CN1146674A

CN1146674A - 降低四波混合光噪声的装置

Info

Publication number: CN1146674A
Application number: CN96110188A
Authority: CN
Inventors: 福斯特·梅利
Original assignee: Pirelli Cavi SpA
Current assignee: Corning OTI SRL
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1997-04-02
Also published as: EP0753944A1; EP0753944B1; NO962944D0; DE69626578T2; ITMI951536A1; CZ196696A3; HUP9601866A2; NO962944L; MX9602453A; US5677786A; IT1275554B; HUP9601866A3; JPH09186650A; BR9601945A; AU713980B2; HU9601866D0; TW298691B; AU5614096A; PL315241A1; ITMI951536A0

Abstract

一个包括至少两个不同波长调制光信号源的光学远程通讯系统，每个信号源有各自的相干时间；一个多路复用器用来合成所述信号在一单独的共用光纤里；一光纤线连接在所述多路复用器的所述共用光纤的一端；用于接收所述信号的装置；用于降低信号间四波混合的元件，沿所述光纤线光学串接，其中所述降低FWM元件包括一光路，含有至少两个波长选择性滤波器。

Description

降低四波混合光噪声的装置

本发明涉及一种降低光通讯线路中光信号四波相互作用产生的光噪声的光路，一种包括这种光路用于减小四波相互作用的光放大器，一种具有降低了的四波相互作用噪声级的光学通信系统，它包括带有联级放大器的传输线，以及一个用于传送具有降低了的四波相互作用噪声的光倍号的过程。

四波相互作用，也称为四光子相互作用或四波混合(FWM)，是一种非线性三阶效应，它由已有的三个光信号相互作用产生一新信号。新产生的倍号频率f_F与相互作用的倍号频率f_i，f_j，f_k有关：

f_F＝f_i，f_j，f_k当相互作用信号偏振方向一致并且相位一致条件满足下式时新信号即第四波以最大效率产生：

Δβ＝β(f_i) ＋(f_i)－β(k)－β(f_F)＝0其中β(f)是频率为f的信号的传播常数。

相互作用的信号不必一定是三个独立信号。两个源信号相互作用也可以产生四波混合现象(退化例)，例如，当只有频率为f_i和fk的两个信号相互作用时，可产生频率为f_F＝2·f_i－f_k和f_F＝2·f_k－f_i的信号。

四波混合是应用波分复用(即WDM)技术的光纤通信的一个障碍。根据这项技术，多个信道通过通常由一条光纤构成的通讯线路同时传输，这些信道彼此相互独立而且每个信道各自与一个特殊波长有关。

由于上述非线性三险现象，在光纤芯中有高辐射密度(特别是在放大的情况下)以及在信号间长距离相互作用的情况下，由于FWM，可能会发生通过信号对或三重信号之间的内调制作用产生信号的现象。例如，这种现象在1990年9月第8卷第9期的《光波技术杂志》的1402-1408页上有描述。

产生出的信号的波长可以落在应用于通讯信道的波带中，而且另外可能和其中一条信道的波长吻合或非常接近；这种情况的可能性随着用于通讯的信道数量的增加迅速增大。

众所周知，发光信号在经过光纤发送途中经历衰减，这需要借助在沿线路预定间隔上放置的相关放大器进行放大。

因此，可以方便地用光学放大器来放大信号同时保持其光学形式，即不用探测和再生相同的信号。所述的光学放大器是基于荧光杂质的特性，例如铒、如果通过施加发光泵激能量被适当受激，在石英基光纤中，在对应最小衰减的光波段发出强辐射。

在带有联级光学放大器的多级通信线路中，在每一级由四波混合产生的信号，被以相同的方式作为通讯信号放大，被加到在其他级四波混合产生的信号中并促使在不同信道间产生串音。在通讯线的终点由各级中四波混合产生的信号被加到一起：如果单独的FWM信号有大的相位叠加，相加后的总FWM信号就会过强以致损坏通讯信号的正确接收。

用于通讯线的光纤存在色散，其原因在于与折射率分布以及所述光纤的材料构成相关的特性的组合，在传输信号中色散随波长变化而变化，在所述波长的给定值λ₀处变为零。

这种色散现象实质上包括信号形式的脉冲沿光纤传播时产生的持续延迟，延迟的原因在于每个脉冲中都有各自的波长为特征的不同色散成分，它们以不同的速度沿光纤传播。

由于这种延迟，在时间上接连的并在发射时可很好分辨的脉冲可以在接收时可有部分地叠加，当经过光纤传播后它们不再可被独立分辨，这样就会产生接收错误。

通常被称为色散移位(DS)的光纤是周知的，其光学特性被设计为色散消失点波长在1500和1600nm之间，这种光纤通常用于远程通讯。

这种光纤被定义在1993年3月的ITU-TG.653建议中，其中光纤需具有在λ₀为1550nm处色散为零，波长变化为在以上波长值处50nm范围。

DS光纤描述例子在美国专利4,715,679，4,822,399，4,755,022中,并且被CORNING INC.，公司Corning，NY(US)商品化，商品名为SMF/DS(注册商标)，被FIBRE OTTICHE SUDS.P.A.，Battipaglia(IT)商品化，商品名为SMDS。

应特别指出，已经提到以上定义的相位一致条件Δβ＝0满足并且FWM产生的信号最强，如果通讯信号中的一个波长接近或与λ₀相同，该波长处光纤色散变为零，或者如果通讯信号中的两个波长对称位于λ₀两侧。

一种用于避免多信道系统信号相互调制FWM噪声的技术在IEEE Photonics Technology Letters第3卷NO.6.1991年6月560-563页中阐述，它用彼此偏振方向不同的信号。这种技术相当复杂，因为它必须在通讯线中使每一个输入信号的偏振方向校准；它的效率也受到限制因为通常所用的光纤不会无变化地传输偏振信号。

发表在OFC/IOOC’93 Technical Digest 252-253页上的文章FC4中所用的通信信道光学频率并非等距离分布；通过选择这些频率使由在可能的通讯信号对或三信号组合间的四波混合产生的信号频率离通讯信号的频率足够远，这样就可以用滤色片将它们与后者分离。但是，这种技术可用的频率(或波长)段很明显利用不足(与等距信道相比)；此外还要求信号波长的高稳定性，这就有必要用额外的设备去控制所述的稳定性。

P.R.Morkel名下的美国专利5410624号也提到了用于光学WDM通讯系统的非等距信道波长。为了降低FWM影响，将带有光学循环器和窄带反射光纤光栅的链的光信号频谱再生装置相结合，每个光栅都调到多路复用的波长中的一个上，其中所述的链连接到光学循环器的中间口中。

第三种技术，发表于Electronics Letters，第30卷，NO.11，95年5月26日，876-878页，在于通讯线上的应用，光纤部分有一小绝对值的色散并且交替取正值和负值。应用这种技术的地方，不能用已有的通讯线，必须设新线。另外，完成需要的新线是困难的，原因在于为了得到色散特性在不同部分都适用的光纤必须有制造后的挑选，要考虑到制造在要求精度限度之内的具有固定色散特性光纤时直接遇到的困难。

