CN204928834U - 超长距传输系统中的光放大设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超长距传输系统中的光放大设备，涉及光纤传输领域，解决了无法远距离传输光信号。本实用新型的主要技术方案为：发送单元，用于输出光信号，并通过第一传输光纤将所述光信号发送给远程增益单元；第一传输光纤，用于传输所述发送单元输出的光信号；远程增益单元，用于接收所述第一传输光纤传输的光信号，并将所述光信号进行放大；第二传输光纤，用于传输所述远程增益单元放大的信号；远程泵浦单元，用于向所述远程增益单元发出泵浦光；接收单元，用于接收所述第二传输光纤传输的放大的信号。本实用新型主要用于传输光信号。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传输领域，尤其涉及一种超长距传输系统中的光放大设备。
背景技术
随着光纤通信距离逐渐加长，中继站的建设、管理和运行维护会变得更加困难。超长跨距全光传输系统为网络安全、稳定、经济运行提供有力保障。由于超长跨距全光传输系统可以减少光/电转换次数，并且可以利用光纤丰富的带宽资源，超长距离传输技术大大降低了长距离传输的成本，同时系统的可靠性和传输质量都得到了保证。采用遥泵技术能极大地扩大单跨距距离。
目前，现有的遥泵放大技术主要是在铺设传输光纤时嵌入一段掺饵光纤，通过远端站点提供的泵浦光，对传输光信号的放大。然而现有的遥泵放大技术在降低光损耗和提供高增益时，很难控制光放大器增益平坦度，造成各信道性能差异很大，从而限制了传输距离的提高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种超长距传输系统中的光放大设备，主要目的在于能够延长光传输的距离，从而保证多波长超长距跨段传输。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种超长距传输系统中的光放大设备，该设备包括：
发送单元，用于输出光信号，并通过第一传输光纤将所述光信号发送给远程增益单元，所述发送单元的输出端和所述第一传输光纤的输入端相连接；
第一传输光纤，用于传输所述发送单元输出的光信号，所述第一传输光纤的输出端连接远程增益单元的输入端；
远程增益单元，用于接收所述第一传输光纤传输的光信号，并将所述光信号进行放大；
第二传输光纤，用于传输通过所述远程增益单元放大后的信号，所述远程增益单元的输出端连接所述第二传输光纤的输入端；
远程泵浦单元，用于向所述远程增益单元发出泵浦光；
接收单元，用于接收所述第二传输光纤传输的放大后的信号，所述第二传输光纤的输出端和所述接收单元的输入端相连接。
优选的，所述发送单元包括：合波器、第一色散补偿光纤、前向拉曼放大器和功率放大器，所述合波器、所述第一色散补偿光纤、所述前向拉曼放大器和所述功率放大器依次连接。
所述合波器，用于将所述发送单元输出的多路光信号进行合波处理，得到多路合波光信号。
所述第一色散补偿光纤，用于将所述多路合波光信号对应的光脉冲进行色散补偿。
所述功率放大器，用于提高通过所述第一色散补偿光纤进行色散补偿后的多路合波光信号的功率。
所述前向拉曼放大器，用于提高多路合波光信号的强度和信噪比。
优选的，所述接收单元包括：分波器、后向拉曼放大器、两个第二色散补偿光纤和前置放大器，所述后向拉曼放大器、两个所述第二色散补偿光纤、所述前置放大器和所述分波器依次连接；或者
所述接收单元包括：分波器、两个第二色散补偿光纤、第一前置放大器和第二前置放大器，所述第一前置放大器、所述两个第二色散补偿光纤、所述第二前置放大器和所述分波器依次连接。
优选的，所述第一色散补偿光纤长度为40KM，所述第二色散补偿光纤长度为100KM。
优选的，当所述接收单元包括：分波器、后向拉曼放大器、两个第二色散补偿光纤和前置放大器时，
所述第一传输光纤的长度为205.859KM；
所述第二传输光纤的长度为80.017KM；
所述第一色散补偿光纤的插入损耗为4.1dB；
所述第二色散补偿光纤的插入损耗为17.1dB；
所述功率放大器的增益为22.8dB；
所述远程增益单元的增益为16.78dB；
所述后向拉曼放大器的增益为14dB；
所述前置放大器的增益为22.4dB。
优选的，当所述接收单元包括：分波器、两个第二色散补偿光纤、第一前置放大器和第二前置放大器时，
