CN1787407B - 并行结构的拉曼光放大器 - Google Patents

Abstract

一种并行结构的拉曼光放大器包括很宽的增益带宽，用于基于粗波分复用(CWDM)方案的光传输中。所述并行结构的拉曼光放大器用于放大经由单个光路径接收的、具有不同中心波长的多个信道的输入光信号，包括：去复用器，用于将所述输入光信号划分为多个光信号，每个由至少一个具有相邻的中心波长的信道信号构成，所述去复用器并且向不同的输出端输出所划分的光信号；多个拉曼放大器，用于对于从所述去复用器接收的所划分的光信号执行拉曼光放大；复用器，用于从所述多个拉曼放大器接收独立的光信号，并且经由单个光路径输出所接收的光信号。

Description

并行结构的拉曼光放大器

技术领域

本发明涉及一种用于光通信中的光放大器，具体涉及包括很宽增益带宽的并行结构的拉曼(RAMAN)光放大器，用于基于粗波分复用(CWDM)方案的光传输。

背景技术

波分复用(WDM)技术指的是良好的光传输技术，用于通过经由单个传输路径传输具有不同波长的光(即光学或光信号)来提高传输容量。WDM技术被划分为：密WDM(DWDM)方案，用于具有大约0.8-3.2毫米的波长间距的光；粗WDM(CWDM)方案，用于具有大约20纳米的波长间距的光。

上述的CWDM方案在独立信道之间具有很宽的间隔，以便它具有比上述DWDM方案更少的、与随着温度变化的波长稳定性相关联的要求。因此，上述CWDM方案在多个方面——诸如大小、功耗和成本等——比DWDM方案优越，因此它已经广泛地用于都市光传输。

基于CWDM的传输系统按照所使用的信道的数量而具有不同的最大传输距离，但是应当注意，虽然使用单个信道，但是所述最大传输距离不大于预定距离100千米。信道的数量越高，则用于复用/去复用处理的光学部件的损耗越高。因此，如果不使用能够补偿附加损耗的光放大器，则传输距离进一步被降低。

除了上述的光信号损耗问题之外，能够限制传输距离的其他问题是基于色散的问题。如果在每个信道2.5G比特/秒的比特速率的情况下直接调制激光，则可以获得100千米的传输，而不可获得200千米的其他传输。因此，必须补偿光信号损耗和色散以进行上述的200千米的传输。在每个信道10G比特/秒的比特速率的情况下，由于色散导致的传输特性变差更加严重，因此在本领域中公知不使用附加的色散补偿器则不能获得大约20千米的传输。为了提高基于CWDM的光传输系统的传输距离，必须补偿信号的损耗和色散。

用于上述的基于CWDM的光传输系统的多种传统光放大器已经被提出以补偿信道的损耗。以下将详细说明与上述的传统光放大器相关联的技术。

首先，铒掺杂光纤放大器(EDFA)用于小数量的信道的情况下。EDFA可以放大5个信道的信号，即1530纳米的第一信道、1550纳米的第二信道、1570纳米的第三信道、1590纳米的第四信道和1610纳米的第五信道。为了使用EDFA来放大5个信道的信号，必须并联或串联一个C带的EDFA和一个L带的EDFA。其他的EDFA使用技术也可以使用能够分别放大独立信道的输出信号的5个独立的EDFA。但是，如果提高信道的数量，则增加包括1510纳米的更短波长，因此不能获得放大。

