專利名稱：喇曼光放大系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如適用于在波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)中使用的喇曼光放大。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，通過(guò)因特網(wǎng)交易的擴(kuò)展已經(jīng)導(dǎo)致信息傳輸數(shù)量的快速增長(zhǎng)。此外在其他的領(lǐng)域在信息傳輸數(shù)量中也存在增長(zhǎng)。隨著在信息傳輸數(shù)量中的增長(zhǎng)，存在對(duì)大傳輸容量和高密度的傳輸系統(tǒng)的需要。鑒于以上所述，在波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中，傳輸頻段已經(jīng)從C波段(1530至1560nm)擴(kuò)展至L波段(1560至1620nm)，并且進(jìn)一步擴(kuò)展至S波段(1475至1510nm)。圖6A示出了一個(gè)波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的例子。在這個(gè)波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中，用于相應(yīng)的波段的集中的放大器11在轉(zhuǎn)發(fā)器10中使用，每個(gè)包括一個(gè)用于分布放大的泵送光源12。
從圖6A的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)13傳送的波分復(fù)用光信號(hào)通過(guò)光纖放大器14使用作為放大介質(zhì)的傳輸線經(jīng)受喇曼放大，并且通過(guò)該轉(zhuǎn)發(fā)器10光放大。在這種情況下，輸入給每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器10的該波分復(fù)用光信號(hào)由多路分解器15進(jìn)行多路分解，由光放大器11放大，以及在被輸出之前由多路復(fù)用器16進(jìn)行多路復(fù)用，該光放大器11是包含在每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器10中并且適于對(duì)不同的波段操作。在這個(gè)放大之前，該波分復(fù)用光信號(hào)由光纖放大器14使用作為放大介質(zhì)的傳輸線利用來(lái)自泵送光源12用于轉(zhuǎn)發(fā)器10的分布放大的泵送光波經(jīng)受喇曼放大。
當(dāng)發(fā)送三個(gè)波段的波分復(fù)用光信號(hào)的時(shí)候來(lái)源于圖6A的發(fā)射機(jī)13的S波段、C波段以及L波段，這些光信號(hào)理想地是從轉(zhuǎn)發(fā)器10輸出而不改變它們輸入到傳輸線的光學(xué)電平，但是實(shí)際上，由于光纖損耗的波長(zhǎng)相關(guān)性、交互信號(hào)喇曼效應(yīng)以及集中的放大器的特性，在輸出電平中產(chǎn)生了一個(gè)偏差，尤其是，S波段信號(hào)的功率不足是突出的。該交互信號(hào)喇曼效應(yīng)指的是短波長(zhǎng)光由于經(jīng)喇曼放大傳送能量給長(zhǎng)波長(zhǎng)光的能量損耗。當(dāng)波分復(fù)用光信號(hào)通過(guò)具有80km長(zhǎng)的光纖傳輸?shù)臅r(shí)候，如圖7所示該波分復(fù)用光信號(hào)經(jīng)受光纖損耗。圖6B示出一個(gè)在圖6A的點(diǎn)O(在轉(zhuǎn)發(fā)器10的前面)的一個(gè)理想的波分復(fù)用輸出的例子；圖6C示出一個(gè)借助于只考慮光纖損耗獲得的波分復(fù)用輸出的例子；以及圖6D示出一個(gè)借助于只考慮交互信號(hào)喇曼效應(yīng)獲得的波分復(fù)用輸出的例子。在這里，假定用于S波段的該集中的放大器的增益小于用于C波段和L波段的放大器增益。
按照三個(gè)波段傳輸方法，S波段光信號(hào)的輸入電平被安排高于在其他的波段的輸入電平，從而補(bǔ)償S波段信號(hào)功率的不足，并且均衡三個(gè)波段的信號(hào)的輸出電平。除此之外，存在一種方法，按照它在轉(zhuǎn)發(fā)器中使用一種分布喇曼放大器，僅僅S波段信號(hào)被該分布喇曼放大器放大。