所述第一传输光纤的长度为209.704KM；
所述第二传输光纤的长度为76.172KM；
所述第一色散补偿光纤的插入损耗为4.1dB；
所述第二色散补偿光纤的插入损耗为17.3dB；
所述功率放大器的增益为19.5dB；
所述远程增益单元的增益为16.82dB；
所述第一前置放大器的增益为20dB；
所述第二前置放大器的增益为22dB。
优选的，当所述发送单元向所述接收单元发送光信号时，或所述接收单元向所述发送单元发送光信号时，使用同一跟光缆发送所述光信号。
优选的，所述发送单元或所述接收单元通过所述光缆中的预置纤芯发送光信号，且所述发送单元向所述接收单元发送光信号时，和所述接收单元向所述发送单元发送光信号时，所使用的预置纤芯为光缆中的不同纤芯。
优选的，所述远程泵浦单元通过光缆中的预置光芯向所述远程增益单元发出泵浦光，所述预置纤芯和所述预置光芯在所述光缆中是不同的光纤。
优选的，所述发送单元向所述接收单元发送光信号时，或所述接收单元向所述发送单元发送光信号时，使用同一根预置光芯向所述远程增益单元发出泵浦光。
优选的，所述远程泵浦单元为旁路泵浦单元。
本发明实施例提供的一种超长距传输系统中的光放大设备，包括：发送单元，用于输出光信号，并通过第一传输光纤将所述光信号发送给远程增益单元，所述发送单元的输出端和所述第一传输光纤的输入端相连接；第一传输光纤，用于传输所述发送单元输出的光信号，所述第一传输光纤的输出端连接远程增益单元的端；远程增益单元，用于接收所述第一传输光纤传输的光信号，并将所述光信号进行放大；第二传输光纤，用于传输所述远程增益单元放大的信号，所述远程增益单元的输出端连接所述第二传输光纤的输入端；远程泵浦单元，用于向所述远程增益单元发出泵浦光；接收单元，用于接收所述第二传输光纤传输的放大的信号，所述第二传输光纤的输出端和所述接收单元的输入端连接。与现有的遥泵放大技术相比，本发明通过在发送端和接收端分别设置拉曼放大器，能够增大传输的增益，从而能够延长光传输的距离，保证多波长超长距跨段传输。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种超长距传输系统中的光放大设备结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种超长距传输系统中的光放大设备结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种超长距传输系统中的光放大设备结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了超长距传输系统中的光放大设备的结构示意图，包括依次连接的发送单元1，第一传输光纤2，远程增益单元3，第二传输光纤4、远程泵浦单元5和接收单元6。所述发送单元1发出光信号后，光信号经过第一传输光纤2传输，由于第一传输光纤2距离较长，在传输过程中会存在信号衰减现象，因此远程增益单元3对衰减后的输入光信号进行进一步放大，放大后再经过第二传输光纤4传输，图中远程泵浦单元5为所述远程增益单元3提供一个功率较大的反向传输的泵浦光，以使得对输入的光信号放大，所述远程泵浦单元5具有输入信号光探测单元、泵浦光和反射光功率探测单元以保证系统安全性，远程泵浦单元5的和所述远程增益单元3连接，所述远程泵浦单元5的输出端为所述远程增益单元3提供泵浦光，所述第二传输光纤4的输出端连接所述接收单元6。
如图2或图1所示，其中所述发送单元1，包括依次连接的合波器11、第一色散补偿光纤12、前向拉曼放大器13和功率放大器14。所述合波器11的输出端和所述第一色散补偿光纤12的输入端连接，所述第一色散补偿光纤12的输出端和所述前向拉曼放大器13的输入端相连接，所述前向拉曼放大器13的输出端和所述功率放大器14的输入端相连接，所述功率放大器14的输出端和所述第一传输光纤2相连接。其中，所述合波器11，用于将所述发送单元1输出的多路光信号进行合波处理，得到多路合波光信号；所述第一色散补偿光纤12，用于将所述多路合波光信号对应的光脉冲进行色散补偿；所述功率放大器14，用于提高通过所述第一色散补偿光纤进行色散补偿后的多路合波光信号的功率；所述前向拉曼放大器13，用于提高多路合波光信号的强度和信噪比。所述合波器11发出光信号后，功率放大器14对所述光信号进行功率放大，增加输入光纤的功率。