第二，在小数量的信道的情况下，可以使用作为具有固定增益的半导体光放大器的线性光放大器(LOA)。H.Thiele等人已经提出了上述LOA的一个代表性应用示例，H.Thiele等人已经出版了在OFC(光纤通信)2003、第一卷第23-34页中的题目为“Linear Optical Amplifier For Extended Reach in CWDMTransmission(用于在CWDM传输中的扩展延伸的线性光放大器)”的学术论文，该文通过引用被并入在此。按照上述的代表性应用示例，LOA以预定距离75千米来发送1310纳米、1330纳米、...、1610纳米的总共16信道的信号，并且使用LOA来分别放大来自上述的16个信道的1510纳米、1530纳米、1550纳米和1570纳米的四个信道的信号，以便以预定距离135千米来传输上述的1510纳米、1530纳米、1550纳米和1570纳米四个信道的信号。更详细而言，LOA不能在除了上述四个信道的信号和传输距离之外的波长带宽中进行放大操作，因此传输距离仅仅与一些可放大的信道相关联地被延伸。但是，上述的参考文献的作者已经指出：LOA理论上即使在使用其他波长的情况下也可以执行放大操作，因此所述作者已经指出：必须设计和使用能够使用CWDM系统的其他波长带宽来执行放大操作的改进的LOA。换句话说，如果一个单个的LOA被设计来放大大约4信道的信号，则16信道的信号被分布到4信道带宽，使用适合于独立的4波长带宽的LOA被放大，并且被复用，以便可以放大上述的16信道信号。但是，上述参考文献的作者已经在理论上提出了能够在除了1510纳米-1570纳米的其他波长中执行放大操作的LOA，事实上，这还没有实现。

第三，近来已经提出了用于使用半导体量子点光放大器的方法。T.Akiyama等人已经提出了上述的半导体量子点光放大器的一个代表性应用示例，T.Akiyama等人已经出版了在OFC(光纤通信)2004、PDP 12中的题目为“An Ultrawide-band(120nm)Semiconductor Optical Amplifier Having anExtremetly-high Penalty-free Output Power of 23 dBm Realized with Quantum-dotActive Layers(具有以量子点有源层来实现的极高免罚输出功率23dBm的特宽带宽(120纳米)半导体光放大器)”的学术论文，该文通过引用被并入在此。按照上述的代表性应用示例，可以认识到：能够使用单个半导体量子点光放大器来获得大于20dB的增益的波长带宽被扩展到120纳米。更详细而言，可以仅仅使用一个光放大器来放大大约7个CWDM信道的信号。但是，上述的半导体量子点光放大器具有一个缺点：它按照信号偏振而具有不同的增益。换句话说，所述半导体量子点光放大器按照输入信号的偏振状态而具有不同的输出电平，因此它不能保证传输性能。

第四，M.Yamada的在OECC 2004中第498页中的题目为“RecentProgress on Ultra-wide Band Optical Amplifiers特宽带宽光放大器上的近期进展”——该文通过引用被并入在此——已经提出了一种用于通过将能够放大S带宽的第一光放大器与传统的EDFA彼此并行地组合来放大CWDM系统的8信道信号的方法。可以使用下面的方案和第二方案来实现上述方法。第一方案使用信号分离方法将8个信道彼此分离，放大独立的8个信道的信号，并且使用复用方法来组合它们。第一方案使用总共8个放大器。更详细而言，1470纳米、1490纳米和1510纳米的信号使用作为S带光放大器的三个铥掺杂光纤放大器(TDFA)，1530纳米、1550纳米和1570纳米的信号使用三个C带EDFA，并且1590纳米和1610纳米的信号使用两个L带EDFA。第二种方案将8信道信号划分为1470纳米-1530纳米的4信道信号和1550纳米-1610纳米的另外4信道信号，放大所划分的信道信号，并且将它们彼此组合。第二种方案在短波长情况下使用串联的TDFA和EDFA，并且在长波长情况下使用L带黄碲矿EDFA。按照第二种方案，用于表示TDFA的最重要的部件的铥掺杂光纤必须进行真空封装以不吸潮，因此光放大器具有低的可靠性。