如圖8所示，在轉(zhuǎn)發(fā)器中使用分布喇曼放大器的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)泵送波長(zhǎng)只在給定的最大增益(例如S波段)波段上具有唯一的平滑性(flatness)，可能相對(duì)于泵送波長(zhǎng)被最佳化的波段，在長(zhǎng)波段側(cè)(即，C波段)上導(dǎo)致增益波紋A的產(chǎn)生。圖8的波紋A在1530nm的波長(zhǎng)，它是通過(guò)泵送1413nm波長(zhǎng)的光波獲得的增益的波峰。當(dāng)一個(gè)具有波紋A的波段(C波段)的光信號(hào)被同時(shí)使用的時(shí)候，該信號(hào)電平的平滑性被相反地影響。

發(fā)明內(nèi)容
在波分復(fù)用信號(hào)傳輸中，為了從形成該轉(zhuǎn)發(fā)器的光放大器獲得一個(gè)平滑的輸出，所希望的是輸入一個(gè)平滑的電平的波分復(fù)用信號(hào)給該光放大器。為此目的，所希望的是給予波分復(fù)用信號(hào)上述的喇曼增益，這將消除交互信號(hào)喇曼效應(yīng)和光纖損耗的波長(zhǎng)依賴性，從而使輸入給該光放大器的波分復(fù)用信號(hào)的電平變平滑。本發(fā)明的喇曼光放大系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成能通過(guò)給予短波長(zhǎng)信號(hào)波段側(cè)的分布喇曼放大增益消除在長(zhǎng)波長(zhǎng)信號(hào)波段側(cè)上產(chǎn)生的波紋。為了實(shí)現(xiàn)這些目的，采用了以下結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明，提供了一種喇曼光放大系統(tǒng)，其中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)波段的波分復(fù)用光信號(hào)被在一個(gè)傳輸線中傳送，以及其中多個(gè)泵送光波被引入所述傳輸線，使得在最短的信號(hào)波段中的波分復(fù)用光信號(hào)被所述多個(gè)泵送光波喇曼放大，在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)(next-longest)的泵送波長(zhǎng)之間的頻率相差0.2至1.4太赫。
本發(fā)明不局限于波分復(fù)用光信號(hào)的信號(hào)波段被分成如上所述的兩個(gè)或兩個(gè)以上的情況。本發(fā)明也包括下面的情況，在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)之間的頻率被設(shè)置相差0.2至1.4太赫，并且比最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)長(zhǎng)17至18太赫的波段是包括在信號(hào)波段中的。


圖1是一個(gè)喇曼增益示意圖，說(shuō)明如何通過(guò)使用從用于分布放大的泵送光源輸出的多個(gè)泵送波長(zhǎng)在波分復(fù)用輸出中產(chǎn)生的波紋和波谷。
圖2是一個(gè)在圖1示出的波紋和波谷的放大視圖。
圖3是一個(gè)說(shuō)明性的示意圖，其中通過(guò)使用用于本發(fā)明的喇曼放大的泵送光源放大的一個(gè)波分復(fù)用輸出與一個(gè)通過(guò)常規(guī)方法獲得的波分復(fù)用輸出相比較。
圖4是一個(gè)圖3的S波段部分的放大視圖。
圖5是一個(gè)圖3的C波段部分的放大視圖。
圖6A是一個(gè)說(shuō)明常規(guī)的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的示意圖，圖6B是一個(gè)示意圖，說(shuō)明一個(gè)使用圖6A的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)在三個(gè)波段傳輸中理想的輸出電平，圖6C是一個(gè)示意圖，說(shuō)明一個(gè)通過(guò)只考慮光纖損耗在三個(gè)波段傳輸中獲得的輸出電平，以及圖6D是一個(gè)示意圖，說(shuō)明一個(gè)通過(guò)只考慮交互信號(hào)喇曼效應(yīng)在三個(gè)波段傳輸中獲得的輸出電平。
圖7是一個(gè)示意圖，說(shuō)明當(dāng)波分復(fù)用光信號(hào)通過(guò)具有80km長(zhǎng)的光纖傳輸?shù)臅r(shí)候，光纖損耗的波長(zhǎng)特性。