所述前向拉曼放大器13可以通过调整各个泵浦的功率来动态调整信号增益平坦度，其具有较低的等效噪声指数，此特点使其与常规的遥泵放大器混合使用时可大大降低系统噪声指数。拉曼放大器的性能决定了它在未来高速、大容量光纤通信系统中将发挥关键作用。另外，第一色散补偿光纤12(DCF)的损耗。第一色散补偿光纤的损耗系数远比单模光纤和非零色散位移光纤要大，比拉曼增益系数也要大。采用第一色散补偿光纤与拉曼光纤放大器相结合的方式，既可以进行色散和损耗的补偿，同时还可以提高信噪比。拓展频谱利用率和提高传输系统速率。拉曼光纤大器的全波段放大特性使得它可以工作在光纤整个低损耗区，极大地拓展了频谱利用率，提高了传输系统速率。
对于本发明实施例，如图2所示，所述接收单元6包括：分波器65、后向拉曼放大器61、两个第二色散补偿光纤62和63以及前置放大器64，所述远程增益单元3的输出端和所述后向拉曼放大器61的输入端相连接，所述后向拉曼放大器61的输出端连接有所述第二色散补偿光纤62和第二色散补偿光纤63，所述第二色散补偿光纤63的输出端连接所述前置放大器64的输入端，所述前置放大器64的输出端连接所述分波器65的输入端。或者，如图3所示，所述接收单元6包括：分波器65、两个第二色散补偿光纤62、第一前置放大器61和第二前置放大器64，所述远程增益单元3的输出端和所述第一前置放大器61的输入端相连接，所述第一前置放大器61的输出端连接有所述第二色散补偿光纤62和第二色散补偿光纤63，所述第二色散补偿光纤63的输出端连接所述前置放大器64的输入端，所述前置放大器64的输出端连接所述分波器65的输入端。
进一步地，所述第一色散补偿光纤长度为40KM，所述第二色散补偿光纤长度为100KM。
对于本发明实施例，当所述接收单元包括6：分波器65、后向拉曼放大器61、两个第二色散补偿光纤62和前置放大器64时。
所述第一传输光纤的长度为205.859KM；
所述第二传输光纤的长度为80.017KM；
所述第一色散补偿光纤的插入损耗为4.1dB；
所述第二色散补偿光纤的插入损耗为17.1dB；
所述功率放大器的增益为22.8dB；
所述远程增益单元的增益为16.78dB；
所述后向拉曼放大器的增益为14dB；
所述前置放大器的增益为22.4dB。
对于本发明实施例，当所述接收单元6包括：分波器65、两个第二色散补偿光纤62、第一前置放大器61和第二前置放大器64时。
所述第一传输光纤的长度为209.704KM；
所述第二传输光纤的长度为76.172KM；
所述第一色散补偿光纤的插入损耗为4.1dB；
所述第二色散补偿光纤的插入损耗为17.3dB；
所述功率放大器的增益为19.5dB；
所述远程增益单元的增益为16.82dB；
所述第一前置放大器的增益为20dB；
所述第二前置放大器的增益为22dB。
需要说明的是，当所述发送单元1向所述接收单元6发送光信号时，或所述接收单元6向所述发送单元1发送光信号时，使用同一根光缆发送所述光信号。进一步地，所述发送单元1或所述接收单元6通过所述光缆中的预置纤芯发送光信号，且所述发送单元1向所述接收单元6发送光信号时，和所述接收单元6向所述发送单元1发送光信号时，所使用的预置纤芯为光缆中不同纤芯。所述发送单元1向所述接收单元6发送光信号时，或所述接收单元6向所述发送单元1发送光信号时，使用同一根预置光芯向所述远程增益单元发出泵浦光。
对于本发明实施例，所述远程泵浦单元5通过光缆中的预置光芯向所述远程增益单元3发出泵浦光，所述预置纤芯和所述预置光芯在所述光缆中是不同的光纤。
对于本发明实施例，所述远程泵浦单元为旁路泵浦单元。
本发明实施例提供的一种超长距传输系统中的光放大设备，发送单元，用于输出光信号，并通过第一传输光纤将所述光信号发送给远程增益单元，所述发送单元的输出端和所述第一传输光纤的输入端相连接；第一传输光纤，用于传输所述发送单元输出的光信号，所述第一传输光纤的输出端连接远程增益单元的端；远程增益单元，用于接收所述第一传输光纤传输的光信号，并将所述光信号进行放大；第二传输光纤，用于传输所述远程增益单元放大的信号，所述远程增益单元的输出端连接所述第二传输光纤的输入端；远程泵浦单元，用于向所述远程增益单元发出泵浦光；接收单元，用于接收所述第二传输光纤传输的放大的信号，所述第二传输光纤的输出端和所述接收单元的输入端连接。与现有的遥泵放大技术相比，本发明通过在发送端和接收端分别设置拉曼放大器，能够增大传输的增益，从而能够延长光传输的距离，保证多波长超长距跨段传输。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种超长距传输系统中的光放大设备，其特征在于，包括：
