CN204761441U - 一种超长跨距光传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种超长跨距光传输系统，包括顺次连接的光发射机（1）、发送端光放大器（2）、第一传输光纤（4）、前向远程增益单元（6）、第二传输光纤（7）、后向远程增益单元（8）、第三传输光纤（9）、后向远程泵浦单元（12）、接收端光放大器（11）、光接收机（13）；所述前向远程增益单元（6）的泵浦光输入端口通过传输光纤连接设置有前向远程泵浦单元（3）；所述后向远程增益单元（8）的泵浦光输入端通过传输光纤连接设置提供泵浦光的后向远程泵浦单元（12），本实用新型装置可以有效降低误码率，实现超长距离光传输。

Description

一种超长跨距光传输系统

技术领域

本实用新型属于光通信领域，尤其涉及一种超长跨距光传输系统。

背景技术

超长单跨距光传输系统的单跨距的光缆长度一般要求几百公里，线路中间不存在任何供电中继设备。因此，超长跨距光传输系统可以降低系统建设成本，同时不包含电中继设备的特点使得其系统具有较强的可靠性和稳定性。

采用前向纠错技术、新型调制码型、掺铒光纤放大器、拉曼放大器等技术可以解决普通长跨距问题，当系统跨距继续增大时，此时选择遥泵技术能进一步扩大单跨距距离。遥泵技术是在光缆中插入掺饵光纤等增益介质以提供光放大，同时在该点不需供电设施，也不需人员维护，适合用于穿越沙漠、高原、湖泊、海峡等维护、供电不便的地区，减少了日常维护成本。

目前的遥泵系统多采用随路泵浦方式，信号光和泵浦光在同一个根纤芯传输，在系统发送端，因信号光功率过大，强泵浦光功率会产生过大的相对强度噪声和多径干涉，劣化信号传输质量，系统的可靠性和稳定性受到影响。

发明内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种超长跨距光传输系统，可以应用于海底光通信和陆地光通信的超长距离光通信系统。

本实用新型的技术方案是：

一种超长跨距光传输系统，包括顺次连接的光发射机、发送端光放大器、第一传输光纤、前向远程增益单元、第二传输光纤、后向远程增益单元、第三传输光纤、后向远程泵浦单元、接收端光放大器、光接收机；所述前向远程增益单元的泵浦光输入端口通过传输光纤连接设置有前向远程泵浦单元；所述后向远程增益单元的泵浦光输入端通过传输光纤连接设置提供泵浦光的后向远程泵浦单元。

所述前向远程增益单元包括第一隔离器、第一波分复用器、第一掺铒光纤、第二隔离器、第二掺铒光纤、第三隔离器，第一隔离器输出端连接第一波分复用器的信号光输入端口，第一波分复用器的合波端口连接第一掺铒光纤一端，另一端接入第二隔离器的输入端，第二隔离器的输出端接入第二掺铒光纤一端，另一端接入第三隔离器的输入端。

所述前向远程增益单元包括第三隔离器、第二波分复用器、第三掺铒光纤、第五隔离器、第四掺铒光纤、第五隔离器；第四隔离器输出端连接第二波分复用器的信号光输入端口，第二波分复用器的合波端口连接第三掺铒光纤一端，另一端接入第五隔离器的输入端，第五隔离器的输出端接入第四掺铒光纤一端，另一端接入第六隔离器的输入端。

所述前向远程泵浦单元与前向远程增益单元之间的第四传输光纤的长度范围为50km～70km。

所述后向远程泵浦单元与后向远程增益单元之间的第五传输光纤的长度范围为80km～120km。

所述前向远程泵浦单元和后向远程泵浦单元的泵浦光功率大于31dBm。

所述第一掺铒光纤和第二掺铒光纤铒离子浓度为2.5～4.5dB/m；第一掺铒光纤和第二掺铒光纤总长度范围为5～15m

所述第三掺铒光纤和第四掺铒光纤铒离子浓度为2.5～4.5dB/m；第三掺铒光纤和第四掺铒光纤总长度范围为15～25m。

所述光接收机里设置有色散补偿单元，色散补偿单元采用色散补偿光纤或色散补偿光栅或电子色散补偿模块。

所述接收端光放大器采用由拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器组合而成的混合光放大器。

本实用新型装置的有益效果是：

1、本实用新型装置的最大优点是在不改变传输编码方式、传输链路的入纤光功率等影响系统输出光信噪比的参数下，增加两组远程增益单元和远程泵浦单元，就可以大幅提高系统的而输出光信噪比，其中远程增益单元为无源器件，可靠性和稳定性高；