圖8是一個(gè)示意圖，說(shuō)明當(dāng)使用一個(gè)分布喇曼放大器的時(shí)候，相對(duì)于泵送波長(zhǎng)被最佳化的波段如何在長(zhǎng)波段側(cè)上產(chǎn)生增益波紋。
具體實(shí)施例方式下面將描述本發(fā)明的喇曼光放大系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)喇曼光放大系統(tǒng)中，從波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)輸出該波分復(fù)用光信號(hào)，并且經(jīng)由光傳輸線路傳輸?shù)氖侨齻€(gè)波段S波段、C波段以及L波段，每個(gè)傳輸波段的寬度不少于20nm。在該光傳輸線路的某些中間的點(diǎn)上，設(shè)置有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器、一個(gè)使用光纖的分布喇曼光放大器，以及一個(gè)適合于提供泵送光波給該分布喇曼光放大器用于分布放大的泵送光源。
來(lái)自于發(fā)射機(jī)三個(gè)波段的該波分復(fù)用光信號(hào)通過(guò)設(shè)置在該光傳輸線路的某些中間點(diǎn)的分布喇曼光放大器經(jīng)受光放大。在這種情況下，不同的波長(zhǎng)的多個(gè)泵送光波被從用于分布放大的泵送光源提供給該分布喇曼光放大器，并且通過(guò)該泵送光波該波分復(fù)用光信號(hào)經(jīng)受喇曼放大。由來(lái)自于分布放大的泵送光源的泵送光波的該泵送可以是前向泵送、后向泵送或者雙向的泵送。表1(a)和1(b)示出在現(xiàn)有技術(shù)中適合于S波段的在泵送光波的波長(zhǎng)和功率之間的相互關(guān)系。對(duì)此，表1(a)在波長(zhǎng)(nm)方面給出，以及表1(b)在頻率(太赫)方面給出。
表1(a)

表1(b)

在這種情況下，對(duì)于適合于在最短的波長(zhǎng)波段側(cè)上S波段的泵送光波，在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)之間的差值是3.3太赫，結(jié)果是在波分復(fù)用光信號(hào)的輸出中產(chǎn)生如圖1所示的波紋A和波谷B。如圖2所示，在波紋A和波谷B之間的頻率差值近似于1太赫。在本發(fā)明的喇曼光放大系統(tǒng)中，波紋A是在(轉(zhuǎn)入)波谷B的位置(頻率)產(chǎn)生的，借此該波紋A被刪除(抵銷)以便使該波分復(fù)用輸出變平滑。為此目的，從泵送光源發(fā)射的用于分布放大的多個(gè)泵送光波被設(shè)置成具有一種波長(zhǎng)關(guān)系，使得在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)之間的頻率間隔相差0.2至1.4太赫。表2(a)和2(b)給出特定的波長(zhǎng)和功率。表2(a)在波長(zhǎng)(nm)方面給出，以及表2(b)在頻率(太赫)方面給出。在這個(gè)實(shí)施例中，在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)之間的頻率差值是1.2太赫。
表2(a)

表2(b)

借助于這種安排，如圖3所示，經(jīng)由一個(gè)光傳輸線路傳輸?shù)膬蓚€(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)波段的波分復(fù)用光信號(hào)的凈增益(損耗)變平了，如圖4所示S波段部分是平的，以及如圖5所示C波段部分是平的。
不管第一個(gè)實(shí)施例的假設(shè)，即在S波段和C波段(1510至1530nm)之間的波段未被用作信號(hào)波段，如果提供了一個(gè)放大器作為離散的放大器同時(shí)實(shí)現(xiàn)這些雙波段的放大，這些雙波段能夠被作為無(wú)縫的波段使用。此外在以上所述的情況中，當(dāng)用于分布喇曼放大的比最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)長(zhǎng)17至18太赫的波長(zhǎng)包括在信號(hào)波段內(nèi)的時(shí)候，與第一個(gè)實(shí)施例相同，在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)的波長(zhǎng)之間的波長(zhǎng)間隔被設(shè)置為頻率相差0.2至1.4太赫，借此可以減少?gòu)姆植祭糯笃鬏敵龅牟ǚ謴?fù)用光信號(hào)的波紋。
