本實用新型涉及一種放大器裝置，尤其是一種可現(xiàn)場配置及升級的放大器裝置。

背景技術(shù)：

光纖通信技術(shù)自問世以來，一直沿著兩個目標(biāo)不斷向前發(fā)展。一是延長中繼距離，二是提高傳輸速率。在摻鉺光纖放大器（EDFA）出現(xiàn)以后，新的傳輸距離紀(jì)錄不斷突破，無中繼傳輸距離不斷增加。拉曼放大器的出現(xiàn)，進(jìn)一步增大無電再生中繼距離。拉曼放大器以傳輸光纖為增益介質(zhì)，可以實行邊傳輸邊放大，相對EDFA集總式放大，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的信噪比。隨著電力傳輸，海底傳輸?shù)葻o中繼傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，拉曼放大器變得越來越重要。隨著增益要求的逐漸增大，由于光纖中單次和雙次瑞利散射引起的噪聲問題在很大程度上限制了系統(tǒng)性能的提高。所以普通的一階拉曼對系統(tǒng)傳輸性能的改善還是有限的。

拉曼放大器 FRA是利用光纖中的拉曼散射效應(yīng)將短波長泵浦光的能量轉(zhuǎn)化為長波長信號光的能量。泵浦光與信號光峰值之間有13.2THz（1550nm通訊窗口大約100nm）的頻移。高階拉曼效應(yīng)也稱多次拉曼散射，即位于高頻的大功率光子的能量能夠經(jīng)過數(shù)次斯托克斯頻移，逐級泵浦低頻光子。它的原理是在傳統(tǒng)泵浦光P1波長的斯托克斯頻移之上再引入高階泵浦源P2，由P1作為信號光的直接泵浦源。這樣Pl在光纖中的損耗可以由P2產(chǎn)生的增益來補償，減少了泵浦損耗對拉曼增益的影響，P1在光纖中的功率分布更趨近于恒定值，從而進(jìn)一步達(dá)到分布放大的效果。拉曼激射的順序依次是3階泵浦光將能量轉(zhuǎn)移給2階泵浦光，2階泵浦光將能量轉(zhuǎn)移給1階泵浦光，1階泵浦光將能量轉(zhuǎn)移給信號光，按照3階->2階->1階->信號光的順序依次進(jìn)行功率轉(zhuǎn)移。

遙泵放大器(ROPA)將一段摻餌光纖(EDF)插入傳輸光纖中，通過專門的泵浦輸送光纖或者傳輸光纖本身,從遠(yuǎn)端注泵浦光入EDF，將集總增益引入到傳輸跨段中，遙泵光源通常采用瓦級的1480nm激光器，以克服長距離光纖傳輸?shù)膿p耗問題。高階遙泵效應(yīng)也是基于上述高階拉曼散射的原理實現(xiàn)的。

目前拉曼放大器和遙泵放大器的使用已經(jīng)成為超長跨距無中繼光纖通信系統(tǒng)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。目前國外已經(jīng)有3階拉曼放大器實現(xiàn)600km傳輸?shù)膶嶒炇医Y(jié)果。從國內(nèi)超長距離的發(fā)展?fàn)顩r來講，400km的傳輸需求已經(jīng)出現(xiàn)，隨著技術(shù)的發(fā)展500km以上傳輸需求也會出現(xiàn)。那么對放大器技術(shù)的需求也會逐漸提高。

在工程設(shè)計的時候一般會根據(jù)傳輸距離或傳輸損耗來配置光學(xué)放大器。例如，當(dāng)跨距在250km以內(nèi)的時候，配置拉曼放大器；距離進(jìn)一步加長到350 km，需要配置遙泵放大器；距離繼續(xù)加長超過400km，就需要配置拉曼放大器加遙泵放大器或者高階階拉曼放大器或高階遙泵放大器。但是我們在實際的無中繼傳輸研究和應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，有一些無中繼傳輸系統(tǒng)只有傳輸距離并不能做出很好的預(yù)算，低估/高估傳輸需求的情況都時有發(fā)生，這就導(dǎo)致開工前訂制的放大器在實際使用過程中可能并不匹配，有時候是設(shè)計余量不足，有時又可能是設(shè)計浪費。此外施工現(xiàn)場由于地形，環(huán)境等因素，機(jī)房收發(fā)端狀況不同等，放大器配置方案往往需要現(xiàn)場重新規(guī)劃和訂制，這樣就造成了經(jīng)費和資源的浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種可現(xiàn)場配置及升級的放大器裝置，在系統(tǒng)實際搭建的時候，這種裝置可根據(jù)具體需求靈活配置成各種放大器，同時，該裝置可以在不更換任何設(shè)備的前提下，現(xiàn)場實現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)容，使系統(tǒng)平滑升級，避免了系統(tǒng)重建的費用。