第五，T.Miyamoto等人的在OFC 2003、第一卷第20页中的题目为“Highly-Nonlinear-Fiber-Based Discrete Raman Amplifier for CWDMTransmission systems(用于CWDM传输系统的基于高度非线性的光纤的离散拉曼放大器)”——该文通过引用被并入在此——已经提出了一种方法，用于制造具有拉曼增益系数——它是色散补偿光纤(DCF)的其他拉曼增益系数的至少两倍——的高度非线性光纤(HNLF)，并且将HNLF适配为拉曼光放大的增益媒体(gain medium)。在这种情况下，上述方法使用总共具有6个波长(光功率的和＝1,110毫瓦)的拉曼泵(raman pump)来从CWDM系统的8个信道获得大于10dB的增益。所述拉曼泵包括1360纳米、1390纳米、1405纳米、1430纳米、1460纳米和1500纳米的六个波长。在这种情况下，1460纳米的波长接近作为一个信号波长的1470纳米的信号波长，并且1500纳米的信号波长接近1490纳米和1510纳米的信号波长，因此挡信号波长随着温度改变并且与泵波长重叠时发生意外的串音。

如上所述，用于基于CWDM的光传输系统的上述传统光放大器不能保证光放大器的稳定性，并且由于偏振相关性而不能保证光放大器的传输性能。而且，上述的传统光放大器遭遇了由于在信号波长和泵波长之间的重叠而导致的意外串音。

特别是，传统的光放大器不能提供能够放大基本用于CWDM光传输系统中的最多16个信道(独立信道的中心波长＝1310纳米、1330纳米、1350纳米、...、1610纳米)的改进技术。

发明内容

因此，本发明已经考虑到上述问题而被作出，本发明的目的是提供一种并行结构的拉曼光放大器，它可以保证系统稳定性和传送性能，可以防止由于在信号波长和泵频(pumping)信号波长之间的重叠而导致产生意外的串音，并且可以放大用于CWDM光传输系统的宽带光信号。

按照本发明，上述和其他目的的实现可以通过提供一种并行结构的拉曼光放大器装置，用于放大经由单个光路径接收的、具有不同中心波长的多个信道的输入光信号，包括：去复用器，用于将所述输入光信号划分为多个光信号，每个由至少一个具有相邻的中心波长的信道信号构成，所述去复用器并且向不同的输出端输出所划分的光信号；多个拉曼放大器，用于对于从所述去复用器接收的所划分的光信号执行拉曼光放大；复用器，用于从所述多个拉曼放大器接收独立的光信号，并且经由单个光路径输出所接收的光信号。

优选的是，每个拉曼放大器包括：光纤，用于向由去复用器划分的光信号施加拉曼增益；泵单元，用于向光纤施加拉曼增益；以及波分连接器，用于向光纤施加从泵单元产生的泵频光信号。

所述并行结构的拉曼光放大器装置还包括：第一隔离器，用于防止被施加到去复用器的信号被反射；以及第二隔离器，用于防止复用器的输出信号被反射。

按照本发明的一个优选实施例，为了防止在所放大的光信号波长和泵频光信号波长之间的重叠问题发生，去复用器将输入的光信号划分为多个光信号，每个由具有相邻的中心波长的1到4个信道构成。在这种情况下，从泵单元产生的泵频光信号可以表示具有最大4个不同波长的多个泵频光信号。

为了按照本发明的一个方面消除泵频光信号的偏振相关性，所述泵单元包括：至少一个激光二极管(LD)，用于产生泵频光信号；去偏振器，位于LD和波分连接器之间。为了按照本发明的另一个方面来消除上述的偏振相关性，所述泵单元包括：至少一个LD单元，它由产生具有相同波长的泵频光信号的两个LD构成；偏振控制器，用于将在LD单元中包含的LD产生的泵频光信号的独立偏振控制为彼此正交；偏振光束组合器，用于组合在偏振控制器中被控制为彼此正交的两个光信号。

优选的是，光纤可以表示基于硅的光纤，它具有很低的损耗和高稳定性。特别是，光纤可以表示色散补偿的光纤(DCF)，它能够补偿在多个基于硅的光纤中的一条光路径中累积的色散。

