專利名稱：一種光中繼設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光功率放大領(lǐng)域，尤其是一種由光纖放大器構(gòu)成的光中繼設備。
背景技術(shù)：
為實現(xiàn)信號的遠距離傳輸，現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)一般都以摻鉺光纖放大器(EDFA)作為中繼單元，對經(jīng)光纖傳輸而衰減的光信號進行放大，使信號向下一級傳輸，一般每級放大的跨距為80公里。由于EDFA自身的噪聲較大，受其影響，信號經(jīng)每級放大后，其光信噪比會有較為嚴重的劣化，考慮到接受端對光信噪比的要求，這種光傳輸系統(tǒng)通常只能傳六、七百公里。如果要完成上千公里的傳輸，需要加電中繼。
圖1為現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該光傳輸系統(tǒng)包括信號發(fā)送端10、傳輸光纖111～114、光中繼設備121～124、電中繼設備13、信號接收端14。信號從發(fā)送端10送入光纖，通過傳輸光纖111傳輸一定距離后，因光纖自身的損耗，傳輸信號會被衰減，衰減的信號通過第一個光中繼設備121放大后繼續(xù)向下一級傳輸，如此循環(huán)。當傳輸幾級后，因光信噪比的劣化，信號無法繼續(xù)向下傳，此時通過一個電中繼設備13對信號進行恢復，電中繼設備13輸出的光信號有良好的光信噪比，使得信號可以繼續(xù)向下一級傳輸，從而實現(xiàn)光信號的遠距離傳輸，到達信號接收端14。
圖2示出了上述光傳輸系統(tǒng)中的光中繼設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的光中繼設備一般都是利用EDFA進行放大，以圖1中的光中繼設備121為例，具體包括可調(diào)衰減器(VOA)211、可調(diào)衰減器212、色散補償模塊(DCM)23和EDFA221、EDFA222。經(jīng)光纖111傳輸并被衰減的信號首先通過VOA211進入EDFA221進行放大，使得信號功率得到一定的提高，再經(jīng)VOA212、DCM23進入EDFA222進行再次放大，然后送入光纖進行下一級傳輸。其中EDFA221和EDFA222共同為光中繼設備提供信號增益，以補償傳輸光纖111、VOA211、VOA212、DCM23的損耗。VOA211和VOA212的作用是調(diào)節(jié)光信號功率以滿足EDFA221、EDFA222對輸入信號的功率要求。
由以上可知，使用含有EDFA的光中繼設備，由于EDFA的噪聲特性，長距離的光傳輸必須在傳輸線路中增加電中繼，因此增加了傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜性，并增加了系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有光中繼設備的缺點，提供一種具有良好信噪比的光中繼設備，在長距離光傳輸系統(tǒng)中使用該光中繼設備可以降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜性和成本。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的光中繼設備包括第一可調(diào)光衰減器、第一摻鉺光纖放大器、第二可調(diào)光衰減器、色散補償模塊、第二摻鉺光纖放大器，各部分按上述順序依次連接，其特征在于還包括一個喇曼光纖放大器，所述喇曼光纖放大器的輸出端與第一可調(diào)光衰減器連接。
上述光中繼設備中，所述的喇曼光纖放大器為分布式喇曼光纖放大器，包括產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源和將所述泵浦光與信號光進行耦合以對信號光進行放大的波分復用器。
上述的光中繼設備中，所述的喇曼放大器進一步包括一個連接所述波分復用器輸出端對回波進行隔離的隔離器。
上述的光中繼設備中，所述的泵浦光源為雙波長泵浦光源，其產(chǎn)生的泵浦光為1400nm～1470nm范圍內(nèi)的兩個不同波長的光。


圖1為現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有的光中繼設備結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型提供的光中繼設備結(jié)構(gòu)圖；圖4為圖3中的喇曼光纖放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明。
圖1和圖2示出的都是現(xiàn)有技術(shù)，前邊已經(jīng)說明，在此不再贅述。
分布式喇曼光纖放大器(FRA)的噪聲系數(shù)一般在-2～0dB范圍之內(nèi)，相對EDFA的5dB左右的噪聲系數(shù)，具有很好的低噪聲特性，因此被認為是實現(xiàn)無電中繼長距離傳輸?shù)幕A(chǔ)。但喇曼光纖放大器對信號提供的增益通常為十幾個dB，不能補償傳輸光纖、可調(diào)光衰減器和色散補償模塊對信號的衰減，也就是說不能只靠FRA自身來實現(xiàn)光信號的中繼。因此，本實用新型采用喇曼、摻鉺光纖混合結(jié)構(gòu)的光纖放大器來實現(xiàn)信號的中繼，既保證信號的遠距離傳輸，又使噪聲特性好于傳統(tǒng)的光中繼設備。
圖3示出了本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖所示，光中繼設備包括分布式喇曼光纖放大器(FRA′)31、第一可調(diào)光衰減器(VOA)321、第一摻鉺光纖放大器(EDFA)331、第二可調(diào)光衰減器(VOA)322、色散補償模塊(DCM)34和第二摻鉺光纖放大器(EDFA)332，以上各部分按上述順序依次連接，其工作過程如下。