一种不同的解决方法在K.Inoue的文章发表于1993年3月的光波技术月评中，Vol.11，No.3,455-461页，在文章中提出沿多信道通讯线不同阶段FWM产生的信号之间的相位关系是随机的，这样用来避免信道中相位相加。

为了使相位间的关系是随机的，推荐用一种光路，沿着由M段光纤和(M-1)个线路放大器构成的光纤，该光路直接连接到每个放大器的上游和下游。

光路包括一个多路分解器用来在不同长度的光路径上，根据频率分离通讯信号，以及一个多路复用器用来将光学信号重新组合成单一输出信号。连接多路分解器输出与多路复用器输入的光路径是这样选择的：任两个光路径之差都大于传输信号源相干长度I_c＝V/πΔv，在此V是介质中的光速，Δv是通讯信号源的线宽。在每阶段由四波混合效应产生的信号彼此之间互无关系，由此它们在线末端相加由功率决定而不是由振幅决定，因为它出现在常规系统中，在相位一致(Δβ＝0)的条件下带有光路的传输线中FWM产生辐射的总功率被降低，低于无光路的情况，低一个与线路上光纤段数目相对应的因子。

以上提到的文章指出这种技术可以用于多信道光通讯系统，在系统中每个通讯信道都由不同光路径的不同波长信道中信号分离抽取得到，为了抽取连接信道到接收器，并且在一个共用路径上多路复合剩余信道。

文章排除在装备有能从线路中选取独立信道的多路分解器的多信道光通讯系统中直接应用所描述的这种技术的可能性，选取信道时其他信道仍在公共光路径中传输。作为这种多路分离器类型的例子，文章中提到了那些将法布里-珀罗滤波器与一个光学循环器相结合的系统。

然而申请人可以发现文章中建议的用于减少四波混合的光路，尤其必须用多路分离器去分离不同波长信号，有实际实现困难，尤其当有很多数目的信道时。配置与较少数目输出级联的几个多路分离器的可行方案使仪器变得相当复杂、笨重以及使不同信道有不同程度的衰减。

连接多路复用器和多路分解器的光纤部分的总长度也使仪器明显笨重，尤其当通讯信道数目很大时。事实上由于用于信道n的必需光纤长度至少应等于光源相干长度的n倍，这些部分的总长度至少为相干长度的N·(N＋1)/2倍，在此N是通讯信道的总数目。

此外，用上述文章中的技术制造的光路不能给出新配置，当信道中一个或更多需要加入或一个或多个通道波长改变时：在这些情况下必须替换多路分解器和多路复用器。

D.R.Huber名下的美国专利NO.5,283,686公开了，其中，一种WDM光通讯系统包括一个光学放大器，一个光学循环器以及布拉格光栅光纤滤波器，每个通讯信道都要用到。系统能消除那些与通讯信道波长不同的自发发射。专利中末提及四波混合在通讯线中产生噪声的问题。

同一申请人于1994年12月16日登记的专利申请MI94A002556其中涉及一种光学远程通讯系统包括：

至少两个调制在不同的波长上的光信号源，包括在一预定的传输波段内，有预定的传播速度；

多路合成所述信号的装置用于单光纤的输入；

一个光纤线路，连接在所述多路合成装置的一端；

用于接收所述信号的装置，包括根据各自的波长用于信号自身的光多路分解装置；

其中所述信号有一光功率大于在至少为所述光纤线路的一部分中的预定值，该光纤线路包括一光纤，其色散值在所述传播波段低于预定值，

其特征在于所述光纤其色散随波长增大而增大，在低于所述波段的最小波长一个量值的波长处表现为零值，在这一量值下没有局部色散消失波长值，而在光纤中存在并且在所述波段内能产生四波混合现象。

问题在于实际中做出一种光学装置，它能减少由沿通信线传播的信号间的四波混合产生的辐射的功率，在通讯线上也不要求所用光纤不同于通用的DS光纤。

本发明的一个方面涉及到一种光学远程通信系统，包括：

至少两个调制在不同的波长上的光信号源，有各自的相干时间；

一个多路合面器用于在单个共用光纤上合成所述信号；

一个光纤线路连接在所述多路复用器的所述共用光纤的一端；

用于接收所述信号的装置，连接在所述光纤线路的第二端并且包括一多路分解器用于所述信号；

一个元件，用来减少所述信号间的四波混合，沿所述光纤线路光学串接；

在所述FWM衰减元件中包括一光路，它包括至少两个波长选择性滤波器，每一个都与一包括一个所述光学信号的波长段有关，所述滤波器沿光路径彼此光学串接，包含在两相邻滤波器之间的所述光路径中至少一般的长度大于与至少一个所述光信号源的相干时间所对应的长度。

最好所述的光路，对每一个所述的光学信号都包括一个波长选择性滤波器与一个包含相应光信号不包含其他光信号的波段相对应，所述滤波器在光路径上彼此光学串接，所述介于两相邻滤波器之间的光学路径部分的长度大于与每个所述光信号源的相干时间相对应的长度。

特别是，所述光路包括一光学循环器，它有一输入端口和一输出端口与所述的光纤线路相连，并且至少有一个输入/输出端口连接在一个所述的波长选择性滤波器上。

尤其所述波长选择性滤波器是布拉格光栅滤波器，特别是由光纤构成。

在一个实施例中，沿所述光纤线路至少放置一个光学放大器有利地包括一个用荧光杂质掺杂的有源光纤，尤其荧光杂质是铒，以及一个泵辐射源。

所述FWM衰减元件可以方便地光学串接在所述有源光纤中间位置。

在这种情况下一用于在所述FWM衰减元件外泵激辐射的光传输路径可以安放在两部分之间，其中所述的有源光纤被所述的元件分开。

另一方面，所述光放大器可以包括两个有源光纤部分，每一个都带有一泵激辐射源。

尤其是，所述有源光纤部分的长度，在有源光纤中的荧光杂质的浓度以及泵激源功率可有效地选择，以这样的方式以便使所述放大器总增益低于不含FWM衰减元件的相同放大器增益2dB，这样两有源光纤部分的光学连续性就得到恢复。

按照第二方面，本发明涉及一个用于传输光学信号的过程，包括：

产生有各自波长的两个调制光信号；

在一个光传输线一端多路合成所述信号，传输线包括至少一个单模光纤部分，在其中产生信号间的四波混合相互调制；

在所述光传输线第二端接收所述信号，并且包括在所述光传输线中间位置有选择性延迟所述信号的操作，其中所述选择性延迟操作包括：

选择性发送所述信号到预定长度的相应光路径，该长度适于使所述信号相位相互无关；

经过所述光路径后重新合成所述信号；

其中至少所述光路径中一段是共用的。

特别是，所述过程包括沿所述传输线至少一次光学放大所述信号的步骤。所述步骤中先执行选择性延迟所述信号，并且光学放大所述信号的步骤紧随其后。

按照第三方面，本发明涉及一种光放大器，包括：

第一和第二用荧光杂质掺杂的有源光纤；

用于第一和第二有源光纤的泵激装置，用于提供光泵激功率；

在第一有源光纤中的耦合装置用来耦合所述光泵激功率以及至少两个传输信号，两信号处于不同波长，有各自的相干时间；

一个用于减少所述信号间的四波混合的元件，该元件光学串接于所述第一和第二有源光纤间，其中所述FWM衰减元件包括一含有不同长度光路径的光路，所述信号被选择性发送其上，所述长度选值使至少两个信号的相对延迟大于各自的相干时间。