附图说明

通过下面参照附图详细说明，本发明的上述和其他目的、特点和其他优点将更加清楚地被理解，其中：

图1是图解按照本发明优选实施例的、并行结构的拉曼光放大器的结构图；

图2是图解在按照本发明优选实施例的、并行结构的拉曼光放大器中的泵频光信号的数量和增益/噪音特征之间的关系的图；和

图3是图解按照本发明优选实施例的、并行结构的拉曼光放大器的结构图。

具体实施方式

现在，参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中，相同或类似的元件即使它们在不同的附图中被描述也表示为相同的附图标号。在下面的说明中，当可能使得本发明的主题很不清楚时将省略在此包括的公知功能和配置的详细说明。

图1是图解按照本发明优选实施例的并行结构的拉曼光放大器的结构图。图1示出了并行结构的拉曼光放大器，用于当经由单个光路径传输具有不同中心波长的8信道光信号时将8信道的光信号划分为具有相邻的中心波长的四个信道。具体上，上述的8信道光信号表示基于ITU-T推荐G.695标准的8信道光信号。在这种情况下，独立信道的中心波长被确定为在25℃时为1470纳米、1490纳米、1510纳米、...、1610纳米。假定下面信道的中心波长每个被确定为在25℃的中心波长。

参见图1，按照本发明的并行结构的拉曼光放大器10包括：去复用器210，用于将输入的光信号划分为两个光信号，其中每个光信号由具有相邻的中心波长的4信道信号构成，并且去复用器210用于向两个不同的输出端输出所划分的光信号；两个拉曼放大器100a和100b，用于进行从去复用器210接收的所划分的光信号的拉曼光放大；以及复用器220，用于从所述两个拉曼放大器100a和100b接收独立的光信号，并且经由单个光路径来输出所接收的光信号。

按照本发明优选实施例，并行结构的拉曼光放大器10还包括：第一隔离器300a，它被安装到去复用器210的前端以防止被施加到去复用器210的信号被反射；和第二隔离器300b，它被安装到复用器220的后端以防止复用器220的输出信号被反射。

去复用器210经由单个光路径来接收多个信道的光信号，并且将所接收的光信号划分为两个光信号，每个光信号由按照独立信道的中心波长而具有相邻的中心波长的4个信道构成。所述输入光信号包括8个信道。去复用器210将所述输入光信号划分为包括分别具有中心波长1470纳米、1490纳米、1510纳米和1530纳米的4个信道的第一光信号以及包括分别具有中心波长1550纳米、1570纳米、1590纳米和1610纳米的4个信道的第二光信号，以便分别向两个不同的输出端传输所述第一和第二光信号，优选的是，被传输到去复用器210的一个输出端的光信号可以包括最多四个信道。如果被传输到去复用器210的一个输出端的光信号由多于5个信道构成，则增加要由拉曼放大器100a和100b放大的带宽，并且由于所增加的带宽也必须增加泵频光信号的数量，因此，信号波长可以以与在由Miyamoto提出的传统参考文献中相同的方式来与泵频光信号波长重叠。

拉曼放大器100a和100b放大由去复用器210划分的独立光信号。拉曼放大器100a将被称为第一拉曼放大器100a，另一个拉曼放大器100b将被称为第二拉曼放大器100b。第一和第二拉曼放大器100a和100b包括能够放大在对应的拉曼放大器中接收的信道的光信号的适当带宽，因为所述拉曼放大器适当地调整从泵单元120a和120b产生的泵频光信号的波长，所述泵单元120a和120b向在拉曼放大器中被用作增益截止的光纤传输泵频光信号。

第一拉曼放大器100a包括：光纤110a，用于向由去复用器210划分的光信号施加拉曼增益；泵单元120a，用于向光纤110a施加拉曼增益；以及波分连接器130a，用于向光纤110a施加从泵单元120a产生的泵频光信号。第二拉曼放大器100b包括：光纤110b，用于向由去复用器210划分的光信号施加拉曼增益；泵单元120b，用于向光纤110b施加拉曼增益；以及波分连接器130b，用于向光纤110b施加从泵单元120b产生的泵频光信号。

