CN201107853Y - 用于超长距离光纤传输的接头盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光纤传输的接头盒，尤其是一种用于超长距离光纤传输的接头盒，该接头盒包括接头盒壳体、支架和接头盒底座，所述的接头盒底座上设有支架，所述的支架上固定有穿纤管缠绕器和存纤盘，所述的存纤盘上设有热熔管卡座，存纤盘内盘有掺铒光纤，所述的接头盒底座上罩有接头盒壳体，所述的接头盒底座下部还设有安装架连接器和进缆压板。本实用新型采用预留掺铒光纤串接在接头盒内，从而解决遥泵传输的介质问题，达到超长距离传输的目的。并且不需要供电设施，无需维护，安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光纤传输的接头盒，尤其是一种用于超长距离光纤传输的接头盒。
背景技术
目前，超长距离密集波分复用光传输系统正沿着增大传输容量和延长传输距离这两个方向发展。每一次传输容量和传输距离的大幅度提升，都与市场需求和关键技术的突破这两方面紧密相关。回顾光传输系统的历史发展轨迹可以明显地看出，无电中继传输距离的每一次较大规模提升，总是基于新技术的采用和关键问题的克服而实现的，同时又伴随着对传输距离的新限制因素的出现。这些物理限制因素包括放大自发射辐射噪声积累、色度色散、非线性效应和偏振模色散等。在单信道10Gbps的ULH DWDM光传输中，又以前三种物理效应最为明显，而偏振模色散(PMD)效应主要在更高速率如40G传输系统中才明显起作用。为了应对这些技术挑战，诞生了多种技术，包括喇曼放大技术、前向纠错技术、色散补偿和非线性技术等。
长距离的光纤通讯必须考虑光信号衰减的问题；若传输距离太远，使得光信号衰减至收信模块无法侦检时，就需要每隔适当的距离加装中继器或光放大器，将信号放大后再继续传输。
中继器是用检光器将光的信号转换成电的讯号，经整波、放大后，再作电光转换送回光纤中传输。由于中继器系使用光电元件及电子电路来达成信号的放大，其工作频宽受到组件及电路设计的限制，当系统更改传输速率或传输模式时，中继器亦须一起更换，更换起来不但不经济，而且耗时费力。
光放大器是在不经光电转换的状况下，直接将光讯号加以放大；目前技术较成熟的光放大器包括掺铒光纤放大器(EDFA：Erbium-Doped Fiber Amplifier)、掺错光纤放大器(PDFA：Praseodymium-Doped Fiber Amplifier)及半导体光放大器(SOA：Semiconductor Optical Amplifier)三种。光纤放大器是利用掺稀土离子玻璃(石英或其它类似介质)的增益特性，在光纤中直接将信号放大，由于稀土离子在玻璃中不具方向性，其增益与信号偏极化无关，加上具有极高的放大频宽，因此应用上架构简单，跟传统的中继器比起来，具有系统升级容易(仅需更换终端设备)、可弹性运用等优点，更可配合分波多任务的传输模式来扩增传输容量及距离。
放大自发辐射(ASE)噪声是光纤链路中光放大器生成的光噪声。所有的放大器都会带来额外的噪声，光放大器也一样。在EDFA中，铒离子周围的电子从基态被泵浦到激发态。在光信号穿过掺铒光纤(典型长度5-10米)时，前者从受激发的电子中抽取能量，信号也随之放大(通过受激辐射放大)。但是，电子会自发地回落到基态，同时随机辐射出光子。掺铒光纤的前端随机辐射生成的光子可在光纤的后部分获得放大。这种额外噪声可以由噪声指数(NF)描述，该参数说明了光放大器的放大特性有多“嘈杂”。实际应用中EDFA的噪声指数一般是6dB。由于光放大器不但能对输入的光信号和ASE噪声进行相同增益的放大，而且还会额外增加一部分ASE噪声功率，这种噪声还会沿着传输光纤路径积累起来。定义光信噪比(OSNR)为某信道的光功率与该信道波长上的ASE光功率之间的比值。显然，沿着传输光纤路径，OSNR数值是逐步降低(劣化)的。
对于一个带光放大的传输链路，作为衡量系统性能最终手段的接收比特误码率(BER)直接与接收器的OSNR有关，其它条件不变，OSNR越大，则BER越低。
显然，OSNR最终也会对传输距离造成限制。利用一个简单公式可以估计典型的带光放大的传输链路的OSNR。假设每段光纤的损耗相同，每段光纤使用的光放大器增益和噪声指数也相同，则在经过N段光纤传输后，光信号的OSNR为：
OSNR＝58dB+入纤光功率-NF-每跨段损耗-10log(跨段数目) (1)
从式(1)可以看出，为使传输距离更长，同时保持足够的OSNR，可增加入纤光功率，入纤光功率增加3dB可将传输距离延长一倍。然而，一味地提高入纤光功率会引发较大的非线性效应，反而不利于超长距离的传输。
