專(zhuān)利名稱(chēng)：多級(jí)免維護(hù)光纖遠(yuǎn)程中繼放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種提高光纖傳輸距離的光中繼放大和傳輸系統(tǒng)，尤其是在高速通信鏈路中使用的多級(jí)免維護(hù)光纖遠(yuǎn)程中繼放大器。
背景技術(shù)：
輸入光纖的光信號(hào)都有一定的強(qiáng)度限制，以保證輸入的光強(qiáng)在光纖非線(xiàn)性效應(yīng)許可的范圍內(nèi)并且不會(huì)影響光信號(hào)檢出；光纖傳輸信號(hào)的衰減導(dǎo)致信號(hào)太弱而不能被光信號(hào)檢測(cè)器檢出，因此光纖都有一定的傳輸距離。為了延長(zhǎng)光信號(hào)的傳輸距離，通常采用中繼放大的方法，每隔一段距離后對(duì)光信號(hào)進(jìn)行有源放大。有源放大的中繼放大器都需要電源，并且需要進(jìn)行巡檢以保證光傳輸線(xiàn)路的可靠性。一種減少有源中繼放大的方法是將一段作為放大器的光纖嵌入傳輸鏈路，泵浦光從光纖兩端注入，在光纖線(xiàn)路中間對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大，常用于海底光纜等要求維護(hù)少、有源設(shè)備少的場(chǎng)合。但是10G、40G、100G等高速光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)明顯，不發(fā)生非線(xiàn)性效應(yīng)的許可光強(qiáng)很小，因此極大地降低了光纖線(xiàn)路的有效距離，使得需要增加多級(jí)有源放大器并增大了維護(hù)成本。而前述嵌入放大器由于中繼放大后的信號(hào)強(qiáng)度不能太強(qiáng)，導(dǎo)致傳輸距離延長(zhǎng)的不夠，一般只能延長(zhǎng)兩倍，更長(zhǎng)的距離則需要有源中繼放大。光纖放大器的放大方向與泵浦光源入射方向無(wú)關(guān)，與待放大的光信號(hào)入射方向有關(guān)。
發(fā)明內(nèi)容由于泵浦光源強(qiáng)度不受非線(xiàn)性效應(yīng)影響，注入光纖鏈路的泵浦光源可以很強(qiáng)，增加斷路保護(hù)裝置后可以避免過(guò)強(qiáng)的泵浦光信號(hào)泄露導(dǎo)致的損害。為了減少有源放大器的個(gè)數(shù)，延長(zhǎng)光傳輸距離，將有源中繼放大器的泵浦光源改為由光纖兩端注入，作為放大器的摻鉺光纖則嵌入傳輸鏈路，實(shí)現(xiàn)中繼點(diǎn)無(wú)需外接電源的有源放大器，減少甚至消除了有源放大器的維護(hù)成本。為了消除高速光傳輸鏈路中的非線(xiàn)性效應(yīng)，需要將泵浦光源和放大光纖的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，本發(fā)明采用多段接入摻鉺光纖的方法，通過(guò)對(duì)泵浦光源的強(qiáng)度、無(wú)電源中繼間隔 (即放大用摻鉺光纖在光纖鏈路上的距離)、放大用摻鉺光纖的長(zhǎng)度等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和考慮，實(shí)現(xiàn)放大器的輸出光信號(hào)的非線(xiàn)性效應(yīng)最小，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多倍于無(wú)光放大器光纖傳輸系統(tǒng)的光傳輸距離，甚至可以實(shí)現(xiàn)傳輸節(jié)點(diǎn)中間全程無(wú)電源中繼放大。對(duì)于一些色散敏感的光纖傳輸系統(tǒng)，由于在一定傳輸距離后需要對(duì)光信號(hào)進(jìn)行再生以消除色散的影響，此時(shí)有源中繼放大是必須的，但是數(shù)量也大大減少了。本方案的多級(jí)免維護(hù)光纖遠(yuǎn)程中繼放大器，其特征是將泵浦光從傳輸光纖系統(tǒng)的兩端注入，作為放大器的摻鉺光纖分為多段串入長(zhǎng)途傳輸光纖鏈路。每一段作為放大器的摻鉺光纖的距離以及摻鉺光纖長(zhǎng)度的形狀特征符合相關(guān)的限定，即在額定泵浦光源強(qiáng)度下保證每一級(jí)放大后的光信號(hào)強(qiáng)度處于光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)最小的許可光強(qiáng)范圍內(nèi)，且延長(zhǎng)光纖傳輸距離若干倍后仍有足夠的光強(qiáng)供光信號(hào)檢測(cè)。本申請(qǐng)的有益效果是，通過(guò)本申請(qǐng)方案的實(shí)施，遠(yuǎn)距離光纖傳輸系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多倍于無(wú)光放大器的傳輸距離，同時(shí)又極大地減少傳輸路徑上需要維護(hù)的有源中繼放大器的數(shù)量，甚至可以構(gòu)成全線(xiàn)路不需維護(hù)有源中繼放大器的遠(yuǎn)距離光纖傳輸系統(tǒng)，減少管理和維護(hù)成本，提高了通信系統(tǒng)的可靠性。