光纤110a和110b表示用于向对应的信道光信号传输增益的增益媒体。优选的是，使用具有高稳定性和低损耗的基于硅的光纤。具体上，光纤110a和110b每个由DCF构成。如果DCF被用作上述的增益媒体，则可以向所述光信号提供增益，并且同时可以补偿由光路径累积的色散。

泵单元120a向光纤110a传输一个或多个具有适当波长和功率的泵频光信号，拉曼放大器100a的光信号使用它们可以获得拉曼增益。以这种方式，泵单元120b向光纤110b传输一个或多个具有适当波长和功率的泵频光信号，拉曼放大器100a的光信号使用它们可以获得拉曼增益。按照本发明优选实施例，向独立的拉曼放大器100a和100b施加具有四个不同波长的泵频光信号。向第一拉曼放大器100a传输具有中心波长1370纳米、1390纳米、1410纳米和1430纳米的泵频光信号。向第二拉曼放大器100b传输具有中心波长1445纳米、1465纳米、1485纳米和1505纳米的泵频光信号。本发明可以正确地确定由单个拉曼放大器放大的光信号信道的数量(最好是最大四个光信号信道)，因此可以正确地确定泵频光信号的波长不与光信号波长重叠。因此，本发明可以防止由于在光信号波长和泵频光波长之间的重叠而引起的、在拉曼光放大处理中产生串音。

泵单元120a和120b包括激光二极管(LD)，用于产生具有期望波长的泵频光信号。LD的数量可以随着从泵单元120a和120b接收的泵频光信号的数量而改变。为了消除从泵单元120a和120b接收的泵频光信号的偏振相关性，泵单元120a和120b每个可以还包括至少一个用于产生泵频光信号的LD和位于LD和波分连接器130a或130b之间的去偏振器。按照用于消除偏振相关性的另一种方法，本发明可以不使用上述的去偏振器来执行具有正交偏振的的两个泵频光信号的偏振复用操作，因此它可以使用所述偏振复用的泵频光信号。在这种情况下，泵单元120a和120b每个包括：LD单元，它由两个LD构成，所述两个LD产生具有相同波长的泵频光信号以产生单个泵频光信号；偏振控制器，用于控制从在LD单元中包含的LD产生的光信号的偏振；以及偏振光束组合器，用于组合在偏振控制器中被控制为彼此正交的两个光信号。相同的泵功率被施加到彼此正交的两个偏振状态，因此可以从放大处理消除偏振相关性。

波分复用器(WDM)130a和130b向光纤110a和110b施加从泵单元120a和120b产生的泵频光信号。虽然图1示出了其中以和光信号反向的从光纤110a和110b的后端施加泵频光信号的反向拉曼泵结构，但是应当注意本发明不限于图1的上述例证结构。按照本发明的另一个优选实施例，本发明可以使用其中泵频光信号以正向从光纤110a和110b的前端施加泵频光信号的正向拉曼泵结构，并且也可以使用其中组合所述反向拉曼泵结构和正向拉曼泵结构的双向拉曼泵结构。应当注意，所述反向泵结构具有被正向拉曼泵结构优越的良好输出特性，而它与正向拉曼泵结构相比较具有变差的噪音指数特性。在正向拉曼泵结构中出现了一个特定现象，其中向一个信号传输泵的相对强度噪音(RIN)。当泵的RIN在通过多个光放大器后累加时，上述的特定现象使得信号特性变差。但是，反向拉曼泵结构具有优点：它最小化了RIN传输，并且降低了偏振相关性。