延长传输距离可采用两种方法：降低OSNR容限，如采用前向纠错(FEC)技术、码型技术等，或采用低噪声光放大器，延缓OSNR的劣化，如喇曼放大技术等。
分布式喇曼放大器也是近期广泛研究和应用的新型光放大器方案。由于这种放大器在光传输系统扩容和增加传输距离方面具有巨大潜力，被认为是研发新一代高速超长距离DWDM光纤通信骨干网中的核心技术之一。分布式喇曼放大基于光纤受激喇曼散射(SRS)效应，一般采用反向泵浦方式。
具体的实现方法如下：将高功率(0.5W)连续运转激光从光纤跨段的输出端注入传输光纤，该泵浦光的传输方向与信号光传输方向相反。泵浦激光器的波长比信号光短约100nm。高功率光场泵浦光纤中的组分物质，产生虚激发态；电子从这些虚激发态向基态跃迁，从而实现光信号的增益，光放大方式与EDFA类似。
分布式喇曼与EDFA放大的主要区别在于：
1、分布式放大
喇曼放大采用传输光纤本身作为放大介质，增益区分布在很长距离(20公里)的传输光纤中，这对降低入纤光功率，减弱光纤非线性效应的危害具有非常积极的作用。
2、低噪声指数
分布式喇曼放大使光信号还远未到达传输光纤输出端口处即获得放大，可降低有效跨段损耗(在G.652光纤中的典型值是5.5dB)。在OSNR演化计算中，上述有效跨段损耗的降低通常被归结于光放大器噪声指数的降低。后向泵浦喇曼放大器的等效噪声指数一般为0dB。这对于为提高单跨段长度、增加系统OSNR预算和传输距离方面有显著的优势。
3、超宽带光放大
喇曼放大的增益波段由泵浦激光器波长所决定，通过选择合适的泵浦激光器波长，其增益范围可覆盖1300-1700nm的整个单模光纤低损耗频段，并在1550nm波长附近连续增益带宽达100nm，非常适合S-band、XL-band等常规EDFA难于放大的波段。
在实际应用中，分布式喇曼放大器也有一些需要注意的地方。例如，在机站集线器处总是有许多光纤连接器与光纤熔接连接，这种光纤连接会吸收泵浦光功率并产生后向散射，劣化信号光质量。此外，后泵浦喇曼放大带来的4-5dB OSNR改善，并不能完全贡献光纤跨段的数目和传输距离的增加，因为光纤跨段数目更重要的是由光纤非线性效应决定的。
除了反向泵浦分布式喇曼放大外，还诞生了其它形态的喇曼放大技术，如前向泵浦和双向泵浦喇曼放大，可提供更高的增益和更低的噪声指数，并可同时实现增益和噪声指数平坦。采用色散补偿光纤(DCF)作为增益介质制成的分立式喇曼放大器，可在对传输链路进行色散补偿的同时，实现对光信号的超宽带集总放大，并有调节增益斜率的潜力。此外，还有采用分布式、分立式喇曼放大器实现的全喇曼传输系统，连续增益带宽达到100nm，支持包括S-band、xL-band在内的超宽带传输。
当然，这些喇曼放大形态也有固有的缺点。前向泵浦和双向泵浦喇曼放大有较强的泵浦光相对强度噪声(RIN)转移的问题，对喇曼放大器的噪声特性有明显影响。特别是在G.655等色散系数较小的传输光纤中，这种RIN转移问题更为严重，会大大劣化喇曼放大器的噪声指数。分立式拉曼放大器的经济效益、噪声指数与EDFA相比尚无明显优势。
综上所述，分布式喇曼放大技术的最佳应用场合，应该是用于单长跨距系统，或者ULH传输系统中的个别长跨距。
遥泵技术是用于单长跨距传输的专门技术，主要解决单长跨距传输中信号光的OSNR受限问题。大家知道，在对信号光进行光放大时，假设光放大器具有恒定不变的增益和噪声指数值，光放大器输入端的信号光功率越小，则光放大器输出信号光的OSNR越低，因此应尽量避免对低功率信号光进行放大。在单长跨距传输系统中，光纤输出端口处的光功率总是很小，经光功率放大后，极易造成接收端OSNR受限，因此单长跨距系统一般都采用高入纤光功率。同时为了避免出现非线性失真，总光功率一般限制在30dBm以下。
为了进一步解决OSNR受限、延长传输距离，可在光纤链路中间部分对光信号进行预先放大。在传输光纤的适当位置熔入一段掺铒光纤，并从单长跨距传输系统的端站(发射端或接收端)发送一个高功率泵浦光，经过光纤传输和合波器后注入铒纤并激励铒离子。信号光在铒纤内部获得放大，并可显著提高传输光纤的输出光功率。由于泵浦激光器的位置和增益介质(铒纤)不在同一个位置，因此称为“遥泵(Remote Pump)”，参见附图1，具有发射端21，掺铒光纤22、光缆23、合波器24、传输光纤25、泵浦光纤26、接收端27。
遥泵光源通常采用瓦级的1480nm激光器，以克服长距离光纤传输的损耗问题。根据泵浦光和信号光是否在一根光纤中传输，遥泵又分为“旁路”(泵浦光和信号光经由不同光纤传输)和“随路”(两者通过同一光纤传输)两种形态。随路方式中泵浦光还可对光纤中的信号光进行喇曼放大，进一步增加传输距离，并可节省光纤资源，应用广泛。遥泵技术通常还可综合其它新技术，如光纤有效截面管理、二阶喇曼泵浦、两级遥泵增益区等。目前遥泵技术已经在实验室中实现单长跨距传输420公里的记录。