最好所述光路径中一段对所述信号共用。

特别是所述荧光杂质是铒，所述有源光纤含铝、锗、镧作为附加杂质。

通过下面的描述参照附图更多的细节会变得更为明显，附图中：

图1是根据本发明的波分复用光学通讯系统的框图；

图2是两级光线路放大器框图；

图3为根据本发明用于降低由FWM产生的光噪声的光路的框图；

图4为用根据本发明的装置的实验框图；

图5为用于图4实验装置的通过两个彼此串接的布拉格光栅型光纤滤波器的传输功率光谱曲线；

图6A，6B为与存在两通讯信号时产生的FWM信号的归一化功率的数字仿真和实验的曲线，根据信号之一的波长变化，在图4中实验装置的第一(A)和第二(B)级；

图7为上述实验中测得的FWM信号归一化功率曲线，根据传输信道之一的波长而变化，带或不带降低噪声光路，与没有降低噪声光路的通讯线数字仿真相比较；

图8为根据本发明包括-降低FWM光噪声光路的两泵激级的线路放大器框图；

图9为根据本发明的包括一个降低FWM光噪声光路的单泵激级的线路放大器框图；

图10为根据本发明的沿一条双向通讯线上用于降低FWM光噪声的光路框图。

现在在图1的帮助下来描述一波分复用光学远程通讯系统。

当前描述涉及到一种用四个独立通讯信道有不同波长的远程通讯系统。然而这种特殊情况只是用于举例：以下描述意在应用，如无特殊声明，可用于任意数目有不同波长的通讯信道。

图1中的通讯系统包括一带有光信源1，2，2’，2”的传输站3，每个光信号源都有不同的波长λ₁，λ₂，λ₂’，λ₂”，包含在依次放置于系统中的放大器的有效工作波段中，并有线宽Δv₁，Δv₂，Δv₂’，Δv₂”。

光学信号输入到一信号合成器81，用于同时发送波长为λ₁，λ₂，λ₂’，λ₂”的信号，通过一单输出光纤82。

通常，信号合成器81是一无源光学装置，通过它将传输于相应光纤中的光信号叠加在单一光纤中；例如这种装置由熔融光纤耦合器构成，用在平面光学，微型光学等领域，可在市场上买到。

通过光纤82光信号被送到一增强器83用来增强信号，使其足够强能在新放大介质之前的下一相邻光纤部分上传播，到最后仍保持足够的功率大小来确保传输质量。

连接到增强器83的是通常由阶梯折射率型的单模光纤构成的光纤的一部分84a，装在一光缆中，有几十(或几百)公里长，例如100公里长。

连接到所述光线路的第一部分84a末端的是第一个光路10a，描述如下，它是用来降低通讯信道间四波混合效应相互调制产生的光噪声的。光路10a输出终止在第一线路放大器85a处，它接收在光纤传输过程中衰减后的信号并将它们放大到足够量以提供给第二光纤部分84b，84b与前一部分有同样特性。

用于降低光噪声的后续光路10b，10c，10d，线路放大器85b，85c，85d以及光纤部分84c，84d，84e覆盖了整个传输距离直到一接收站6，接收站6包括一前置放大器87接收信号并放大直到功率大小达到与接收装置灵敏度相适应的程度，补偿后继多路分解装置的损失。

从前置放大器87出来的信号被送往多路分解器88，所述信号按其相关的频率被分离，然后送到相应的接收装置89，90，90’，90”。

多路分解器88是一个适于分发信号到多个光纤的装置，光信号进入一输入光纤，按相应的波长去分离它们；此多路分解器可以包括一熔融光纤分离器件，将输入信号分离到几个输出光纤，每个所述信号输入到一各自的带通滤波器，滤波器的中心位于每个对应的波长。

例如，一类似于已描述过的信号合成器81的部件可被用到，它被以相反的配置安装并与相对应的带通滤波器相接。

上述类型的带通滤波器，例如，由MICRON-OPTICS公司2801Buford Hwy，Suite 140，Atlanta Georgia，US商品化；一合适的型号是FFP-100。

所述的配置可给出特别满意的效果，即在约500km距离传输时，以高传输速度，例如2.5Gbit/s(然而可以达到，用4个多路复用波长，用单波长传输速度对应10Gbit/s)，用4个线路放大器，一个增强器以及一个前置放大器。

对本发明的目的及以上应用，例如，增强器83是一商品中可以得到的光纤放大器，具有以下特性：

输入功率 -13.5-3.5dBm

输出功率 12-14dBm

工作波长 1534-1560nm

增强器不含有陷波滤波器。

一种合适的型号是TPA/E-MW可以从申请人处得到。

所述增强器用铒掺杂有源光纤，是铝/锗/铒型。

用增强器是为了使放大器工作在饱含状态，在这种状态下输出功率与泵激功率有关，在欧州专利EP439,867中有详细阐述，在此引用。

对本发明的目的及以上应用，前置放大器是指放置在线路的终端的一个放大器，能够增大信号送至接收器，放大到量值适当高于接收器本身的灵敏度阈值(例如接收器输入从-26到-11dBm)，同时产生最小的可能噪声并使信号保持相同。

例如，前置放大器87要么用下边将描述的象线路放大器85a-85d那样的有源光纤线路放大器，要么用根据特殊要求而设计的前置放大器。

一种适合的型号为RPA/E-MW，可从申请人处得到。

以上描述的传输系统配置特别适于提供希望的性能，特别对于在多个WDM信道上传输，如果特殊选择并实施分立线路放大器，要特殊连接使它能传输所选波长并保证其他波长不恶化。

特别是，可以保证所有信道的性能一致性，对在包含在1530和1560nm之间的波段内，有适于联级操作的放大器，通过用有对几个不同波长基本单一(或单化)的响应的线路放大器在一个级联操作中。

为了上述目的，按框图2所示，一放大器用作线路放大器，并且它包括一铒掺杂有源光纤62和一相关的泵激光器64，由一个二向色耦合器63相连；一光学隔离器61放于光纤62的上游，在要放大信号的前进方向上，第二个光学隔离器65处于有源光纤下游。

所述放大器还包括第二个铒掺杂有源光纤66由一个二向色耦合器67与一相关的泵激光器68相连；随后不宜一光学隔离器69位于光纤66的下游。

作为另一种解决方式，未画出，基于特殊使用要求，也可以用单级放大器做线路放大器。

在一个最佳实施例中，上述的线路放大器使用了铒掺杂有源光纤，详细描述在意大利应用专利No.MI94A000712，由同一申请人于1994年4月14日提出，在此参考并将其内容总结如下。