如上所述，泵单元120a和120b可以向光纤传输具有不同中心波长的一个或多个泵频光信号。例如，本发明提供了一个示例，其中，四个泵频光信号被施加到每个拉曼放大器。泵频光信号的数量越高，则放大器的成本越高。因此，优选的是，按照具有要获得的增益的光信号的波长来正确地使用泵频光信号。为了确定泵频光信号的正确数量，本发明的发明人已经进行了图2和下面的表1中所示的试验。

图2是图解当向具有14千米长度的DCF传输不同数量的泵频光信号时的增益和噪音数值特性的图。下面的表1示出了用于在图2所示的试验中的泵频光信号的波长和输出功率以及独立波长的增益带宽和增益偏移。

[表1]

	泵波长(输出功率)	增益频带(增益偏移)
			4个泵频光信号	1450纳米(350毫瓦)，1470纳米(150毫瓦)，1480纳米(40毫瓦)，1510纳米(70毫瓦)	75纳米(2.1dB)
3个泵频光信号	1450纳米(400毫瓦)，1477纳米(140毫瓦)，1505纳米(80毫瓦)	72纳米(2.1dB)
			2个泵频光信号	1460纳米(400毫瓦)，1500纳米(150毫瓦)	68纳米(3.7dB)

参见图2和表1，如果使用表示为21a和21b的4个泵频光信号，则产生75纳米的增益带宽和2.1dB的增益偏移。如果使用表示为22a和22b的3个泵频光信号，则产生72纳米的增益带宽和2.1dB的增益偏移。如果使用表示为23a和23b的2个泵频光信号，则产生68纳米的增益带宽和3.7dB的增益偏移。如果泵频光信号的数量改变为另一个数量，则在上述三种情况下的噪音实质特性中有很小的差别。可以从上述的说明看出，在其中使用2个泵频光信号的情况和其中使用3个泵频光信号的情况之间出现较高的增益偏移，并且在其中使用3个泵频光信号的情况和在其中使用4个泵频光信号的情况之间出现较低的增益偏移。因此，可以识别，考虑到拉曼光放大器的性能和差别方面，使用3个泵频光信号的情况是最佳的情况。上述的试验结果易于解释可以适当地调整泵频光信号的数量和它们的波长。如果拉曼光放大器的增益带宽或与增益偏移相关联的要求的数量减小，则可以在本发明中使用一个或多个泵频光信号。

向回参见图1，复用器220从两个拉曼放大器100a和100b接收独立的放大光信号，并且经由单个光路径来输出所接收的光信号。按照本发明的一个优选实施例，复用器220将两个光信号——每个由四个信道构成——复用为由8个信道构成的单个光信号，并且经由单个光路径来输出由8个信道构成的单个光信号。

第一和第二隔离器300a和300b允许光信号仅仅在期望的方向上行进，以便阻挡以反向反射的光信号。第一隔离器300a位于去复用器210的前端，并且使得光信号可以以小于0.5dB的很低的损耗通过去复用器210。但是，第一隔离器300a使得沿着相反方向向上述的信号路径行进的信号大部分被抑制，以便反向信号不能通过隔离器。沿着上述相反方向行进的上述信号可能由于单侧反射或光部件反射而导致光放大器的性能变差。类似地，第二隔离器300b位于复用器220的后端，通过复用器220的输出信号，并且阻止沿着与复用器220的输出信号相反的方向行进的信号。

图1的上述优选实施例将由具有不同的中心波长1470纳米、1490纳米、...、1610纳米的8个信道构成的光信号划分为其中每个由具有不同中心波长的4个信道构成的两个光信号带，并且放大所划分的光信号。应当注意，本发明的拉曼光放大结构不限于在光信号中包含的信道的数量。图3示出了按照本发明的另一个优选实施例的另一个示例，其中图1的并行结构的拉曼光放大器被应用到具有总共16个信道的光放大器。