附圖1為帶有多級(jí)無(wú)電源的中繼光放大器結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示的傳輸光纖系統(tǒng) 1中包含了多段放大用的摻鉺光纖5和6嵌入傳輸光纖7中，正向泵浦光源3和逆向泵浦光源4從傳輸光纖系統(tǒng)兩端注入，其中與信號(hào)光同向的稱(chēng)為正向泵浦光源，與信號(hào)光反向的稱(chēng)為逆向泵浦光源；光信號(hào)2從傳輸光纖系統(tǒng)一端注入，從另一端輸出。該圖只是結(jié)構(gòu)和連接示意圖，并不表示光纖實(shí)際有多粗和光纖實(shí)際傳輸距離有多遠(yuǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施的時(shí)候，可以由下列步驟來(lái)設(shè)計(jì)1、將泵浦光從傳輸光纖系統(tǒng)的兩端注入，作為放大器的摻鉺光纖分為多段接入長(zhǎng)途傳輸光纖鏈路，實(shí)現(xiàn)多級(jí)放大光信號(hào)；2、通過(guò)對(duì)泵浦光源的強(qiáng)度、每一段作為放大器的摻鉺光纖的距離以及摻鉺光纖長(zhǎng)度的合理設(shè)計(jì)，可以保證每一級(jí)放大后的光信號(hào)強(qiáng)度處于光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)最小的許可光強(qiáng)范圍內(nèi)，且延長(zhǎng)光纖傳輸距離若干倍后仍有足夠的光強(qiáng)供光信號(hào)檢測(cè)。這是本發(fā)明的主要特征，
以下結(jié)合附圖1進(jìn)行解釋。如圖1所示，Li表示兩段摻鉺光纖5和6之間傳輸光纖7的長(zhǎng)度，光信號(hào)2傳輸Li 距離后強(qiáng)度由前一級(jí)放大器5輸出強(qiáng)度OUIV1衰減為INi, INi作為第i級(jí)光纖放大器6的信號(hào)輸入強(qiáng)度。雙向泵浦光源(正向泵浦光源3和逆向泵浦光源4)經(jīng)過(guò)傳輸衰減(由各自的初始光強(qiáng)和到達(dá)第i級(jí)放大器6摻鉺光纖位置時(shí)各自的傳輸距離決定)后在第i級(jí)光纖放大器6處的疊加強(qiáng)度為Pi，則Pi和本級(jí)放大器光纖7長(zhǎng)度Mi決定了本級(jí)放大器輸出光信號(hào)的增益Ai ；輸出光信號(hào)強(qiáng)度OUTi = 1隊(duì)+&。一般可以讓Li = Lj以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，在固定了泵浦光源強(qiáng)度后，只需改變摻鉺光纖6 的長(zhǎng)度Mi即可控制該級(jí)放大器的增益。因此不同傳輸距離和泵浦光源強(qiáng)度下的不同位置的摻鉺光纖的長(zhǎng)度是不同的。而設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是增益A應(yīng)該能補(bǔ)償傳輸距離Li內(nèi)的光信號(hào)衰減，且最終的輸出光信號(hào)強(qiáng)度滿(mǎn)足數(shù)據(jù)能夠被精確檢出即可。上述圖1和前面的設(shè)計(jì)、解釋均只是作為對(duì)本發(fā)明原理和實(shí)施方式的說(shuō)明，而不是一個(gè)具體的實(shí)例。使用Li Φ Lj的摻鉺光纖距離設(shè)計(jì)，只將泵浦光源從傳輸光纖系統(tǒng)的一端注入，放大用的摻鉺光纖改為其他類(lèi)型的具有放大作用的光纖，或者改變泵浦光源注入光纖/耦合入光纖方式，這幾類(lèi)情形均不是對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性改進(jìn)。
權(quán)利要求1. 一種延長(zhǎng)光纖傳輸距離并減少有源中繼放大的多級(jí)免維護(hù)光纖遠(yuǎn)程中繼放大器，其構(gòu)造特征是，作為放大器的摻鉺光纖分為多段串入長(zhǎng)途傳輸光纖鏈路。
專(zhuān)利摘要本申請(qǐng)公布一種多級(jí)免維護(hù)光纖遠(yuǎn)程中繼放大器，其將有源中繼放大器的泵浦光源由光纖傳輸系統(tǒng)兩端注入，作為放大器的摻鉺光纖則嵌入傳輸鏈路，實(shí)現(xiàn)中繼點(diǎn)無(wú)需外接電源的有源放大器，減少甚至消除了有源放大器的維護(hù)成本；為了消除光信號(hào)的非線(xiàn)性效應(yīng)，采用多段接入摻鉺光纖的方法，通過(guò)對(duì)泵浦光源的強(qiáng)度、無(wú)電源中繼間隔(即放大用摻鉺光纖在光纖鏈路上的距離)、放大用摻鉺光纖的長(zhǎng)度等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和考慮，實(shí)現(xiàn)放大后輸出光信號(hào)的非線(xiàn)性效應(yīng)最小，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多倍于無(wú)光放大器光纖傳輸系統(tǒng)的光傳輸距離，甚至可以實(shí)現(xiàn)傳輸節(jié)點(diǎn)中間全程無(wú)電源中繼放大。
文檔編號(hào)H04B10/12GK202206400SQ201120077389
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:彭艷兵