用在线路放大器中的有源光纤的一种组成及最佳的光学特性总结在下表中。Al₂O₃ GeO₂ La₂O₃ Er₂O₃ NA λ_cwt％ wt％ wt％ wt％ nm(mol％) (mol％) (mol％) (mol％)4(2.6) 18(11.4) 1(0.2) 0.2(0.03) 0.219 911其中：wt％＝(平均)纤芯中氧化物的重量百分含量mol％＝(平均)纤芯中氧化物的莫尔百分含量NA＝数值孔径(n₁ ²-n₂ ²)^1/2λ_c＝截止波长(LP11截止)

组成的分析是在母棒(拉光纤前)用微探针和电子扫描显微镜相结合实现的(SEM HITACHI)。

分析是在放大1300倍沿直径方向以200μm间隔离散点上完成的。所述的光纤用在石英玻璃管中的直空镀技术制造。

在所说的光纤中，在复合步骤中在纤芯SiO₂阵列中加入锗杂质。

在光纤芯中加入铒、铝、镧是用“溶解掺杂”技术完成的，用杂质氯化物的水溶液与光纤芯复合材料接触，此操作在母棒固化之前的特作定状态中进行。

“溶解掺杂”技术有关的更多细节可在例如US5,282,079中得到，在此作参考。

泵激光器64，68最好是量子阱型激光，有以下特性：

发射波长λ_p＝980nm

最大光学输出功率P_u＝80mW

上述类型激光由例如LASERTRON公司，37 North venue，Burlington，MA(USA)制造。

二向色耦合器63，67为熔融光纤耦合器，由980nm以及在1530到1500之间波段内的单模光纤制成，根据偏振方向有＜0.2dB变化的光学输出功率。

以上类的二向色耦合器在市场上可得到并可由例如GOULD公司，Fibre Optic Dirison，Baymeadow Drive，Gelm Burnie，DM(US)以及SIFAM有限公司，Fibre Optic Division，WoodlundRoad，Torquay，Deion(GB)制造。

光学隔离器61，65，69是与传输信号偏振方向无关的光学隔离器。隔离度大于35dB并且反射度小于-50dB。

光学隔离器可用例如型号MDLI-15 PIPT-A-S/N1016可从ISOWAVE，64Harding Avenne，Dower，NJ(US)或型号PIFI 1550 IP02可从ETEK DYNAMICS公司，1885 Lundy Ave.，San Jose，CA(US)得到。

所描述的线路放大器工作用光学总输出功率(信号加自发射)大约为14dBm，对于小信号增益大约为30dB。

在提供的工作条件下，第二级的总输入功率最好大约为10dBm，并且第二级工作在饱合状态下，第二级总输出功率最好每dB输入功率变化引起小于0.2dBm变化。

根据本发明用于降低四波混合光噪声的装置现在将参照图3来描述。

光路10包括一光学循环器15，循环器带有3个出入口，用11，12，13来标识，一光学滤波器16有选择地反射波长为λ₁的光，连接在光学循环器出入口12以及选择延迟环路波长为λ₂包括一单模光纤部件18，它的一端接到滤波器输出端口16以及一光学滤波器19在波长λ₂有选择性反射并连接到光纤部件18的另一端，单模光纤部件18的长度等于或大于最大值I_c的一半，此值介于光源1，2，2’，2”的相干长度V/Δv₁，V/Δv₂，V/Δv₂’，V/Δv₂”之间，在此V代表光纤中光辐射的传播速度。

所谓在波长λ处有选择反射对应于WDM通信系统中一个通讯信号的滤波器，是指一光学部件能反射一预定波段内某波长辐射的大部分并传输所述预定波段外某波长辐射的大部分，在此这个预定波段包括所述波长λ并不含其他通讯信号的波长。

光路10还包括选择延迟光路17’，17”，每个都包括一单模光纤部件18’，18”长度等于或大于I_c/2，有一端连接到前一个选择延迟光路的滤波器输出，另一端连接到具有选择反射波长λ₁’，λ₂”的光学滤波器19’，19”的输入上。

光学循环器15的端口11和13可连接设计为波长λ₁，λ₂，λ₂’，λ₂”光学信号传输的光纤通讯线。

特别是，光路10是用来连接在有联级光放大器的通讯线上，通讯线的描述参照图1为例。在此情况下光学循环器15的端口11和13将被相应地连接到光纤84a-84d之一的输出端以及线路放大器85a-85d之一的输入端。

最后一个反射选择滤波器(离光学循环器最远的那个)的输出端必须适当地终止，以避免寄生辐射反射向光学循环器。为此，本领域的普通技术人员所熟悉的一种技术可以被采用，例如以一带角度的低反射连接器24做为终端。一种合适的连接器例如型号FC/APC由SEIKOH GIKEN，296-1 Matsuhidai，Matsudo，Chiba(JP)制造。如果光路10沿带有联级放大器的通讯线路放置，终端器也可以由一个二向色耦合器构成，用来将连接在光路10上游的放大器的残留泵激辐射与同一放大器的自发射分离，由此可以对各自强度监视。

光路间不同元件的光学连接可由已知工艺中的一种制造，例如对焊技术，不同的选择延迟光路17，17’，17”之间的光学连接也可以用光学连接器，最好是低反射类型，这样可以很方便地减少或添加其他选择延迟光路。

另一方式也可以完成选择延迟线路，包括光学滤波器16和选择延迟光路17，17’，17”，沿一单光纤部件，使滤波器16，19，19’，19”分开距离沿所述单光纤部件大于I_c/2，随后将描述下一步的技术。光纤部件因此连接到光学循环器的端口12，这另一种解决方式有如下优点：不要求选择延迟线的不同元件间光学连接，这样可彻底消除相应的衰减。

这种选择延迟线也可以被制成模块型，按另一种方案，沿光纤部件安放一给定数目的反射选择滤光器，按以下描述的技术，相互距离大于I_c/2。

这种类型的光纤部分可以为滤波器的不同波长和不同波段的组合而安排，要么交替连接到光学连接器的端口12上要么互相串接，取决于在通讯系统中准备使用的信道的数目和特性。

在描述的每一类型中，沿选择延迟线的选择反射滤波器16，19，19’，19”的安放次序对本发明并不是最重要的：在所述线路的实施中可改变次序。

光学循环器为无源光学元件通常提供3或4个顺序排放的端口，单向传输输入辐射，从每一端口传向其他端口之一，更确切地说是传向序列中的相邻的下一个端口。循环器最好是偏振无关响应型。光学循环器是可得到的商品化元件。适用于本发明的例如CR1500型号，由JDS FITEL公司570Heston Drive，Nepean，Ontario(CA)制造或PIFC-100型号，由E-TEK DYNAMICS制造(已经提到过)。

适用于本发明的选择性反射滤波器可以是例如布拉格光栅波导滤波器。它们反射一窄波段辐射并发送辐射到此波段之外。例如它们构成光波导的一部分，例如一光纤，沿光纤折射率表现出周期性变化：如果在每一折射率变化处反射的信号部分彼此同相，就会产生相长干涉并使入射信号反射。反射最大的相长干涉条件可表达为关系式2·l＝λ_s/n，其中l是由折射率变化得到的光栅常数，λ_s为入射光波长，n为光波导芯折射率。所描述的现象在有关布拉格光栅的文献中阐述。