可以从图3看出，按照本发明另一个优选实施例的拉曼光放大器表示这样的拉曼光放大器，即它能够放大经由单个光路径接收的输入光信号，所述输入光信号由具有不同中心波长的16个信道构成。上述的由16个信道构成的输入光信号可以表示一个光信号，它由具有不同中心波长1310纳米、1330纳米哦、1350纳米、...、1610纳米的多个信道构成。在这种情况下，期望上述的光信号最大限度地用于按照ITU-T推荐标准的CWDM系统中。按照本发明另一个优选实施例的并行结构的拉曼光放大器30包括：去复用器510，用于将一个输入光信号划分为4个光信号，其中每个由具有相邻的中心波长的4信道信号构成，并且所述去复用器510向四个不同的输出端输出所划分的光信号；四个拉曼放大器400a-400d，连接到去复用器510的输出端，以便它们执行四个所划分的光信号的拉曼光放大；以及复用器520，用于从拉曼放大器400a-400d接收独立的放大光信号，并且经由单个光路径来输出所接收的光信号。

如果输入光信号由按照ITU-T推荐标准的16个信道构成的光信号表示，则去复用器510将输入的光信号划分为第一光信号、第二光信号、第三光信号和第四光信号。在这种情况下，第一光信号包括具有中心波长1310纳米、1330纳米、1350纳米和1370纳米的四个信道。第二光信号包括具有中心波长1390纳米、1410纳米、1430纳米和1450纳米的四个信道。第三光信号包括具有中心波长1470纳米、1490纳米、1510纳米和1530纳米的四个信道。第四光信号包括具有中心波长1550纳米、1570纳米、1590纳米和1610纳米的四个信道。

被去复用器510划分为四个波长带宽的独立光信号被拉曼放大器400a-400d拉曼放大。

拉曼放大器400a-400d每个包括：光纤，用于产生拉曼增益；泵单元，用于产生至少一个泵频光信号以在光纤中产生拉曼增益；波分连接器，用于向光纤施加从泵单元产生的泵频光信号，如上在图1中所述。优选的是，光纤是能够补偿光路径的累加色散的DCF。泵单元向要由拉曼放大器400a-400d放大的波长带宽传输具有适当波长的一个到四个泵频光信号。由去复用器510分离的一个光信号包括最多四个信道，以便可以解决下述问题：在从泵单元产生的泵频光信号的波长和要由去复用器510划分和放大的光信号的波长之间重叠。从泵单元产生的泵频光信号限于具有最大4个不同波长的泵频光信号。上述拉曼放大器400a-400d的更详细的说明与图1的相同，因此为了说明的方便在此省略其详细说明。

由拉曼放大器400a-400d按照独立的波长带宽放大的四个光信号被复用器520组合，因此它们以与在上述的信号输入情况相同的方式经由单个光路径被输出。

如上所述，按照本发明的并行结构的拉曼光放大器将由多个信道过程的光信号划分为其中每个由最多4个信道构成的光信号，拉曼放大所划分的光信号，并且复用所述拉曼放大的结果，以便不必一次放大多个宽带信道光信号，换句话说，所述并行结构的拉曼光放大器可以放大在整个带宽上由要按照ITU-T推荐标准使用的最多16个信道构成的光信号。具体上，与能够一次放大宽带信号的其他拉曼光放大方法相比较，所述并行结构的拉曼光放大器有效地消除了在拉曼光放大处理中的泵频光信号波长和光信号波长之间的重叠的问题，以便它防止产生串音。

而且，按照本发明的并行结构的拉曼光放大器使用基于硅的光纤来作为用于光放大的增益媒体，以便它具有很低的损耗和高稳定性。具体上，所述并行结构的拉曼光放大器使用多种基于硅的光纤中的DCF，以便它向光纤提供增益并且同时补偿在光路径中累加的色散。

从上述的说明显然，按照本发明的并行结构的拉曼光放大器将由多个信道构成的一个光信号划分为其中每个由最多4个信道构成的光信号，拉曼放大所划分的光信号，并且复用拉曼放大的结果，以便可以放大多个宽带光信号。换句话说，所述并行结构的拉曼光放大器可以放大在整个带宽上由要按照ITU-T推荐标准被使用的最多16个信道构成的光信号。