2、本实用新型装置适用于10Gb/s、40Gb/s、100Gb/s之间任何速率的SDH和WDM光传输系统，适用于强度调制、幅度调制等编码方式，有利于系统的平滑升级；

3、本实用新型装置适用于海底和陆地上的超长跨距光传输系统。

附图说明

图1是本实用新型超长跨距光传输系统结构图；

图2是本实用新型工程应用中具体设备与光缆之间连接图；

图3是本实用新型前向远程增益单元6的光路结构图；

图4是本实用新型后向远程增益单元8的光路结构图；

其中：

1：光发射机；2：发送端光放大器；

3：前向远程泵浦单元；4：第一传输光纤；

5：第四传输光纤；6：前向远程增益单元；

7：第二传输光纤；8：后向远程增益单元；

9：第三传输光纤；10：第五传输光纤；

11：接收端光放大器；12：后向远程泵浦单元；

13：光接收机；61：第一信号输入端口；

62：第一泵浦光输入端口；29：第一隔离器；

30：第一波分复用器；31：第一掺铒光纤；

32：第二隔离器；33：第二掺铒光纤；

34：第三隔离器；63：第一输出端口；

81：第二信号输入端口；82：第二泵浦光输入端口；

35：第四隔离器；36：第二波分复用器；

37：第三掺铒光纤；38：第五隔离器；

39：第四掺铒光纤；40：第六隔离器；

83：第二输出端口；

16：第一段传输光缆；

21：第二段传输光缆；

27：第三段传输光缆；

14、17、19、22、24、27：纤芯14、纤芯17、纤芯19、纤芯22、纤芯24、纤芯27为同一根纤芯，用于传输信号光；

15、18、20、23、25、28：纤芯15、纤芯18、纤芯20、纤芯23、纤芯25、纤芯28为同一根纤芯，用于传输泵浦光。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了超长跨距光传输系统的结构，包括顺次连接的光发射机1、发送端光放大器2、前向远程泵浦单元3、第一传输光纤4、第四传输光纤5、前向远程增益单元6、第二传输光纤7、后向远程增益单元8、第三传输光纤9、第五传输光纤10、后向远程泵浦单元12、接收端光放大器11、光接收机13。

图3示出了前向远程增益单元6的光路结构图，包括第一信号输入端口61、第一泵浦光输入端口62、第一隔离器29、第一波分复用器30、第一掺铒光纤31、第二隔离器32、第二掺铒光纤33、第三隔离器34和第一输出端口63。依次连接顺序为第一信号输入端口61与第一隔离器29的输入端连接，第一隔离器29输出端连接第一波分复用器30的信号光输入端口，第一泵浦光输入端口62与第一波分复用器30的泵浦光输入端口连接，第一波分复用器30的合波端口连接第一掺铒光纤31一端，另一端接入第二隔离器32的输入端，第二隔离器32的输出端接入第二掺铒光纤33一端，另一端接入第三隔离器34的输入端，第三隔离器34的输出端与前向远程增益单元的第一输出端63相连接。

图4示出了后向远程增益单元8的光路结构图，包括第二信号输入端口81、第二泵浦光输入端口82、第三隔离器35、第二波分复用器36、第三掺铒光纤37、第五隔离器38、第四掺铒光纤39、第五隔离器40、第二输出端口83。依次连接顺序为第二信号输入端口81与第四隔离器35的输入端连接，第四隔离器35输出端连接第二波分复用器36的信号光输入端口，第二泵浦光输入端口82与第二波分复用器36的泵浦光输入端口连接，第二波分复用器36的合波端口连接第三掺铒光纤37一端，另一端接入第五隔离器38的输入端，第五隔离器38的输出端接入第四掺铒光纤39一端，另一端接入第六隔离器40的输入端，第六隔离器40的输出端与后向远程增益单元的第二输出端83相连接。