用已有的技术可使折射率周期变化，例如用强紫外光(例如由准分子激光器，倍频亚离子激光器，四倍频Nd：YAG激光器产生的光)干涉条纹照射在去掉保护层的光纤部分。由一干涉仪系统使其自干涉，例如用一硅相掩模，描述于美国专利5,351,321中。光纤尤其是光纤芯曝光在沿光轴强度周期变化的紫外光中，光纤芯中被紫外光照射部分发生GE-O熔粘损坏并产生永久折射率变化。

选择光栅常数使相长干涉条件满足，反射波段中心波长可任意确定。

用这种技术可以制成在-3dB反射波段典型宽度只有0.2-0.3nm的滤波器，在波段的中间位置反射率可达99％，反射波段的中心波长在生产阶段变化在大约±0.1nm，中心波长随温度变化低到0.02nm/℃。

光源1，2，2’，2”波长应该有容许区间宽于0.2±0.3nm，应提供相应宽度的带通滤波器，例如目前用的半导体激光器光源，发射波长典型精度为±1nm。

含有所述特性的布拉格光栅光纤滤波器可被制造：使用变光栅常数的光栅可以制造反射带宽大于0.2-0.3nm的滤波器，例如已知用这种技术P.C.Hill et al.的文章发表在Electronics Letters.Vol.30，No 14，07/07/94，1172-1174页。

如果用图3所示的设备于通讯线路中，其工作条件必须要求对在通讯信号波长上的色散进行补偿，布拉格光栅光纤滤波器有变常数光栅并按其特点制造，例如F，Ouellette在Optics letters Vol.12.No.10 847-849页1987年10月的文章中的例子可用来作为选择反射滤波器16，19，19’，19”。

如果在含有重要温度变化的条件下使用光路10，光纤滤波器16，19，19’，19”可能需要稳定。

图3所示装置的操作可用如下方式：波长λ₁，λ₂，λ₂’，λ₂”的信号到达光学循环器15的端口11后向循环器端口12传播。然后信号到达选择性反射滤波器16。波长为λ₁的信号反射到循环器端口12并从此传向循环器端口13。一波长在中心波长为λ₁的窄波段外的辐射(辐射中包括的其他信号波长为λ₂，λ₂’，λ₂”)从滤波器16发出并通过单模光纤部件18到达反射波长为λ₂的辐射以及传输其他信号的选择性光栅滤波器19。波长为λ₂的信号通过光纤18和滤波器16返回光学循环器端口12并与波长为λ₁的信号叠加。两次通过光纤部件18的效果是，波长为λ₂的信号与波长为λ₁的信号相位无关，即由长度I_c产生的相移大于光源1和2的相干长度。在其他波长λ₂’，λ₂”上的信号传输通过滤波器19和光纤部件18’并到达滤波器19’，波长为λ₂’的信号被反射。然后这个信号回到光学循环器端口12，与波长为λ₁的信号相比，被以大于2·I_c的长度相移，并且与波长为λ₂的信号相比被以大于I_c的长度相移，即被以大于两信号中每一个的相干长度相移，因此，两个信号相位无关。

最后波长为λ₂”的信号被滤波器19”反射。两次通过光纤部件18”的效果是，它与其他被大于相干长度的距离相移的信号叠加并与任一其他信号相位无关。

最后信号从光学循环器端口12传播到循环器端口13，它连接到光通讯线路上如图1所示。

以上描述可以直接扩展到较大数目其他波长的信号。本装置可以容易地安排为操作许多不同波长信号，接着第一个为每一个通讯信道连接一选择性延迟光路，可以按照任意次序。

本装置既使制造成品后也可以方便地更改，所以它可以按所要求的信道数目重新配置。

以上参照图3描述的减少光噪声装置涉及到一相同装置的最佳配置，其中所述装置包括一选择性反射滤波器，每个通讯信号都由那里通过。

除了这个最佳配置外，该装置可按另一种配置制造，在这种配置中只有一些通讯信道与选择性反射滤波器相匹配，由单模光纤部件彼此分开，该单模光纤部件波长大于信号相干长度的一半，其他通讯信道被具有足够宽反射波段的一个或多个反射器反射。这种配置使一些产生在光噪声衰减装置上游的FWM信号与相应的产生在该装置下游的FWM信号相位无关。

为了验证降低光学噪声装置的操作性，申请人在一个实验的过程中，用一个传统类型的光学通讯线路和一个根据发明的光学通讯线路进行比较。

参照图4，现讨论实验的配置。

两个相干光源被标为31和32，它们是外部谐振腔类型的可调谐半导体激光器，型号为HP81678A由惠普公司Rockwell，DM(US)生产，和型号为TSL-80由SANTEC，Micom ValleyTohkadai，Kamsue，Komaki，Aichi 485(JP)生产。这些光源的线宽大约是Δv＝100KHz。根据关系式I_c＝V/πΔv，其中V代表辐射沿光纤的传播速度，取值I_c＝650m作为所用光源在光纤中的相干长度。

通过一个偏振控制装置33，从光源32产生的信号的偏振方向和从光源31产生信号的偏振方向达成一致该装置在光源32的输出口并由在一个轴的两翼的两个元件构成，而且形成一个直径大约为20-40mm的单模光纤线圈。两个偏振一致的信号由一个-3dB的耦合器34组合并送到申请人已提到并可买到的型号为TPA/E-MW的一个增强器35。

放大的信号沿着由一个长度L₁＝13.8km的色散位移单模光纤36构成的传输线的第一级传输。该光纤在1543nm波长附近色散为零，其色散曲线的斜度大约为0.1ps/(nm²·km)，在使用波长处吸收大约为0.21dB/km。

减小光学噪声的光路20联到光纤36的一端。它包括一个，可从已提到的JDS FITE得到的型号为CR1500的循环器15，通过端口11联到光纤36；一个布拉格光栅光纤滤波器16联到光学循环器的端口12，在波长1543.7nm处有其最大反射率；一个单模光纤18联到滤波器输出16，长460m，它的长度因此大于相干长度的一半(在这里使用的光源的条件下大约325m)；一个布拉格光栅光纤滤波器19联到光纤18并且在实验过程中很方便地用每次调节到信号的波长的光谱特性选择。

图5示出了通过依次联到在实验中使用的滤波器19的已描述过的滤波器16反射的功率光谱曲线47。在这次测量中，和在图4中的试验配置一样，滤波器联到一个光学循环器的中间端口。根据图表左边的比例，曲线47再现在所述循环器的输出端口测量的功率，在图5由曲线48(根据图表左边的比例)再现了一个光谱功率信号出现在循环器自身的输入端口。

光路20还包括一个联到滤波器19的输出的可调谐干涉滤波器21，调节它以传输FWM产生信号的波长并去除在通过滤波器16和19的辐射行程后的剩余信号波长的分量。滤波器21联到-3dB耦合器22的一个输入，该耦合器的另一个输入联到光学循环器15的端口13。在光学器件之间的联接由对焊实现。