為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案是：一種可現(xiàn)場配置及升級的放大器裝置，包括主配置板和擴(kuò)展板，其特征在于：所述主配置板上設(shè)有第一波長組合器、第二波長組合器、第三波長組合器、第四波長組合器和控制電路，所述擴(kuò)展板包括第一擴(kuò)展單板、第二擴(kuò)展單板、第三擴(kuò)展單板、第四擴(kuò)展單板和預(yù)留擴(kuò)展單板，所述波長組合器設(shè)有三個端口，分別為直通端口、反射端口和公共端口，所述第一擴(kuò)展單板和第二擴(kuò)展單板分別與第一波長組合器的直通端口和反射端口連接，第三擴(kuò)展單板和第四擴(kuò)展單板分別和第二波長組合器的直通端口和反射端口連接，所述第一波長組合器的公共端口與第三波長組合器的直通端口連接，所述第二波長組合器的公共端口與第三波長組合器的反射端口連接，所述第三波長組合器的公共端口與第四波長組合器的直通端口連接，所述第四波長組合器的反射端口作為放大后的信號輸出端連接于信號輸出設(shè)備，所述第四波長組合器的公共端口連接于泵浦輸出端口，進(jìn)而連接待放大的傳輸光纖。

進(jìn)一步地，所述主配置板上還設(shè)有四個擴(kuò)展口和預(yù)留擴(kuò)展口，所述四個擴(kuò)展口的一端分別與第一波長組合器的直通端口/反射端口、第二波長組合器的直通端口/反射端口連接，所述擴(kuò)展口另一端通過法蘭連接器和光纖跳線連接到相應(yīng)的擴(kuò)展單板，所述預(yù)留擴(kuò)展口可根據(jù)實際需要與預(yù)留擴(kuò)展單板配置。

進(jìn)一步地，所述擴(kuò)展單板包括四個拉曼泵浦激光器、兩個隔離偏振泵浦合波器、波長組合器和泵浦驅(qū)動制冷控制電路，所述隔離偏振泵浦合波器包括兩個輸入端和輸出端，所述兩個輸入端均與泵浦激光器連接，所述兩個隔離偏振泵浦合波器的輸出端分別連接于波長組合器的直通端口和反射端口，所述波長組合器的公共端口為擴(kuò)展單板的輸出端；所述第一擴(kuò)展單板、第二擴(kuò)展單板、第三擴(kuò)展單板和第四擴(kuò)展單板對應(yīng)的波長組合器分別為第五波長組合器、第六波長組合器、第七波長組合器和第八波長組合器。

作為優(yōu)選，所述擴(kuò)展板中擴(kuò)展單板的數(shù)量沒有限定，可根據(jù)實際需要與主配置板配置，也可以重復(fù)配置或不完全配齊。

作為優(yōu)選，所述擴(kuò)展單板中的泵浦激光器的數(shù)量沒有限制，根據(jù)實際成本或考慮單板散熱，數(shù)量在四個或四個以下。

進(jìn)一步地，所述擴(kuò)展口通過法蘭連接器和光釬跳線連接到相應(yīng)的擴(kuò)展單板是指，擴(kuò)展口一連接到第一擴(kuò)展單板的輸出端，擴(kuò)展口二連接到第二擴(kuò)展單板的輸出端，擴(kuò)展口三連接到第三擴(kuò)展單板的輸出端，擴(kuò)展口四連接到第四擴(kuò)展單板的輸出端，所述連接均通過法蘭連接器和光釬跳線連接。