所述光发射机1接入发送端光放大器2，光放大器2接入第一传输光纤4、第一传输光纤4接前向远程增益单元6的信号光输入端口61。前向远程泵浦单元3由第四传输光纤5接入前向远程增益单元6的泵浦光输入端口62，前向远程增益单元6的输出端口由第二传输光纤7接入后向远程增益单元8的第二信号输入端81，后向远程泵浦单元12的泵浦光端口经第五传输光纤10接入后向远程增益单元8的第二泵浦光输入端82，后向远程增益单元8的第二输出端83由第三传输光纤9接入光放大器11，光放大器11接入光接收机13。接收端光放大器11采用后向拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的混合光纤放大器。发送机的信号光波长可以为10Gb/s、40Gb/s、100Gb/s。光接收机13里设置有色散补偿单元，色散补偿单元可以为色散补偿光纤或者色散补偿光栅或者电子色散补偿模块。

前向远程增益单元可实现对经光纤衰减的信号光进行光功率放大，后向远程增益单元可实现对经光纤衰减的信号光进行光功率放大。前向远程增益单元的位置由发送端光放大器的输出光功率、前向远程泵浦单元光功率和光纤损耗系数共同决定的；后向远程增益单元的位置由后向远程泵浦单元光功率和光纤损耗系数共同决定的。前向远程增益单元6和后向远程增益单元8采用的掺铒光纤铒离子浓度为2.5～4.5dB/m(1530峰值吸收)。前向远程增益单元6的掺铒光纤长度范围为5～15m；所述的后向远程增益单元8的掺铒光纤长度范围为15～25m。即：第一掺铒光纤31和第二掺铒光纤33铒离子浓度均满足2.5～4.5dB/m；第一掺铒光纤31和第二掺铒光纤33总长度范围为5～15m。第三掺铒光纤37和第四掺铒光纤39铒离子浓度均满足2.5～4.5dB/m；第三掺铒光纤37和第四掺铒光纤39总长度范围为15～25m。前向远程泵浦单元与前向远程增益单元之间的光纤长度范围为50km～70km；前向远程泵浦单元和后向远程泵浦单元泵浦光功率大于31dBm。后向远程泵浦单元与后向远程增益单元之间的光纤长度范围为80km～120km。

本实用新型装置实现光学功能过程具体如下：所述光发射机1发出光信号后，发送端光放大器2对所述光信号进行功率放大，增加入纤光功率，输入信号光经过第一传输光纤4传输，经过第一传输光纤4进入前向远程增益单元6的信号光输入端口61。前向远程泵浦单元3提供泵浦光，经过第四传输光纤5后进入前向远程增益单元6的第一泵浦光输入端口62，前向远程增益单元6为两端口输入，一端口输出。信号光经前向远程增益单元6的输出端口63输出进入第二传输光纤7，然后信号光进入后向远程增益单元8的信号输入端81，后向远程泵浦单元12提高后向的泵浦光，泵浦光经第五传输光纤10后进入后向远程增益单元8的第二泵浦光输入端82，经过放大后的信号光通过第二输出端83输出，然后信号光经第三传输光纤9传输后进入接收端的光放大器11，接收端光放大器为后向拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器的混合光纤放大器。经放大后的信号光进入接收机13。

图2示出了工程应用中具体设备与光缆之间连接图。实际工程应用时，会使用到一根光缆中的两根纤芯，如图2中所示，纤芯14、纤芯17、纤芯19、纤芯22、纤芯24、纤芯27为同一根纤芯，用于传输信号光；纤芯15、纤芯18、纤芯20、纤芯23、纤芯25、纤芯28为同一根纤芯，用于传输泵浦光；图1中的发送端光放大器的接入第一段光缆16中输入端的纤芯14，前向远程泵浦单元3的输出泵浦光接入第一段光缆16中输入端的纤芯15。第一段光缆16中输出端的纤芯17接入前向远程增益单6的信号光输入端61，第一段光缆16中输出端的纤芯18接入前向远程增益单元6的第一泵浦光输入端口62，前向远程增益单元6的第一输出端63接入第二段传输光缆21输入端的纤芯19，第二段传输光缆21输入端的纤芯20和第二段传输光缆21输出端的纤芯23闲置。第二段传输光缆21输出端的纤芯22接入后向远程增益单元8的第二信号光输入端81，后向远程增益单元8的第二输出端83与第三段光缆输入端的纤芯24相连接，后向远程增益单元8的第二泵浦输入端82与第三段光缆输入端的纤芯25相连接。第三段光缆输出端的纤芯27接入接收端光放大器11的输入端，第三段光缆输出端的纤芯28接入后向远程泵浦单元12的泵浦光输出端口。