而且，与能够一次放大宽带信号的传统拉曼光放大方法相比较，所述并行结构的拉曼光放大器有效地消除了在拉曼光放大处理中的泵频光信号波长和光信号波长之间的重叠的问题，以便它防止产生串音。

而且，按照本发明的并行结构的拉曼光放大器使用基于硅的光纤来作为用于光放大的增益媒体，以便它具有很低的损耗和高稳定性。具体上，所述并行结构的拉曼光放大器使用多种基于硅的光纤中的DCF，以便它向光纤提供增益并且同时补偿在光路径中累加的色散。

虽然已经为了说明的目的而公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员可以明白，在不脱离在所附的权利要求中公开的本发明的精神和范围的情况下，各种修改、增加和替代是可能的。

Claims (7)

1.一种并行结构的拉曼光放大器装置，用于放大经由单个光路径接收的、具有不同中心波长的多个信道的输入光信号，包括：

去复用器，用于将所述输入光信号划分为多个光信号，每个由至少一个具有相邻的中心波长的信道信号构成，并且所述去复用器向不同的输出端输出所划分的光信号；

多个拉曼放大器，用于使用泵频光信号来对从所述去复用器接收的所划分的光信号执行拉曼光放大，所述泵频光信号的波长不与所划分的光信号的波长重叠；和

复用器，用于从所述多个拉曼放大器接收各自的光信号，并且经由单个光路径输出所接收的光信号，

其中，每个拉曼放大器包括：光纤，用于向由去复用器划分的光信号施加拉曼增益；泵单元，用于向光纤施加拉曼增益；以及波分连接器，用于向光纤施加从泵单元产生的泵频光信号，

其中，所述泵单元包括：至少一个LD单元，它由产生具有相同波长的泵频光信号的两个LD构成；偏振控制器，用于将从在LD单元中包含的LD产生的泵频光信号的各自的偏振控制为彼此正交；以及偏振光束组合器，用于组合在偏振控制器中被控制为彼此正交的两个光信号。

2.按照权利要求1的装置，还包括：

第一隔离器，用于防止被施加到去复用器的信号被反射；以及

第二隔离器，用于防止复用器的输出信号被反射。

3.按照权利要求1的装置，其中，去复用器将输入的光信号划分为多个光信号，每个由具有相邻的中心波长的1到4个信道构成。

4.按照权利要求3的装置，其中，泵单元产生具有不同波长的第一到第四泵频光信号。

5.按照权利要求1的装置，其中，所述光纤指的是基于硅的光纤。

6.按照权利要求1和5的任何一个的装置，其中，所述光纤指的是色散补偿光纤。

7.一种并行结构的拉曼光放大器装置，用于放大经由单个光路径接收的、具有不同中心波长的16信道的输入光信号，包括：

去复用器，用于将所述输入光信号划分为四个光信号，每个由具有相邻的中心波长的四个信道信号构成，并且所述去复用器向四个输出端输出所划分的光信号；

四个拉曼放大器，分别连接到所述去复用器的四个输出端，用于使用泵频光信号来对于所划分的四个光信号执行拉曼光放大，所述泵频光信号的波长不与所划分的光信号的波长重叠；和

复用器，用于接收由拉曼放大器放大的各自的光信号，并且经由单个光路径输出所接收的光信号，

其中，每个拉曼放大器包括：光纤，用于向由去复用器划分的光信号施加拉曼增益；泵单元，用于向光纤施加拉曼增益；以及波分连接器，用于向光纤施加从泵单元产生的泵频光信号，

其中，所述泵单元包括：至少一个LD单元，它由产生具有相同波长的泵频光信号的两个LD构成；偏振控制器，用于将从在LD单元中包含的LD产生的泵频光信号的各自的偏振控制为彼此正交；以及偏振光束组合器，用于组合在偏振控制器中被控制为彼此正交的两个光信号。

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