作為優(yōu)選，所述擴(kuò)展口與擴(kuò)展單板可以不完全連接，可根據(jù)實際需求去連接配置成不同組合方式的放大器。

作為優(yōu)選，所述第一波長組合器用來合成波段為1405~1460 nm和1465~1500 nm的泵浦光，所述第二波長組合器用來合成波段為1200~1300 nm和1305~1400 nm的泵浦光，所述第三波長組合器用來合成波段為1405~1500 nm和1200~1400 nm的泵浦光，所述第四波長組合器用來合成波段為1200~1500 nm的泵浦光和1505~1610 nm的信號光，所述第五波長組合器用來合成波段為1405~1435 nm和1440~1460 nm的泵浦光，所述第六波長組合器用來合成波段為1465~1478 nm和1483~1500nm的泵浦光，所述第七波長組合器用來合成波段為1305~1360 nm和1365~1400 nm的泵浦光，所述第八波長組合器用來合成波段為1200~1260 nm和1265~1300 nm的泵浦光。

作為優(yōu)選，所述波長組合器合成的波段劃分不是絕對的。

從以上描述可以看出，本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了一種可現(xiàn)場配置及升級的放大器裝置，這種放大器裝置可以根據(jù)傳輸實際情況配置成拉曼放大器，遙泵放大器，2階拉曼放大器，2階遙泵放大器，3階拉曼放大器，3階遙泵放大器等，大大節(jié)省了系統(tǒng)建設(shè)初期的經(jīng)費預(yù)算，同時，本實用新型可以在不更換任何設(shè)備的前提下現(xiàn)場將C波段拉曼放大器擴(kuò)展成C+L波段拉曼放大器，這樣就可以實現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)容需求，使系統(tǒng)平滑升級，避免了系統(tǒng)重建的費用。

附圖說明

圖1為本實用新型總體外觀結(jié)構(gòu)框架圖。

圖2為本實用新型總體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型第一擴(kuò)展單板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明第二擴(kuò)展單板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明第三擴(kuò)展單板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明第四擴(kuò)展單板的結(jié)構(gòu)示意圖

附圖說明：1-主配置板、2-擴(kuò)展板、3-第一波長組合器、4-第二波長組合器、5-第三波長組合器、6-第四波長組合器、7-第一擴(kuò)展單板、8-第二擴(kuò)展單板、9-第三擴(kuò)展單板、10-第四擴(kuò)展單板、11-第五波長組合器、12-第六波長組合器、13-第七波長組合器、14-第八波長組合器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實用新型的具體實施方案。

根據(jù)附圖1所示，主配置版1上的1、2、3和4分別為擴(kuò)展口一、擴(kuò)展口二、擴(kuò)展口三和擴(kuò)展口四，預(yù)留為預(yù)留擴(kuò)展口，輸出1與泵浦輸出/信號輸入端連接，輸出2與信號輸出/信號監(jiān)測端連接，所述擴(kuò)展口一、擴(kuò)展口二、擴(kuò)展口三、擴(kuò)展口四、預(yù)留擴(kuò)展口分別與第一擴(kuò)展單板7、第二擴(kuò)展單板8、第三擴(kuò)展單板9、第四擴(kuò)展單板10、預(yù)留擴(kuò)展單板的輸出端連接。

根據(jù)附圖2所示，一種可現(xiàn)場配置及升級的放大器裝置，包括主配置板1和擴(kuò)展板2，其特征在于：所述主配置板1上設(shè)有第一波長組合器3、第二波長組合器4、第三波長組合器5、第四波長組合器6和控制電路，所述擴(kuò)展板2包括第一擴(kuò)展單板7、第二擴(kuò)展單板8、第三擴(kuò)展單板9、第四擴(kuò)展單板10和預(yù)留擴(kuò)展單板，所述波長組合器設(shè)有三個端口，分別為直通端口、反射端口和公共端口，所述第一擴(kuò)展單板7和第二擴(kuò)展單板8分別與第一波長組合器3的直通端口和反射端口連接，第三擴(kuò)展單板9和第四擴(kuò)展單板10分別和第二波長組合器4的直通端口和反射端口連接，所述第一波長組合器3的公共端口與第三波長組合器5的直通端口連接，所述第二波長組合器4的公共端口與第三波長組合器5的反射端口連接，所述第三波長組合器5的公共端口與第四波長組合器6的直通端口連接，所述第四波長組合器6的反射端口作為放大后的信號輸出端連接于信號輸出設(shè)備，所述第四波長組合器6的公共端口連接于泵浦輸出端口，進(jìn)而連接待放大的傳輸光纖。