信號光在傳輸光纖的傳輸過程中一部分被衰減，因此需要光中繼設備的放大。首先由FRA31放大，F(xiàn)RA31提供大概10dB的增益。由放大器級聯(lián)理論可知，第一級放大器的噪聲特性對整個放大單元的噪聲特性影響最大，所以信號先由低噪聲喇曼放大器放大，這將決定整個放大單元噪聲特性優(yōu)于單純用EDFA做中繼。由FRA31放大后的信號經(jīng)VOA321進入EDFA331放大，經(jīng)EDFA331放大后的信號通過VOA322、DCM34進入EDFA332放大，放大后的信號送入下一級傳輸光纖，實現(xiàn)一個單元的光中繼。周兩個分立EDFA是從以下兩點考慮(1)DCM34入射光功率不能過高，否則會導致非線性，對系統(tǒng)傳輸特性造成影響；(2)傳輸線路中，信號光功率一旦降得過低，就很難高質(zhì)量的恢復，將影響傳輸性能。這兩點是矛盾的，可以通過EDFA331和EDFA332增益的分配來尋求平衡點。先由EDFA331對信號光進行預放大，在經(jīng)過色散補償模塊DCM34的色散補償后，再經(jīng)EDFA332再次放大，以達到光中繼設備的放大要求。由于本實用新型的光中繼設備在EDFA放大階段是采用二級EDFA放大，這一點與傳統(tǒng)的光中繼設備一致，所以不再深入的解釋。對一個具體的EDFA，均有一個特定的規(guī)格，如輸入、輸出光功率的大小，要使EDFA工作特性滿足規(guī)格要求，就必須使輸入信號光功率達到設計時確定的大小，因此，在光中繼設備中增加兩個可調(diào)光功率衰減器VOA321和VOA322，以調(diào)節(jié)輸入EDFA的信號光功率，使其滿足EDFA331和EDFA332對輸入光功率的要求。
由以上可知，本實用新型與傳統(tǒng)的光中繼設備的區(qū)別就在于增加了一個分布式喇曼光纖放大器FRA31。分布式喇曼光纖放大器可以選取通常的分布式喇曼光纖放大器。為了說明清楚，本實用新型以圖4所示的分布式喇曼光纖放大器為例。
如圖4所示，喇曼放大器為分布式光纖放大器，之所以叫分布式光纖放大器是因為在該光纖放大器中，增益介質(zhì)即傳輸光纖本身；與摻鉺光纖放大器的區(qū)別在于摻鉺光纖放大器中，增益介質(zhì)是集中在一段摻鉺光纖。分布式喇曼光纖放大器包括一個泵浦光源42和一個將泵浦光與信號光進行耦合的波分復用器(WDM)41，本實施例的泵浦光源為雙波長泵浦光源，就本實施例而言，因工作帶寬在1529nm～1561nm，即所謂的C_band(Conventional band，常規(guī)波長段)，用雙波長泵浦光源就可滿足要求。如果信號光還包括1569nm～1604nm波段的L_band(Long band，長波波長段)，即C_band和L_band信號同時工作，則還需要增加一個泵浦光源，才可以滿足放大帶寬要求。本實施例中的泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光為1400nm～1470nm范圍內(nèi)的兩個不同波長。為了防止回波的影響，在波分復用器(WDM)的輸出端還連接有一個隔離器(ISO)43，以保障FRA的正常工作。
在分布式拉曼光纖放大器中，光纖線路本身就是放大器，信號的放大是沿光纖分布而不是集中作用的。因此，光纖中各處的信號光功率都比較小，從而可以減小入射光纖的信號光功率，降低非線性效應尤其是四波混頻(FWM)效應的干擾，減輕信道間串擾的影響，這對于大容量超長距離光傳輸系統(tǒng)是十分適合的。
本實用新型綜合了FRA和EDFA的優(yōu)點，其良好的低噪聲特性適合于在信號光超長距離傳輸中的多級放大。使用該光中繼設備的傳輸系統(tǒng)可以不需要電中繼，因此可以降低傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜性和成本。
權(quán)利要求1.一種光中繼設備包括第一可調(diào)光衰減器(321)、第一摻鉺光纖放大器(331)、第二可調(diào)光衰減器(322)、色散補償模塊(34)、第二摻鉺光纖放大器(332)，各部分按上述順序依次連接，其特征在于還包括一個喇曼光纖放大器(31)，所述喇曼光纖放大器的輸出端與第一可調(diào)光衰減器(321)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的光中繼設備，其特征在于所述的喇曼光纖放大器(31)為分布式喇曼光纖放大器，包括產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源(42)和將所述泵浦光與信號光進行耦合以對信號光進行放大的波分復用器(41)。
3.如權(quán)利要求2所述的光中繼設備，其特征在于所述的喇曼光纖放大器進一步包括一個連接所述波分復用器(41)輸出端對回波進行隔離的隔離器(43)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的光中繼設備，其特征在于所述的泵浦光源(42)為雙波長泵浦光源，其產(chǎn)生的泵浦光為1400nm～1470nm范圍內(nèi)的兩個不同波長的光。
專利摘要一種光中繼設備包括分布式喇曼光纖放大器、第一可調(diào)光衰減器、第一摻鉺光纖放大器、第二可調(diào)光衰減器、色散補償模塊、第二摻鉺光纖放大器,以上各部分按上述順序依次連接。由于本實用新型綜合了FRA和EDFA的優(yōu)點,其良好的低噪聲特性適合于在信號光超長距離傳輸中的多級放大。因此使用該光中繼設備的傳輸系統(tǒng)可以不需要電中繼,可以降低傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜性和成本。
文檔編號H04B10/12GK2496195SQ0123432
公開日2002年6月19日 申請日期2001年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月16日
發(fā)明者易興文, 張坤, 徐雁軍 申請人:華為技術(shù)有限公司