滤波器21和耦合器22，不在图3所示的噪声衰减光路10的总图中，通过它们，在通讯线的第一级由FWM产生的辐射允许通过通讯线的第二级。

因为以下原因允许这些辐射的通过：该实验只涉及两个波长通讯信号的情况；在这些条件下，FWM产生的信号的波长和那两个信号的波长有差别，而且沿着通讯线的传播问题通过滤波器可以去除；正如前面已指出的过滤FWM辐射的技术在较高数量通讯信道的更普遍的情况下不能使用，在这些情况下，FWM产生的信号的波长能和信道自身的波长相同，因此不能被滤掉；为了能够只用两个通讯信号完成实验，这个实验能够验证在两个阶段从FWM产生的信号如何相加(这个实验如此重要也是因为更普遍的情况)，必须允许在第一级由FWM产生的辐射通过第二级；滤波器21和耦合器22有以上功能。

-2dB耦合器22和34是熔融光纤，可从已提到的GOULD得到。光路20以下是由申请人制适的更特殊的型号为OLA/E-MW的一个线路放大器37，它是基于一个以波长λ_p＝980nm光学泵激的铒掺杂有源光纤产生的。这个线路放大器，在-20dBm的输入信道的总功率有大约30dB的增益。总光学输出功率(信号加上放大的自发发射)相反大约为12-14dBm。

从线路放大器37出来的信号送到包括一个长度L₂＝5.1km的色散移位单模光纤38的传输线的第二级。光纤在波长1545nm处色散为零，色散曲线斜率大约为0.1PS/(nm²·km)，在可用波长上的吸收率大约为0.21dB/km。

传播进入光纤38后，信号由一个光学光谱分析器39进行分析，此分析器型号为MS9030A/MS9701B，由ANRITSU Corp.，5-10-27 Minato-ku，Tokyo(JP)制造。

图6A和6B分别再现了沿着光纤36和光纤38产生的FWM信号在光源31的固定波长，光源32的可变波长下测量的功率图。对于这次测量，两个光纤的每个直接联到联接到放大器35的输出的一个可变衰减器和光谱分析器39之间，暂时排除光路的其它器件并对两个信道的每个发出一个2-4mw的功率到光纤输入。但是在图6A和6B中示出的用μw表示的功率值关于输入信号每个信道1mw(0dBm)归一化，根据关系式：

P_{FWM} (norm) = P_{FWM} / ({P^{in}}_{31} \cdot {P^{in}}_{32}^{2}),

其中Pⁱⁿ ₃₁，Pⁱⁿ ₃₂是光学输入载波器的功率值。直到在光纤36输出或光纤38输出分别测量的FWM信号为最大时，从光源32的信号的偏振方向被装置33旋转。对于光纤36(图6A)，光源31的波长λ₁固定在1533.58nm，以常数约0.05nm在1542.80nm和1543.80nm之间改变光源32的波长λ₂，实现FWM产生功率的测量。测量结果在图6A中用实方块表示，用线41连接。清楚可见在波长1543.05m，1543.51nm和1543.66nm处的三个峰；根据申请人的想法，这可根据这样的事实解释，在以上波长上，实验中使用的光纤36的色散值被取消而且满足相位一致条件。在Journal of Lightwave Techology，Vol.10，No.11，Nowember1992，1553-1561页介绍了基于一个数字结构的仿真，假设光纤36由三个DS光纤段形成，相应在λ₀₁＝1543.05nm，λ₀₂＝1543.51nm和λ₀₃＝1543.66nm处色散为零。以下是三个光纤段的结构的其它参数：衰减 α＝0.21dB/km；玻璃折射率 n＝1.45；模直径 MFD＝8μm；非线性三级灵敏度 X₁₁₁₁＝4.26-10^-14m³/J；色散曲线的斜率 D_c’＝0.1PS/(nm²，km)在图6B曲线42上再现了在信号波长X₁＝1533.58nm和包含在1542.80nm和1543.80nm之间的λ₂的交互调制峰P_FWM的计算的归一化功率。

根据曲线41和42之间的比较，我们可以看到，对于光纤36，有着与从同实验定性的结构得到的非常相似的FWM交互调制峰的轮廓。这使人想到在被检验的波段，特别是关于FWM信号产生的波段，有在仿真中假设的类型的色散特性的光纤代表了实际光纤36的精确结构。

图6B再现了与在实验装置的第二级中使用的光纤38相关的对应结果。曲线43，连接实验测量的点，曲线43指出从在信号波长λ₁＝1534.84和以常数0.1nm在1544.10nm和1546.00nm之间变化的信号波长λ₂之间的交互调制产生的FWM信号的归一化功率。两个峰在波长1544.80nm和1545.40nm处。

相对于一个数字仿真，在其中光纤38的结构由在波长λ₀₁＝1534.84和λ₀₂＝1545.40nm分别有零色散的两个光纤段构成，在实验曲线43和44之间也有一个较好的对应，对于其它参数，和用于相对于光纤36的仿真的值相同。

这样得到的关于光纤36和38色散的数据用于图4所示的减小光学噪声的装置的全部行为的数字仿真。仿真数据与图7中的实验数据作比较。

图7再现了在波长λ₁＝1533.7nm的第一个信号和可采用不同值的波长λ₂之间的交互调制产生的FWM信号的归一化功率ρ。再现了有图4所示的减小光学噪声的光路20所得结果，也有没有光路20时的所得结果。

就第二个信号的波长λ₂的三个值，分别取λ₂₁＝1545.50nm，λ₂₂＝1546.70nm和λ₂₃＝1547.80nm进行了实验。不是用图4所示的滤波器19，而是用以前描述过的类型的一个光学滤波器通过对焊依次联接，这个滤波器的反射波段以对应波长为中心。

相反地，数字仿真对包含在1544nm和1549nm之间的λ₂值进行。

在图7曲线的X轴上指出的是λ₂的值。

相反地，Y轴上的值是对应于在装置输出口测量的FWM信号的功率P_FWM(tot)(总P_FWM功率)和功率P_FWM(1)和P_FWM(2)的和之间差别的归一化值的参数ρ的那些值；后者代表在分别沿着第一和第二级，也就是沿着在图4所示图中光纤36和38产生的FWM信号在第二级的输出测量的功率。

另外，参数ρ由以下表达式给出：

ρ = \frac{P_{FWM} (tot) - (P_{FWM} (1) + P_{FWM} (2))}{2 \cdot \sqrt{P_{FWM} (1) \cdot P_{FWM} (2)}}

为了得到ρ，必须对实验的每个波长λ₂，除了装置的FWM信号的全部功率外测量在没有干涉的情况下沿着第一和第二级独立产生的FWM信号的第二级的功率。

通过暂时联接光谱分析器39到放大器37的输出或第二级的输入，沿着第一级的从装置出来的FWM信号的光学功率P_FWM(1)可以直接测量，用构成第二级的光纤38的已知衰减值除这个值。