進(jìn)一步地，所述主配置板1上還設(shè)有4個擴(kuò)展口和預(yù)留擴(kuò)展口，所述四個擴(kuò)展口的一端分別與第一波長組合器3的直通端口/反射端口、第二波長組合器4的直通端口/反射端口連接，所述擴(kuò)展口另一端通過法蘭連接器和光纖跳線連接到相應(yīng)的擴(kuò)展單板，所述預(yù)留擴(kuò)展口可根據(jù)實際需要與預(yù)留擴(kuò)展單板配置。所述擴(kuò)展口通過法蘭連接器和光纖跳線連接到相應(yīng)的擴(kuò)展單板是指，擴(kuò)展口一連接到第一擴(kuò)展單板7的輸出端，擴(kuò)展口二連接到第二擴(kuò)展單板8的輸出端，擴(kuò)展口三連接到第三擴(kuò)展單板9的輸出端，擴(kuò)展口四連接到第四擴(kuò)展單板10的輸出端，所述連接均通過法蘭連接器和光纖跳線連接。

根據(jù)附圖3-6所示，所述擴(kuò)展單板包括四個泵浦激光器、兩個隔離偏振泵浦合波器、波長組合器和泵浦驅(qū)動制冷控制電路，所述隔離偏振泵浦合波器包括兩個輸入端和輸出端，所述兩個輸入端均與泵浦激光器連接，所述兩個隔離偏振泵浦合波器的輸出端分別連接于波長組合器的直通端口和反射端口，所述波長組合器的公共端口為擴(kuò)展單板的輸出端；所述第一擴(kuò)展單板7、第二擴(kuò)展單板8、第三擴(kuò)展單板9和第四擴(kuò)展單板10對應(yīng)的波長組合器分別為第五波長組合器11、第六波長組合器12、第七波長組合器13和第八波長組合器14。所述泵浦激光器可提供不同波長的泵浦光，所述擴(kuò)展單板根據(jù)不同波長的泵浦激光器組合可提供不同波段的泵浦光源，進(jìn)而配置成不同類型的放大器。所述第一擴(kuò)展單板7主要提供C波段的泵浦光源，所述第二擴(kuò)展單板8主要提供L波段的泵浦光源，所述第三擴(kuò)展單板9主要提供二階拉曼/二階遙泵泵浦光源，所述第四擴(kuò)展單板10主要提供三階拉曼/三階遙泵泵浦光源。

作為優(yōu)選，所述擴(kuò)展板2中擴(kuò)展單板的數(shù)量沒有限定，可根據(jù)實際需要與主配置板1配置，也可以重復(fù)配置或不完全配齊。

作為優(yōu)選，所述擴(kuò)展單板中的泵浦激光器的數(shù)量沒有限制，根據(jù)實際成本或考慮單板散熱，數(shù)量在四個或四個以下。

作為優(yōu)選，所述擴(kuò)展口與擴(kuò)展單板可以不完全連接，可根據(jù)實際需求去連接配置成不同組合方式的放大器。

作為優(yōu)選，所述第一波長組合器3用來合成波段為1405~1460 nm和1465~1500 nm的泵浦光，所述第二波長組合器4用來合成波段為1200~1300 nm和1305~1400 nm的泵浦光，所述第三波長組合器5用來合成波段為1405~1500 nm和1200~1400 nm的泵浦光，所述第四波長組合器6用來合成波段為1200~1500 nm的泵浦光和1505~1610 nm的信號光，所述第五波長組合器11用來合成波段為1405~1435 nm和1440~1460 nm的泵浦光，所述第六波長組合器12用來合成波段為1465~1478 nm和1483~1500nm的泵浦光，所述第七波長組合器13用來合成波段為1305~1360nm和1365~1400 nm的泵浦光，所述第八波長組合器14用來合成波段為1200~1260 nm和1265~1300 nm的泵浦光。所述波長組合器合成的波段劃分不是絕對的。