发送单元，用于输出光信号，并通过第一传输光纤将所述光信号发送给远程增益单元，所述发送单元的输出端和所述第一传输光纤的输入端相连接；
第一传输光纤，用于传输所述发送单元输出的光信号，所述第一传输光纤的输出端连接远程增益单元的输入端；
远程增益单元，用于接收所述第一传输光纤传输的光信号，并将所述光信号进行放大；
第二传输光纤，用于传输通过所述远程增益单元放大后的信号，所述远程增益单元的输出端连接所述第二传输光纤的输入端；
远程泵浦单元，用于向所述远程增益单元发出泵浦光；
接收单元，用于接收所述第二传输光纤传输的放大后的信号，所述第二传输光纤的输出端和所述接收单元的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的光放大设备，其特征在于，所述发送单元包括：合波器、第一色散补偿光纤、前向拉曼放大器和功率放大器，所述合波器、所述第一色散补偿光纤、所述前向拉曼放大器和所述功率放大器依次连接，
所述合波器，用于将所述发送单元输出的多路光信号进行合波处理，得到多路合波光信号；
所述第一色散补偿光纤，用于将所述多路合波光信号对应的光脉冲进行色散补偿；
所述功率放大器，用于提高通过所述第一色散补偿光纤进行色散补偿后的多路合波光信号的功率；
所述前向拉曼放大器，用于提高多路合波光信号的强度和信噪比。
3.根据权利要求2所述的光放大设备，其特征在于，
所述接收单元包括：分波器、后向拉曼放大器、两个第二色散补偿光纤和前置放大器，所述后向拉曼放大器、两个所述第二色散补偿光纤、所述前置放大器和所述分波器依次连接；或者
所述接收单元包括：分波器、两个第二色散补偿光纤、第一前置放大器和第二前置放大器，所述第一前置放大器、所述两个第二色散补偿光纤、所述第二前置放大器和所述分波器依次连接。
4.根据权利要求3所述的光放大设备，其特征在于，所述第一色散补偿光纤长度为40KM，所述第二色散补偿光纤长度为100KM。
5.根据权利要求3所述的光放大设备，其特征在于，当所述接收单元包括：分波器、后向拉曼放大器、两个第二色散补偿光纤和前置放大器时，
所述第一传输光纤的长度为205.859KM；
所述第二传输光纤的长度为80.017KM；
所述第一色散补偿光纤的插入损耗为4.1dB；
所述第二色散补偿光纤的插入损耗为17.1dB；
所述功率放大器的增益为22.8dB；
所述远程增益单元的增益为16.78dB；
所述后向拉曼放大器的增益为14dB；
所述前置放大器的增益为22.4dB。
6.根据权利要求3所述的光放大设备，其特征在于，当所述接收单元包括：分波器、两个第二色散补偿光纤、第一前置放大器和第二前置放大器时，
所述第一传输光纤的长度为209.704KM；
所述第二传输光纤的长度为76.172KM；
所述第一色散补偿光纤的插入损耗为4.1dB；
所述第二色散补偿光纤的插入损耗为17.3dB；
所述功率放大器的增益为19.5dB；
所述远程增益单元的增益为16.82dB；
所述第一前置放大器的增益为20dB；
所述第二前置放大器的增益为22dB。
7.根据权利要求1所述的光放大设备，其特征在于，当所述发送单元向所述接收单元发送光信号时，或所述接收单元向所述发送单元发送光信号时，使用同一根光缆发送所述光信号。
8.根据权利要求7所述的光放大设备，其特征在于，所述发送单元或所述接收单元通过所述光缆中的预置纤芯发送光信号，且所述发送单元向所述接收单元发送光信号时，或所述接收单元向所述发送单元发送光信号时，所使用的预置纤芯为光缆中的不同纤芯。
9.根据权利要求8中所述的光放大设备，其特征在于，所述远程泵浦单元通过光缆中的预置光芯向所述远程增益单元发出泵浦光，所述预置纤芯和所述预置光芯在所述光缆中是不同的纤芯。
10.根据权利要求9所述的光放大设备，其特征在于，所述发送单元向所述接收单元发送光信号时，或所述接收单元向所述发送单元发送光信号时，使用同一根预置光芯向所述远程增益单元发出泵浦光。
11.根据权利要求1所述的光放大设备，其特征在于，所述远程泵浦单元为旁路泵浦单元。
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