專利名稱：多級免維護光纖遠程中繼放大器的制作方法
技術領域：
本申請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免維護光纖遠程中繼放大器。
背景技術：
輸入光纖的光信號都有一定的強度限制，以保證輸入的光強在光纖非線性效應許可的范圍內(nèi)并且不會影響光信號檢出；光纖傳輸信號的衰減導致信號太弱而不能被光信號檢測器檢出，因此光纖都有一定的傳輸距離。為了延長光信號的傳輸距離，通常采用中繼放大的方法，每隔一段距離后對光信號進行有源放大。有源放大的中繼放大器都需要電源，并且需要進行巡檢以保證光傳輸線路的可靠性。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，在光纖線路中間對光信號進行放大，常用于海底光纜等要求維護少、有源設備少的場合。但是10G、40G、100G等高速光纖的非線性效應明顯，不發(fā)生非線性效應的許可光強很小，因此極大地降低了光纖線路的有效距離，使得需要增加多級有源放大器并增大了維護成本。而前述嵌入放大器由于中繼放大后的信號強度不能太強，導致傳輸距離延長的不夠，一般只能延長兩倍，更長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關，與待放大的光信號入射方向有關。
發(fā)明內(nèi)容由于泵浦光源強度不受非線性效應影響，注入光纖鏈路的泵浦光源可以很強，增加斷路保護裝置后可以避免過強的泵浦光信號泄露導致的損害。為了減少有源放大器的個數(shù)，延長光傳輸距離，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，實現(xiàn)中繼點無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成本。為了消除高速光傳輸鏈路中的非線性效應，需要將泵浦光源和放大光纖的長度進行調(diào)整，本發(fā)明采用多段接入摻鉺光纖的方法，通過對泵浦光源的強度、無電源中繼間隔 (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度等進行綜合設計和考慮，實現(xiàn)放大器的輸出光信號的非線性效應最小，同時實現(xiàn)多倍于無光放大器光纖傳輸系統(tǒng)的光傳輸距離，甚至可以實現(xiàn)傳輸節(jié)點中間全程無電源中繼放大。對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光信號進行再生以消除色散的影響，此時有源中繼放大是必須的，但是數(shù)量也大大減少了。本方案的多級免維護光纖遠程中繼放大器，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度的形狀特征符合相關的限定，即在額定泵浦光源強度下保證每一級放大后的光信號強度處于光纖的非線性效應最小的許可光強范圍內(nèi)，且延長光纖傳輸距離若干倍后仍有足夠的光強供光信號檢測。本申請的有益效果是，通過本申請方案的實施，遠距離光纖傳輸系統(tǒng)可以實現(xiàn)多倍于無光放大器的傳輸距離，同時又極大地減少傳輸路徑上需要維護的有源中繼放大器的數(shù)量，甚至可以構成全線路不需維護有源中繼放大器的遠距離光纖傳輸系統(tǒng)，減少管理和維護成本，提高了通信系統(tǒng)的可靠性。

附圖1為帶有多級無電源的中繼光放大器結構示意圖。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，其中與信號光同向的稱為正向泵浦光源，與信號光反向的稱為逆向泵浦光源；光信號2從傳輸光纖系統(tǒng)一端注入，從另一端輸出。該圖只是結構和連接示意圖，并不表示光纖實際有多粗和光纖實際傳輸距離有多遠。
具體實施方式
實施的時候，可以由下列步驟來設計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途傳輸光纖鏈路，實現(xiàn)多級放大光信號；2、通過對泵浦光源的強度、每一段作為放大器的摻鉺光纖的距離以及摻鉺光纖長度的合理設計，可以保證每一級放大后的光信號強度處于光纖的非線性效應最小的許可光強范圍內(nèi)，且延長光纖傳輸距離若干倍后仍有足夠的光強供光信號檢測。這是本發(fā)明的主要特征，
以下結合附圖1進行解釋。如圖1所示，Li表示兩段摻鉺光纖5和6之間傳輸光纖7的長度，光信號2傳輸Li 距離后強度由前一級放大器5輸出強度OUIV1衰減為INi, INi作為第i級光纖放大器6的信號輸入強度。雙向泵浦光源(正向泵浦光源3和逆向泵浦光源4)經(jīng)過傳輸衰減(由各自的初始光強和到達第i級放大器6摻鉺光纖位置時各自的傳輸距離決定)后在第i級光纖放大器6處的疊加強度為Pi，則Pi和本級放大器光纖7長度Mi決定了本級放大器輸出光信號的增益Ai ；輸出光信號強度OUTi = 1隊+&。一般可以讓Li = Lj以簡化設計，在固定了泵浦光源強度后，只需改變摻鉺光纖6 的長度Mi即可控制該級放大器的增益。因此不同傳輸距離和泵浦光源強度下的不同位置的摻鉺光纖的長度是不同的。而設計的要點是增益A應該能補償傳輸距離Li內(nèi)的光信號衰減，且最終的輸出光信號強度滿足數(shù)據(jù)能夠被精確檢出即可。上述圖1和前面的設計、解釋均只是作為對本發(fā)明原理和實施方式的說明，而不是一個具體的實例。使用Li Φ Lj的摻鉺光纖距離設計，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，這幾類情形均不是對本發(fā)明的實質(zhì)性改進。
權利要求1. 一種延長光纖傳輸距離并減少有源中繼放大的多級免維護光纖遠程中繼放大器，其構造特征是，作為放大器的摻鉺光纖分為多段串入長途傳輸光纖鏈路。
專利摘要本申請公布一種多級免維護光纖遠程中繼放大器，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，實現(xiàn)中繼點無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成本；為了消除光信號的非線性效應，采用多段接入摻鉺光纖的方法，通過對泵浦光源的強度、無電源中繼間隔(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度等進行綜合設計和考慮，實現(xiàn)放大后輸出光信號的非線性效應最小，同時實現(xiàn)多倍于無光放大器光纖傳輸系統(tǒng)的光傳輸距離，甚至可以實現(xiàn)傳輸節(jié)點中間全程無電源中繼放大。
文檔編號H04B10/12GK202206400SQ201120077389
公開日2012年4月25日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2011年3月23日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:彭艷兵