工業(yè)實(shí)用性按照本發(fā)明，從泵送光源發(fā)射的用于分布放大的多個(gè)泵送光波被設(shè)置成具有一種波長(zhǎng)關(guān)系，使得在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)之間的頻率間隔相差0.2至1.4太赫，借此實(shí)施組合，使得在一個(gè)泵送波長(zhǎng)的喇曼增益中的凹處和凸起(波谷和波紋)彼此抵銷，以及在兩個(gè)或兩個(gè)以上傳輸波段基礎(chǔ)上產(chǎn)生的波紋被減少，使獲得一個(gè)具有平滑的輸出電平的波分復(fù)用光信號(hào)成為可能。
即使波分復(fù)用光信號(hào)的信號(hào)波段未被分成如上所述的兩個(gè)以上，當(dāng)長(zhǎng)于最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)17至18太赫的波段被用作信號(hào)光波的時(shí)候，在信號(hào)波段中產(chǎn)生的該波紋被通過(guò)利用具有相同的波長(zhǎng)分配的泵送光波而減少，以便獲得一個(gè)具有平滑的輸出電平的波分復(fù)用光信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種喇曼光放大系統(tǒng)，其中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)波段的波分復(fù)用光信號(hào)被在一個(gè)傳輸線中傳送，以及其中多個(gè)泵送光波被引入所述傳輸線，使得在最短的信號(hào)波段中的波分復(fù)用光信號(hào)被所述多個(gè)泵送光波喇曼放大，其中在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)之間的頻率間隔相差0.2至1.4太赫。
2.按照權(quán)利要求1的喇曼光放大系統(tǒng)，其中波分復(fù)用光信號(hào)的波段包括在S波段、C波段以及L波段之中的兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)波段。
3.按照權(quán)利要求1或者2的喇曼光放大系統(tǒng)，其中波分復(fù)用光信號(hào)的波段包括S波段、C波段以及L波段的信號(hào)波段。
4.按照權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)的喇曼光放大系統(tǒng)，其中每個(gè)信號(hào)波段的寬度大于20nm。
5.一種喇曼光放大系統(tǒng)，其中多個(gè)泵送光波被引入一個(gè)光傳輸線路，以及波分復(fù)用光信號(hào)通過(guò)一個(gè)分布喇曼光放大器經(jīng)歷喇曼光放大，其中，該多個(gè)泵送光波被設(shè)置成具有一個(gè)波長(zhǎng)相互關(guān)系，使得在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)之間的頻率相差0.2至1.4太赫，并且比最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)長(zhǎng)17至18太赫的波段被包括在所述波分復(fù)用光信號(hào)的波段中。
全文摘要
在一種喇曼光放大系統(tǒng)中，其中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)波段的波分復(fù)用光信號(hào)被在一個(gè)傳輸線中傳送，以及其中多個(gè)泵送光波被引入所述傳輸線，使得在最短的信號(hào)波段中的波分復(fù)用光信號(hào)被所述多個(gè)泵送光波喇曼放大，在最長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)和次長(zhǎng)的泵送波長(zhǎng)之間的頻率相差0.2至1.4太赫。這使得利用消除在分布放大比較長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍上的喇曼增益波紋使得波分復(fù)用信號(hào)的電平變平滑成為可能。
文檔編號(hào)G02F1/35GK1398080SQ02126108
公開日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2002年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者江森芳博 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社