图1是描述系统连接的结构图，其中第一传输光纤4、第二传输光纤7、第三传输光纤9代表传输业务信号光的纤芯，且为光缆中的同一根纤芯；第四传输光纤5、第五传输光纤10代表传输泵浦光的纤芯，且为光缆中的同一根纤芯；其中传输业务信号光的纤芯与传输泵浦光的纤芯为两根不同的纤芯(一根光缆有多根纤芯)。图2是实际工程中应用时的对应关系。其中16、21、26为相同光缆，只是位于不同段落。14、17、19、22、24、27为同一纤芯，与图1中的4、7、9一样，代表传输业务信号光的纤芯；15、18、20、23、25、28为同一纤芯，与图1中的5、10一样，代表传输泵浦光的纤芯。

本实施例中，所述前向远程泵浦单元和后向远程泵浦单元的泵浦光功率应大于31dBm，前向远程增益单元和后向远程增益单元由掺铒光纤、隔离器和波分复用器组成。前向远程增益单元的最佳位置由输入端光放大器的输出光功率、前向远程泵浦单元的输出泵浦光功率和光纤的第一传输光纤的损耗系数共同决定的；后向远程增益单元的最佳位置由后向远程泵浦单元的输出泵浦光功率和第三传输光纤的损耗系数共同决定的

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超长跨距光传输系统，其特征在于：包括顺次连接的光发射机(1)、发送端光放大器(2)、第一传输光纤(4)、前向远程增益单元(6)、第二传输光纤(7)、后向远程增益单元(8)、第三传输光纤(9)、后向远程泵浦单元(12)、接收端光放大器(11)、光接收机(13)；所述前向远程增益单元(6)的泵浦光输入端口通过传输光纤连接设置有前向远程泵浦单元(3)；所述后向远程增益单元(8)的泵浦光输入端通过传输光纤连接设置提供泵浦光的后向远程泵浦单元(12)。

2.根据权利要求1所述的一种超长跨距光传输系统，其特征在于：所述前向远程增益单元(6)包括第一隔离器(29)、第一波分复用器(30)、第一掺铒光纤(31)、第二隔离器(32)、第二掺铒光纤(33)、第三隔离器(34)，第一隔离器(29)输出端连接第一波分复用器(30)的信号光输入端口，第一波分复用器(30)的合波端口连接第一掺铒光纤(31)一端，另一端接入第二隔离器(32)的输入端，第二隔离器(32)的输出端接入第二掺铒光纤(33)一端，另一端接入第三隔离器(34)的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种超长跨距光传输系统，其特征在于：所述前向远程增益单元(6)包括第三隔离器(35)、第二波分复用器(36)、第三掺铒光纤(37)、第五隔离器(38)、第四掺铒光纤(39)、第五隔离器(40)；第四隔离器(35)输出端连接第二波分复用器(36)的信号光输入端口，第二波分复用器(36)的合波端口连接第三掺铒光纤(37)一端，另一端接入第五隔离器(38)的输入端，第五隔离器(38)的输出端接入第四掺铒光纤(39)一端，另一端接入第六隔离器(40)的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种超长跨距光传输系统，其特征在于：所述前向远程泵浦单元(3)与前向远程增益单元(6)之间的第四传输光纤(5)的长度范围为50km～70km。

5.根据权利要求1所述的一种超长跨距光传输系统，其特征在于：所述后向远程泵浦单元(12)与后向远程增益单元(8)之间的第五传输光纤(10)的长度范围为80km～120km。

6.根据权利要求1所述的一种超长跨距光传输系统，其特征在于：所述前向远程泵浦单元(3)和后向远程泵浦单元(12)的泵浦光功率大于31dBm。

7.根据权利要求2所述的一种超长跨距光传输系统，其特征在于：所述第一掺铒光纤(31)和第二掺铒光纤(33)铒离子浓度为2.5～4.5dB/m；第一掺铒光纤(31)和第二掺铒光纤(33)总长度范围为5～15m。

8.根据权利要求3所述的一种超长跨距光传输系统，其特征在于：所述第三掺铒光纤(37)和第四掺铒光纤(39)铒离子浓度为2.5～4.5dB/m；第三掺铒光纤(37)和第四掺铒光纤(39)总长度范围为15～25m。

9.根据权利要求2或3所述的一种超长跨距光传输系统，其特征在于：所述光接收机(13)里设置有色散补偿单元，色散补偿单元采用色散补偿光纤或色散补偿光栅或电子色散补偿模块。

10.根据权利要求1所述的一种超长跨距光传输系统，其特征在于：所述接收端光放大器(11)采用由拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器组合而成的混合光放大器。