本實用新型的可現(xiàn)場配置及升級的放大器裝置可以配置得到如下放大器：

1）. 主配置板1上的擴(kuò)展口一與第一擴(kuò)展單板7的輸出端連接，可以得到C波段拉曼放大器。其作用可以實現(xiàn)對整個C-band 1527~1565nm之間的波長信號進(jìn)行放大。通過選用多波長泵浦，可以在整個C-band獲得非常平坦的增益。

2）. 主配置板1上的擴(kuò)展口二與第二擴(kuò)展單板8的輸出端連接，可以得到L波段拉曼放大器或者遙泵泵浦源(RPU)。對應(yīng)可以放大整個L-band1568~1610nm之間的波長信號。若是作為遙泵泵浦源使用需要同時在距離泵浦源70~100km位置配置摻鉺光纖模塊（RGU）。RPU與RGU需要聯(lián)合運用。根據(jù)系統(tǒng)需要，泵浦還可以采用同纖隨路泵浦和異纖旁路泵浦的泵浦方式。

3）. 主配置板1上的擴(kuò)展口一與第一擴(kuò)展單板7的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口二與第二擴(kuò)展單板8的輸出端連接，可以得到C+L波段拉曼放大器。可以放大1525~1610nm整個C+L波段的信號。

4). 主配置板1上的擴(kuò)展口一與第一擴(kuò)展單板7的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口三與第三擴(kuò)展單板9的輸出端連接，可以得到二階C波段拉曼放大器。如果擴(kuò)展口3配置的LD波長為1300~1365nm之間的泵浦光，就可以構(gòu)成C波段二階拉曼放大器。這里擴(kuò)展口三的泵浦光光作為擴(kuò)展口一的泵浦光的二階泵浦源，首先將14xxnm的一階泵浦光進(jìn)行泵浦，得到的增大的一階泵浦光再對信號光進(jìn)行泵浦，結(jié)果可以得到噪聲更低的二階拉曼放大器。因為二階泵浦光和一階泵浦光是同時注入光纖所以可以邊傳輸邊放大。信號功率起伏很小，噪聲特性更好。

5). 主配置板1上的擴(kuò)展口二與第二擴(kuò)展單板8的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口三與第三擴(kuò)展單板9的輸出端連接，可以得到二階L波段拉曼放大器或者二階遙泵放大器。若是作為遙泵泵浦源使用需要同時在距離泵浦源70~100km位置配置摻鉺光纖模塊（RGU）。RPU與RGU需要聯(lián)合運用。根據(jù)系統(tǒng)需要，泵浦還可以采用同纖隨路泵浦和異纖旁路泵浦的泵浦方式。

6）. 主配置板1上的擴(kuò)展口一與第一擴(kuò)展單板7的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口三與第三擴(kuò)展單板9的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口四與第四擴(kuò)展單板10的輸出端連接，可以得到三階C波段拉曼放大器。

7）. 主配置板1上的擴(kuò)展口二與第二擴(kuò)展單板8的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口三與第三擴(kuò)展單板9的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口四與第四擴(kuò)展單板10的輸出端連接，可以得到三階L波段拉曼放大器或者三階遙泵放大器。若是作為遙泵泵浦源使用需要同時在距離泵浦源70~100km位置配置摻鉺光纖模塊（RGU）。RPU與RGU需要聯(lián)合運用。根據(jù)系統(tǒng)需要，泵浦還可以采用同纖隨路泵浦和異纖旁路泵浦的泵浦方式。

8）. 主配置板1上的擴(kuò)展口一與第一擴(kuò)展單板7的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口二與第二擴(kuò)展單板8的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口三與第三擴(kuò)展單板9的輸出端連接，可以構(gòu)成二階C+L波段放大器。

9）. 主配置板1上的擴(kuò)展口一與第一擴(kuò)展單板7的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口二與第二擴(kuò)展單板8的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口三與第三擴(kuò)展單板9的輸出端連接+主配置板1上的擴(kuò)展口四與第四擴(kuò)展單板10的輸出端連接，可以構(gòu)成三階C+L波段拉曼放大器。

以上對本實用新型的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本實用新型限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述描述，可以進(jìn)行很多變化。對示例性實施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本實用新型的特定原理及其實際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本實用新型的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。