在光学噪声衰减光路20存在的情况下，通过暂时打开滤波器21输出和耦合器22间的光学联接，以防止在第一级产生的FWM信号在没有改变进入第二级的信道功率情况下到达第二级，测量从沿着第二级的FWM得到的信号的光学功率P_FWM(2)。

在没有噪声衰减光路20的情况下，通过暂时用一个对应衰减的衰减器代替第一级的光纤36，以便去除在没有改变进入第二级的信道功率情况下FWM信号的产生，测量光功率P_FWM(2)。

图7的曲线中的点51，52，53再现对于所述的波长λ₂₁，λ₂₂、λ₂₃的实验结果，这相对于图4的装置的第一和第二级间有用于衰减光噪声的光路20的情况。

可以注意到参数ρ取常数零值。

FWM产生的总功率，对于第二级的每个λ₂波长，对应于在两个阶段产生的FWM信号功率的和。因此避免了任何因为在单个级中产生的两个FWM信号之间的干涉而产生的附加作用。

在没有噪声衰减光路20的情况下，即通过直接把光纤36的输出联到在图4装置中的放大器37的输入，当通过在图7中的曲线的点54，55，56的测量证实，相反地，以上提到的干涉是存在的。在前两种情况下，在装置输出的FWM信号的总功率比在第一级和第二级产生的FWM信号的功率总和大大约80％。

相对于第二个信号的波长λ₂＝λ₂₃，在测量56的情况下，在装置输出的FWM信号的总功率低于两个级的FWM信号的功率的和；在这种情况下，第一和第二级的FWM信号之间的干涉部分相消，减小噪声的光路20的联接使FWM噪声高于当光路20没有的情况而产生的噪声。

但是矛盾是很明显的，因为通常光学传输光纤的信号波长和色散特性不能精确地确定。通常，正如所解释的，在大多数适宜的情况下这不可能发生；相反，因为不确定性或因为在参数之一的甚至微小的变化，就会出现在两个单独级产生的FWM信号之间相长干涉的条件总是可能的。

在本发明中，通过限制总FWM信号的功率到单独放大级产生的功率的和，避免了这种适宜的情况的发生。

图7中的曲线57和58再现了没有噪声衰减光路的两级装置中的FWM信号的总功率的数字仿真结果。

对于曲线57的仿真，前面描述的结构和相关的数字参数用于装置两个级的光纤36和38。

相反，曲线58是对于所有其它参数值相同的数字仿真的结果，考虑了以下对于第一级的光纤36，使色散为零的波长：

λ¹ ₀₁＝1543.1nm

λ¹ ₀₂＝1543.6nm和

λ¹ ₀₃＝1543.7nm。

这些值和用于第一数字仿真的色散值稍微有些偏差。所能见的曲线57和58之间的差别表明在两个级沿着光纤消除色散值的非常小的变化时产生的FWM信号之间的干涉的高灵敏度。根据申请人的观点，这个高灵敏度和对应的用于产生已知光纤的色散特性的缺乏精度一起可以解释在实验测量(特别是测量56)和数字仿真(曲线58)的结果之间的不完全的一致。

根据本发明的光学噪声衰减光路特别适合用于沿着一条多级光学通讯线。另外，适合用于和一个放大器组合成一个线路放大器，例如和图2所述的线路放大器的组合。

其中一个可能的方案如图1所示，光学噪声衰减光路置于在光学信号传播方向上的放大器的下游。

在图8中再现了一个包含一个减小因为四混波产生的噪声的光路的双泵激级线路放大器，和图2的元件相对应的已描述的元件分配了同样的参考标号。

这样一个放大器包括一个铒掺杂的有源光纤62和一个通过一个分色耦合器63联接的相关泵激光纤64；在将被放大的信号的传输方向上，一个第一光学隔离器61置于有源光纤62的上游，同时已在图3中描述过的一个光学噪声衰减光路10置于有源光纤62的下游。

在光路10中的光学循环器防止逆反射信号或任意以与相对于通讯信号传输相反方向的光学噪声。

放大器还包含一个第二铒掺杂有源光纤66通过一个二向色耦合器67连带一个相应象激光纤68；一个光学隔离器置于光纤66的下游。

与图2的二级放大器中相应的元件的特征和类型可以根据以下在那些情况下的相同样式优先选择。

两个级的有源光纤62和66的长度和从泵激光纤64和68发射的功率这样合适地选择，对于大约-16dBm的总输入功率(信号加上自发发射)；输入第二级的总功率大约是7dBm，从第二级输出的总功率大约是13dBm。

在放大器两级之间的光路10的定位使得增加噪声并使因为光路的联接的衰减减到最小；实际上，根据在饱和条件下的第二级的存在，光路10的衰减大都被补偿，作为光路联接的结果，放大器的总输出功率的减少被限制在大约1dB。

在光路10连接在线路放大器的上游和下游的情况下，可以补偿衰减，此衰减是由使用，与光路自身串联，一小段有源光纤引起的，该一小段有源光纤通过一个二向色性耦合器馈入低功率泵激功率(例如用一小半导体激光器提供)，由此将信号放大到与光路10衰减相对应的值。

不管光路10是怎样相对线路放大器放置的，所述光路具有过滤沿光通讯线传输的自发发射以及可能产生于放大器之内自发发射的优点。与噪声衰减光路结合的放大器，事实上，放大通讯信号以及衰减光路10中滤波器反射波段之外的其他波长的辐射。

作为图8描述的另一种方案，线路放大器也可以被做成单泵激级配置，根据特殊应用要求而定。在这种情况下一用于衰减FWM噪声的装置也可以结合放大器使用。在图9所示配置中，参照图3一同型光路10的沿放大器的光纤114被连接。通讯信号，通过一光学隔离器111传输，通过一个二向色耦合器112与来自光源113的泵激辐射相结合。在有源光纤114的中间位置，有一适当的用于泵激源的支路，通过二向色耦合器115和116，信号波段的光被送到光路10。第二个光学隔离器117放在有源光纤114的末端。

参照图3描述的光噪声衰减光路10，用沿光通讯线路自身给定方向传输的通讯信号间交互调制的方法产生光通讯线路不同级中的相互无关的FWM信号。

图10示出根据本发明另一方式用于双向光学WDM通讯系统的光噪声衰减光路10’。

光路10’用于沿双向光通讯线连接，特别是沿一包括无源光纤部分或双向光学放大器的通讯线。

图10所示提供的光路用于每一方向四个通讯信道的情况。然而所示装置与图3单向光路方式相同，可根据在每一方向传输实际用到的信道数调整。

光路10’包括一光学循环器15’，提供四个出入口，由次序11，12，13，14来区分。

参考四光学信号的情况，示出光路10’，四光学信号波长分别为λ₁，λ₂，λ₂’，λ₂”，来自连接到光学循环器端口11的通讯线的一部分，并且其他四个光信号分别为波长λ₇，λ₈，λ₈’，λ₈”，来自连接到光学循环器端口13的通讯线的一部分，信号的线宽由Δν₁，Δν₂，Δν₂’，Δν₂”，Δν₇，Δν₈，Δν₈’，Δν₈”分别表示。