总之，遥泵传输技术是在光缆线路中插入掺铒光纤等增益介质来进行光放大，这些点不需要供电设施，也无需维护，适合那些穿越沙漠、高原、湖泊、海峡的环境。不便之处在于，它需要在适当的位置切断光缆纤，将掺铒光纤串联到原来的光纤中，施工改动量和难度较大。
发明内容
本实用新型的目的是在长距离光纤传输线路的接头盒中预留掺铒光纤，提供一种用于超长距离光纤传输的接头盒，它克服了现有技术存在的缺陷。
本实用新型目的是这样实现：所述的接头盒包括接头盒壳体、支架和接头盒底座，所述的接头盒底座上设有支架，所述的支架上固定有穿纤管缠绕器和存纤盘，所述的存纤盘上设有热熔管卡座，存纤盘内盘有掺铒光纤，所述的接头盒底座上罩有接头盒壳体，所述的接头盒底座下部还设有安装架连接器和进缆压板。
所述的进缆压板内设有垫板。
所述的接头盒壳体和接头盒底座通过钢带连接密封。
所述的接头盒通过安装架连接器连接的安装架与杆塔连接。
所述的掺铒光纤串接在接头盒内。
由于本实用新型采用了上述结构，与现有技术相比本实用新型有如下优点：接头盒内预留掺铒光纤，由变电站内的泵浦激光器发射泵浦光，在接头盒内掺铒光纤受激辐射的信号光子不断增加产生信号放大，解决光信噪比(OSNR)受限，延长传输距离。不需要供电设施，无需维护，安全可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为遥泵技术原理图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为本实用新型的另一方向示意图。
图中：1.接头盒壳体；2.掺铒光纤；3.热熔管卡座；4.存纤盘；5.支架；6.钢带；7.接头盒底座；8.进缆压板；9.安装架连接器；10.穿纤管缠绕器。
具体实施方式
如图2所示的一种用于超长距离光纤传输的接头盒，该接头盒包括有接头盒壳体1、接头盒底座7、存纤盘4(包括热熔管卡座3)、掺铒光纤2盘放在存纤盘4内，穿纤管缠绕器10、存纤盘4固定在支架5上安装于接头盒底座7上；进缆压板8与接头盒底座7连接以保证光缆的固定；接头盒还包括安装架连接器9、钢带6，其中安装架连接器9可连接安装架及附件，这样接头盒便通过安装架及附件与杆塔连接。掺铒光纤2串接在接头盒内，可使两条或多条光缆可同时接入接头盒内，将光缆切开，露出光纤，将光纤穿入光纤穿纤管穿过接头盒底座7，将光缆用进缆压板8压紧(光缆与进缆压板8之间套有铝套管，进缆压板8内附设有垫板)，在铝螺栓内注胶拧紧铝螺帽密封。将光纤穿纤管固定在穿纤管缠绕器10上的管夹上，另一头从底部进入存纤盘4，并用扎带固定。在存纤盘4内，将光缆的光纤和预留的掺铒光纤2熔接。垫好密封圈，盖上接头盒壳体1，连好钢带6，用螺丝将两边均衡张紧，把接头盒壳体1与接头盒底座7密封在一起。
接头盒内预留掺铒光纤2，由变电站内的泵浦激光器发射泵浦光，在接头盒内掺铒光纤2受激辐射的信号光子不断增加产生信号放大，解决光信噪比(OSNR)受限，延长传输距离。不需要供电设施，无需维护，安全可靠。
本实用新型有普通型(金属型)和防盗型(复合材料型)两种类型。
Claims (5)
1. 一种用于超长距离光纤传输的接头盒，所述的接头盒包括接头盒壳体、支架和接头盒底座，其特征在于：所述的接头盒底座上设有支架，所述的支架上固定有穿纤管缠绕器和存纤盘，所述的存纤盘上设有热熔管卡座，存纤盘内盘有掺铒光纤，所述的接头盒底座上罩有接头盒壳体，所述的接头盒底座下部还设有安装架连接器和进缆压板。
2. 根据权利要求1所述的用于超长距离光纤传输的接头盒，其特征在于：所述的进缆压板内设有垫板。
3. 根据权利要求1所述的用于超长距离光纤传输的接头盒，其特征在于：所述的接头盒壳体和接头盒底座通过钢带连接密封。
4. 根据权利要求1所述的用于超长距离光纤传输的接头盒，其特征在于：所述的接头盒通过安装架连接器连接的安装架与杆塔连接。
