480nm波段激光的这几十公里传输光纤是传输线路的一部分，并没有消耗1480nm波段的光功率，因此大幅提减小了1480nm波段的光在传输光纤中的传输损耗。由于所述远程增益单元205最终需要的1480nm泵浦光是从距离所述远程泵浦单元209几十公里处开始传输的，因此最终远程泵浦单元与远程增益单元的距离至少为几十公里的激光器谐振腔区加上1480nm输出点到远程增益单元间的距离，与直接应用1480nm波段的远程泵浦单元相比，大大增加了远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离，从而大幅提高了整体传输距离。
进一步地，在异纤泵浦时，同样希望所述激光器谐振腔内产生1480nm波段的激光时不要产生更高阶的拉曼激光，如15xxnm的激光。为此，一方面可通过降低所述远程泵浦单元209的功率来降低1480nm波段产生的激光功率；另一方面可在所述激光器谐振腔内集成滤波器。
结合图5，当需要降低所述远程泵浦单元209的功率时，所述远程泵浦单元209的泵浦入纤光功率可在4000～4500mw之间选择，例如可选4300mw。具体原理可参考实施例2，在此不做赘述。
结合图4，当需要集成滤波器时，在所述激光器谐振腔中，所述第一传输光纤212分为第一传输光纤前段212a和第一传输光纤后段212b两段，在所述第一传输光纤前段212a和所述第一传输光纤后段212b之间集成滤波器216，用于滤除1570nm以上的波长成分，所述滤波器216需使原泵浦波长(13xx nm波段)和新产生的激光器1480nm波段通过，C-band信号波长可通过也可不通过，而且所述滤波器216与所述高反射器211之间的距离为20±5km。
本发明实施例提供的上述同纤泵浦系统中，充分利用传输光纤中的受激拉曼散射效应来产生1480nm波段的拉曼激射光，激光器谐振腔相距几十公里，使得1480nm波段的泵浦光实际上是从距远程泵浦单元几十公里的地方开始传输，因此大幅减小了1480nm波段的光在传输光纤中的传输损耗，有效提高了远程泵浦单元与远程增益单元之间的距离，从而大幅提高了整体传输距离。
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)

1.一种提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，远程泵浦系统为同纤泵浦或异纤泵浦，包括远程泵浦单元和远程增益单元，所述远程泵浦单元和所述远程增益单元之间连接有激光器谐振腔；
所述远程泵浦单元产生波长小于1480nm的泵浦光，并传输至激光器谐振腔；所述激光器谐振腔利用受激拉曼散射效应产生1480nm波段的拉曼激射光，并传输至所述远程增益单元，为所述远程增益单元提供1480nm波段的泵浦光；
其中，所述激光器谐振腔包括高反射器和低反射器；所述高反射器位于所述远程泵浦单元的近端，对1480nm波段为高反射；所述低反射器位于所述远程泵浦单元的远端，对1480nm波段为低反射；所述高反射器和所述低反射器之间设有第一传输光纤，传输长度为20～50km。
2.根据权利要求1所述的提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，所述远程泵浦单元产生泵浦光的波长范围为1250～1420nm；所述1480nm波段的波长范围为1480±20nm。
3.根据权利要求1所述的提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，所述高反射器对1480nm波段为反射率90％以上的高反射，对其他波段为全透射；所述低反射器对1480nm波段为反射率4％～20％的低反射，对其他波段为全透射。
4.根据权利要求1所述的提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，所述远程增益单元与所述低反射器之间设置有第二传输光纤，使得从所述激光器谐振腔输出的1480nm波段的泵浦光，经所述第二传输光纤传输一段距离后到达所述远程增益单元。
5.根据权利要求1所述的提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，所述远程泵浦单元与所述高反射器之间设置有第三传输光纤，使得从所述远程泵浦单元输出的波长小于1480nm的泵浦光，经所述第三传输光纤传输一段距离后到达所述高反射器。
6.根据权利要求1所述的提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，所述第一传输光纤分为第一传输光纤前段和第一传输光纤后段，所述第一传输光纤前段和所述第一传输光纤后段之间设有滤波器，用于滤除1570nm以上的波长成分。
7.根据权利要求6所述的提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，所述滤波器与所述高反射器之间的距离为20±5km。
8.根据权利要求1-7任一所述的提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，所述远程泵浦系统还包括光发射机阵列、光合波器、功率放大器、第四传输光纤、前置放大器、解复用器和光接收机阵列。
9.根据权利要求8所述的提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，当所述远程泵浦系统为同纤泵浦时，所述光发射机阵列、所述光合波器、所述功率放大器、所述第四传输光纤、所述远程增益单元、所述激光器谐振腔、所述远程泵浦单元、所述前置放大器、所述解复用器和所述光接收机阵列顺次连接设置。
10.根据权利要求8所述的提高泵浦单元与增益单元之间距离的远程泵浦系统，其特征在于，当所述远程泵浦系统为异纤泵浦时，所述远程泵浦系统还包括第五传输光纤，所述光发射机阵列、所述光合波器、所述功率放大器、所述第四传输光纤、所述远程增益单元、所述第五传输光纤、所述前置放大器、所述解复用器和所述光接收机阵列顺次连接设置；所述远程泵浦单元和所述激光器谐振腔单独设置。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1501598A (zh) * 2002-11-17 2004-06-02 华为技术有限公司 一种多波长单跨长距离传输方法和系统
CN1749838A (zh) * 2004-09-15 2006-03-22 华为技术有限公司 一种光传输系统及在其中采用的光放大的方法
US20080193136A1 (en) * 2004-06-23 2008-08-14 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Inline Repeater and Optical Fiber Communication System
CN104953451A (zh) * 2015-07-15 2015-09-30 中国电子科技集团公司第三十四研究所 一种远端泵浦掺铒光纤放大器
CN107196180A (zh) * 2017-07-03 2017-09-22 无锡市德科立光电子技术有限公司 级联远程光放大系统
CN207010683U (zh) * 2017-07-20 2018-02-13 无锡市德科立光电子技术有限公司 一种带有复合共用泵浦源的无中继传输系统
CN109742645A (zh) * 2019-03-20 2019-05-10 无锡市德科立光电子技术有限公司 高效l波段远程放大器
CN110600982A (zh) * 2019-08-14 2019-12-20 武汉光迅科技股份有限公司 一种可提高泵浦入纤功率的远程泵浦系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1501598A (zh) * 2002-11-17 2004-06-02 华为技术有限公司 一种多波长单跨长距离传输方法和系统
US20080193136A1 (en) * 2004-06-23 2008-08-14 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Inline Repeater and Optical Fiber Communication System
CN1749838A (zh) * 2004-09-15 2006-03-22 华为技术有限公司 一种光传输系统及在其中采用的光放大的方法
CN104953451A (zh) * 2015-07-15 2015-09-30 中国电子科技集团公司第三十四研究所 一种远端泵浦掺铒光纤放大器
CN107196180A (zh) * 2017-07-03 2017-09-22 无锡市德科立光电子技术有限公司 级联远程光放大系统
CN207010683U (zh) * 2017-07-20 2018-02-13 无锡市德科立光电子技术有限公司 一种带有复合共用泵浦源的无中继传输系统
CN109742645A (zh) * 2019-03-20 2019-05-10 无锡市德科立光电子技术有限公司 高效l波段远程放大器
CN110600982A (zh) * 2019-08-14 2019-12-20 武汉光迅科技股份有限公司 一种可提高泵浦入纤功率的远程泵浦系统

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