连接到光学循环器15’的端口12的是一光滤波器16，它在波长λ₁处有选择性反射。连接到光滤波器16的是一选择性延迟光路17工作在波长λ₂处并包括一单模光纤部件18，其一端连接到滤波器16输出而另一端连接到光学滤波器19，有在波长为λ₂处的选择性反射。单模光纤部件18的长度等于或大于光纤中光源1，2，2’，2”，7，8，8’，8”的相干长度V/πΔν₁，V/πΔν₂，V/πΔν₂’，V/πΔν₂”，V/πΔν₇，V/7πΔν₈，V/πΔν₈’，V/πΔν₈”中的最大值I_c的一半，其中V是光纤中辐射光的传播速度。

连接到光学循环器15’的端口14的是一光学滤波器76，有一波长为λ₇的选择性反射。连接到光学滤波器76的是一选择性延迟光路77，波长为λ₈，包括一单模光纤部件78，一端连接到滤波器输出而另一端连接到光学滤波器79，它有一波长为λ₈的选择性反射。单模光纤部件78长度等于或大于I_c/2。

光路10’包括其他选择性延迟光路17’，17”，77’，77”，每个都由一单模光纤部件18’，18”，78’，78”构成长度等于或大于I_c/2，一端连接到前一选择性延迟光路的滤波器输出而另一端连接到一光学滤波器19’，19”，79’，79”的一个输入，滤波器有波长为λ₂’，λ₂”，λ₈’，λ₈”的选择性反射。

光学循环器15’的端口11和13提供用来沿通讯线的连接，最好接近双向光放大器。

波长为λ₁，λ₂，λ₂’，λ₂”的信号，来自连接到光学循环器端口11的通讯线部分，光路的操作与图3所示的光路10相同，并可参照前面的描述。

来自连接到光学循环器端口13的通讯线部分，波长为λ₇，λ₈，λ₈’，λ₈”的信号传播路径，包括从光学循环器端口14出来，经滤波器76反射或经相应的选择性延迟光路77，77’，77”后又回到同一端口，然后从光学循环器端口11出来。与此相反，波长在滤波器76，79，79’，79”反射波段之外的信号通过终端24由光路10’出射。

通过这个光路，沿通讯线路两个方向产生的FWM信号间的干涉得到了限制。

Claims

1.一个光学远程通讯系统包括：

至少两个在不同波长上调制的光学信号源，具有各自的相干时间；

一个多路复用器用来在一单独的共用光纤中多路合成所述信号；

一个光纤线路，连接在所述多路复用器的所述共用光纤的一端；

接收所述信号的装置，连接在所述光纤线路的另一端并包括一用于所述信号的多路分解器；

其特征在于它包括一元件用于减少所述信号间的四波混合，该元件沿所述光纤线路光学串接并包括一光路，含有至少两个波长选择性滤波器，每个都与一包含所述光学信号之一的波段有关，所述滤波器沿一光路径上互相光学串接，包含在两相邻滤波器之间的所述光路径的至少一部分的长度是大于与所述光信号源的至少一个的相干时间相对应的长度。

2.根据权利要求1的光学远程通讯系统，其特征在于所述光路，对于每一所述光信号，包括与一波段有关的波长选择性滤波器，此波段包含对应的光学信号并且不包含其他信号，所述滤波器在一光路径上彼此光学串接，包含在两相邻滤波器之间所述光路径部分的长度大于与所述信号源的每一个的相干时间相对应的长度。

3.根据权利要求1的光学远程通讯系统，其特征在于所述光路包括一光学循环器，有一输入端口和一输出端口与所述光纤线路相连并且至少有一个输入/输出端口与所述波长选择滤波器之一相连。

4.根据权利要求1的光学远程通讯系统，其特征在于所述波长选择性滤波是布拉格光栅滤波器。

5.根据权利要求4的光学远程通讯系统，其特征在于所述布拉格光栅滤波器是由光纤制成。

6.根据权利要求1的光学远程通讯系统，其特征在于至少有1个光学放大器放置在所述光纤线路上。

7.根据权利要求6的光学远程通讯系统，其特征在于所述光学放大器包括一掺杂了荧光掺杂质的有源光纤，以及一泵激辐射源。

8.根据权利要求7的光学远程通讯系统，其特征在于所述荧光掺杂质是铒。

9.根据权利要求7的光学远程通讯系统，其特征在于FWM(四波混合)衰减元件是光学串接在沿所述有源光纤的中间位置处。

10.根据权利要求9的光学远程通讯系统，其特征在于一光学传输路径用于泵激在所述FWM衰减元件之外的辐射，放于两部分之间，其中所述有源光纤被所述元件分开。

11.根据权利要求9的光学远程通讯系统，其特征在于所述光学放大器包括两个有源光纤部件，每个都提供有泵激辐射源。

12.根据权利要求9的光学远程通讯系统，其特征在于所述有源光纤部件的长度，在有源光纤中荧光掺杂质浓度以及泵激光源功率有效选择以这样的方式，使所述放大器总增益比不含所述FWM衰减元件之相同放大器增益低2dB，这样就使两有源光纤部件之间的光学连续性得以恢复。

13.一个用于传输光信号的过程包括：

产生两个有各自波长的调制光学信号；

在一光传输线路的一端多路复合所述信号，该传输线包括至少一个单模光纤部件，其中信号间的四波混合产生相互调制；

在所述光传输线路的第二端接收所述信号，

其特征在于它包括在所述光传输线路的中间位置执行对所述信号选择性延迟操作，其中所述选择性延迟操作包括：

选择性发送所述信号到各自预定长度的光路径，所述长度适于使所述信号彼此相位无关；

经过所述光路径后重新合成所述信号；

其中至少所述光路径中一般是共用的。

14.根据权利要求13的用于传输光信号的过程，

其特征在于它包括沿所述传输线至少光学放大一次所述信号的步骤。

15.根据权利要求14的用于传输光信号的过程，其特征在于选择性延迟所述信号的所述步骤是即时在前并且由光学放大所述信号的步骤跟看。

16.一个光学放大器包括：

一个第一和一个第二有源光纤，掺杂有荧光杂质；

用于第一和第二有源光纤的泵激装置，适于提供光学泵激功率；

在所述第一有源光纤中的耦合装置用来耦合所述光学泵激功率以及至少两个传输信号，信号有不同波长，各自的相干时间；

用来减少所述信号间四波混合的元件，此元件光学串接于所述第一和第二有源光纤间，

其特征在于所述FWM衰减元件包括一光路，含有不同长度的光路径，在光路径上所述传输信号被选择性发送，并且所述长度值应满足至少两个信号经受大于各自的相干时间的相对延迟。

17.根据权利要求16的光学放大器，其特征在于至少所述光路径的一段对所述信号是共用的。

18.根据权利要求16的光学放大器，其特征在于所述荧光掺杂质是铒。

19.根据权利要求18的光学放大器，其特征在于所述有源光纤包括铝、锗、镧做为附加掺杂质。