5. 根据权利要求1所述的用于超长距离光纤传输的接头盒，其特征在于：所述的掺铒光纤串接在接头盒内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C57 | Notification of unclear or unknown address | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Huo Ailian Document name: Correction notice |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Shijiazhuang Hwaneng Electric Co., Ltd. Assignor: Chen Guangsheng Contract fulfillment period: 2008.11.7 to 2013.11.7 Contract record no.: 2008130000131 Denomination of utility model: Connector box for ultralong distance optical fiber transmission Granted publication date: 20080827 License type: Exclusive license Record date: 20081204 |
|
| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.11.7 TO 2013.11.7; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: SHIJIAZHUANG DEVELOPMENT ZONE HUANENG ELECTRIC APP Effective date: 20081204 |
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Owner name: BEIJING GENERAL FITTING CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: CHEN GUANGSHENG Effective date: 20101223 |
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 050021 NO.6-2-203, DORMITORY OF PROVINCIAL ELECTRIC POWER BUREAU, CHANG AN DISTRICT, SHIJIAZHUANG CITY, HEBEI PROVINCE TO: 100055 ROOM 1609, TOWER A, LANGDENG INTERNATIONAL, NO.168, GUANG ANMEN OUTER STREET, XUANWU DISTRICT, BEIJING |
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Effective date of registration: 20101223 Address after: 100055 Beijing Xuanwu District city Guang'an street outside No. 168 A international longden room 1609 Patentee after: Beijing General Fitting Co., Ltd. Address before: 050021 dormitory 6-2-203, Changan District Power Bureau, Hebei, Shijiazhuang Patentee before: Chen Guangsheng |
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Address after: 100055, A, room 1609, Lang Lang international, 168 Guang'an Avenue, Xicheng District, Beijing Patentee after: Beijing General Fitting Co., Ltd. Address before: 100055 Beijing Xuanwu District city Guang'an street outside No. 168 A international longden room 1609 Patentee before: Beijing General Fitting Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20080827 Termination date: 20141023 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |