CN1403843A - 宽带拉曼放大和色散补偿模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种宽带拉曼放大和色散补偿模块，适用于光纤通信系统和网络。色散补偿光纤前接和后接泵浦耦合器，两个半导体激光器阵列的多波长激光分别通过多泵浦耦合器耦合到尾纤中，尾纤接入泵浦耦合器。色散补偿光纤在1500－1620nm波长范围内具有较高的负色散，可以补偿前一跨距传输光纤的色散，同时可作为集中式拉曼放大的增益介质，半导体激光器阵列包括波长范围在1400－1500nm之间的3－7个不同波长的激光器，用于双向泵浦色散补偿光纤，使输入信号既得到色散补偿又获得增益。本发明具有120nm带宽集中式拉曼放大和色散补偿功能的模块，使密集波分复用系统的传输容量得到进一步提高。
Description
技术领域：
本发明涉及一种宽带拉曼放大和色散补偿模块，适用于光纤通信系统和网络。
背景技术：
近年来，用户对光通信系统的容量要求越来越大，主干DWDM光通信系统的波道数已超过80个，单通道速率已向40Gb/s迈进，最大总容量已超过80×40Gb/s。超大容量和超长距离传输的DWDM光传输系统需要大量宽带光放大器和色散补偿。目前，半导体光放大器对偏振和温度很敏感，工作不稳定，噪声较大；掺铒光纤放大器(EDFA)中心波长在1550nm附近，最大带宽可以达到80nm，性能优越，已经商品化，但随着用户对光通信系统容量需求的不断增加，目前的光放大器难以满足宽带要求，尤其不能满足1310nm和1620nm以上波长区要求。拉曼光纤放大器具有宽带宽、低噪声等其它放大器所不具备的优点，近年来逐渐成为光通信的热点课题。拉曼光纤放大器有两种类型：一种为分布式拉曼放大器，所用的光纤比较长，一般为几十公里，泵源功率可降低到几百毫瓦，主要辅助EDFA用于DWDM通信系统性能的提高，抑制非线性效应，提高信噪比。另一种为集中式拉曼放大器，所用的光纤增益介质比较短，一般在几公里，泵浦功率要求很高，一般在几到十几瓦特，可产生40dB以上的高增益，象EDFA一样用来对信号光进行集中放大，主要作为高增益、高功率放大，可放大EDFA所无法放大的波段。
最近，拉曼光纤放大器的主要研究热点是提高平坦带宽。对于分布式拉曼放大传输系统，是采用多波长半导体激光器阵列作为泵浦源反向泵浦，利用在线传输光纤(如非零色散位移光纤)本身作为增益介质。为了提高带宽，美国TYCO SUBMARINE SYSTEM公司的Kidorf Howard David(US6052219，Widebandwidth Raman amplifier capable of employing pump energy spectrallyoverlapping the signal)和Xiabing Ma(US6151160，Broadband RamanPre-amplifier for wavelength division multiplexed optical communication systems)对此先后进行了研究。前者采用1455nm和1495nm两个泵浦源反向泵浦，可以获得1530-1610nm范围(C波段和L波段)的信号放大，后者提出采用多个分带结构，每个分带可以用掺稀土离子光纤或拉曼效应放大所对应的光信号，可以实现宽带放大，由于后者在分带放大之前，还利用了一个掺铒光纤放大器或拉曼光纤放大器，其分带放大的带宽受它前面的放大器的制约。
随着用户对带宽的日益需求，光纤通信正在向着高速率宽带宽的大容量方向发展，无水峰的石英光纤已研制成功(ALLWAVE光纤)，不久将会投入商用。无水峰的石英光纤的低损耗带宽为400nm(1250-1650nm)，覆盖了第二、第三、第四和第五个窗口。单通道速率已向40Gb/s迈进，而目前的色散补偿技术仅适用于单波带(S带，C带或L带)的色散补偿，不能满足超宽带和超高速和超长距离传输的要求。同时，目前的拉曼放大器所能实现的平坦带宽最大只有120nm，其带宽还不到全波光纤可利用带宽的三分之一，色散补偿带宽还不到全波光纤可利用带宽的六分之一，因此，目前色散补偿技术和光放大技术仍然不能满足超大容量和超长距离传输的要求，研究带宽更宽的超宽带光纤放大器和色散补偿成为近期密集波分复用技术的研究主题。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种新型宽带拉曼放大和色散补偿模块，具有超宽带放大和色散补偿功能，满足超大容量和超长距离传输要求。
为了实现这样的目的，本发明设计的宽带拉曼放大和色散补偿模块，包括色散补偿光纤、两个半导体激光器阵列、两个泵浦耦合器和两个多泵浦耦合器。色散补偿光纤在1500-1620nm波长范围内具有较高的负色散，其色散绝对值在80-160ps.nm-1.km-1范围内，长度在1km到5km范围内。同时，色散补偿光纤可以作为集中式拉曼放大的增益介质。半导体激光器阵列包括波长范围在1400-1500nm之间的3-7个不同波长的激光器，用于双向泵浦色散补偿光纤，使输入信号既得到色散补偿又获得增益；泵浦耦合器用于将半导体激光器阵列输出的多波长激光耦合到色散补偿光纤中，多泵浦耦合器用于将半导体激光器阵列输出的激光耦合到尾纤中。色散补偿光纤前接和后接泵浦耦合器，半导体激光器阵列的尾纤接入泵浦耦合器。
由于色散补偿光纤在1500-1620nm波长范围内具有较大的负色散，使用较短的光纤可以补偿前一跨距传输光纤的色散。同时，色散补偿光纤具有较小的截面积和较高的锗离子掺杂浓度，因此具有较大的拉曼增益系数。本发明采用色散补偿光纤，设计出具有120nm带宽拉曼放大和色散补偿功能的模块。该模块的发明，使密集波分复用系统的传输容量得到进一步提高。
附图说明：
图1为本发明的宽带拉曼放大和色散补偿模块的结构示意图。
图2为模块色散补偿后的色散曲线。
图3为模块拉曼放大的增益谱。
具体实施方式：
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
在图1的结构示意图中，宽带拉曼放大和色散补偿模块，包括色散补偿光纤、两个半导体激光器阵列、两个泵浦耦合器和两个多泵浦耦合器。色散补偿光纤前接和后接泵浦耦合器，两个半导体激光器阵列的多波长激光分别通过多泵浦耦合器耦合到尾纤中，尾纤接入泵浦耦合器。在本实施例中，色散补偿光纤的参数如表1所示；同时，色散补偿光纤可以作为集中式拉曼放大的增益介质。半导体激光器阵列包括3-7个不同波长的半导体激光器，用于双向泵浦色散补偿光纤，使输入信号获得增益。多泵浦耦合器用于将半导体激光器阵列输出的激光耦合到尾纤中。所使用的泵浦激光器波长和功率的优化配置见表2。经过计算得到，模块色散补偿后的色散曲线如图2所示，模块的增益谱如图3所示。由图可见，拉曼放大和色散补偿的波长范围为1500-1620nm，其平坦带宽为120nm，其平坦度在2dB以内。
表1用于拉曼放大和色散补偿模块的色散补偿光纤参数
| 色散补偿光纤参数 | 1480nm | 1550nm | 1620nm |
| 色散参数(ps/km/nm) | -61.5 | -83 | -102.4 |
| 色散斜度(ps/km/nm2) | -0.183 | -0.354 | -0.150 |
| 衰减(dB/km) | 0.36 | 0.28 | 0.31 |
| 色散与衰减比值((ps/km/dB) | 171 | 296 | 330 |
| 模场直径(μm) | 4.8 | 5.1 | 5.8 |
| 有效横截面积(μm2) | 18 | 21 | 30 |
| 非线性折射率(10-20m2/W) | 3.9 |
表2用于拉曼放大的泵浦波长和泵浦功率的配置
| 输入信号波长范围 | 优化配置的泵浦波长和泵浦功率 | |||||
| 1500-1620nm | 前向泵浦波长(nm) | 1448.9 | 1450.3 | |||
| 前向泵浦功率(mW) | 651.24 | 651.24 | ||||
| 后向泵浦波长(nm) | 1451.7 | 1453.1 | 1495.2 | |||
| 后向泵浦功率(mW) | 651.24 | 651.24 | 716.58 | |||
Claims (3)
1、一种宽带拉曼放大和色散补偿模块，其特征在于包括色散补偿光纤、两个半导体激光器阵列、两个泵浦耦合器和两个多泵浦耦合器，色散补偿光纤前接和后接泵浦耦合器，两个半导体激光器阵列的多波长激光分别通过多泵浦耦合器耦合到尾纤中，尾纤接入泵浦耦合器。
2、根据权利要求1所说的宽带拉曼放大和色散补偿模块，其特征在于色散补偿光纤在1500-1620nm波长范围内具有较高的负色散，其色散绝对值在80-160ps.nm-1.km-1范围内，长度在1km到5km范围内，可补偿前一跨距传输光纤的色散，同时，色散补偿光纤可以作为集中式拉曼放大的增益介质。
3、根据权利要求1所说的宽带拉曼放大和色散补偿模块，其特征在于半导体激光器阵列包括波长范围在1400-1500nm之间的3-7个不同波长的半导体激光器，双向泵浦色散补偿光纤使输入信号获得增益。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02137382 CN1403843A (zh) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | 宽带拉曼放大和色散补偿模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02137382 CN1403843A (zh) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | 宽带拉曼放大和色散补偿模块 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1403843A true CN1403843A (zh) | 2003-03-19 |
Family
ID=4748980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 02137382 Pending CN1403843A (zh) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | 宽带拉曼放大和色散补偿模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1403843A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1591061B (zh) * | 2003-07-28 | 2011-05-04 | 德拉卡纤维技术有限公司 | 有折射率分布的多模光纤、应用的光通信系统、制造方法 |
-
2002
- 2002-10-10 CN CN 02137382 patent/CN1403843A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1591061B (zh) * | 2003-07-28 | 2011-05-04 | 德拉卡纤维技术有限公司 | 有折射率分布的多模光纤、应用的光通信系统、制造方法 |
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