一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及光纤通信领域，具体涉及一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法及系统，其中所述方法包括以下步骤：对远程泵浦单元输出的泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输；在泵浦光通过合波器到达远程增益单元之前，对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩；其中，两次线性调频的斜率相反。本发明专利技术提供的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和系统中，在泵浦光到达远程增益单元之前，对泵浦光进行两次线性调频，分别使泵浦光频谱展宽和压缩，通过两次调制，在提高遥泵能量利用率、提高增益的同时，又降低了遥泵的噪声系数，从而延长超长跨距光纤通信系统的传输距离。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和系统
本专利技术涉及光纤通信领域，具体涉及一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法及系统。
技术介绍
随着光纤通信技术的发展，需要单跨距无电中继的光纤传输系统距离越来越长，传输速率越来越高。在这种情况下，采用分布式拉曼放大器和遥泵放大器是延长光纤传输跨距的有效方法；特别是在超长跨距光纤系统中，必须同时采用分布式拉曼放大器和遥泵放大器才能实现应用场景对光纤跨距的要求。其中，遥泵放大器的性能是限制超长跨距光纤系统性能的主要因素之一，主要包括噪声和增益性能。提高遥泵放大器的增益，改善其噪声系数，能够延长系统的传输距离，或者降低泵浦单元的出光功率，节省成本。而遥泵放大器的性能又与到达远程增益单元的泵浦光的频谱特征息息相关，泵浦光从远程泵浦单元经过旁路光纤的传输过程中，由于光纤非线性效应，到达远程增益单元的泵浦光的质量会变差，直接影响了遥泵放大器的性能。具体来说，由于受激拉曼散射的作用，泵浦光的能量会被消耗，同时在信号波段产生白噪声；由于光纤克尔效应的影响，泵浦光的频谱包络也会发生畸变。这样一来，到达远程增益单元的泵浦光额外损失了能量，还在信号光波段产生了噪声，引起遥泵放大器增益的降低和噪声系数的劣化。因此，抑制泵浦光在旁路光纤中的非线性效应，可有效改善遥泵放大器的增益和噪声性能。现有的解决方案中，通常通过扩展泵浦光的频谱、降低其功率谱密度来抑制泵浦光非线性效应，比如使用宽谱光源或啁啾光源等，可有效提高泵浦的能量利用率、提高增益，但是频谱展宽后，在远程增益单元对信号光放大时，遥泵的噪声系数会有所劣化，无法保证遥泵放大器的低噪声系数。鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是：现有技术中使用宽谱光源或啁啾光源来扩展泵浦光的频谱，可提高泵浦能量利用率，但频谱展宽后，在远程增益单元对信号光放大时造成噪声系数劣化，无法保证遥泵放大器的低噪声系数。本专利技术通过如下技术方案达到上述目的：第一方面，本专利技术提供了一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，包括以下步骤：对远程泵浦单元输出的泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输；在泵浦光通过合波器到达远程增益单元之前，对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩。优选的，第一次线性调频的斜率γ1与第二次线性调频的斜率-γ2符号相反，且满足优选的，在传输过程中，所述泵浦光与信号光为同向传输或反向传输。优选的，在所述对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩后，还包括以下步骤：将信号光和泵浦光通过合波器耦合到远程增益单元，由所述远程增益单元实现信号光的放大；将放大后的信号光通过传输光纤发送至接收端。第二方面，本专利技术还提供了一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，包括远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2、第二线性调频调制器3和远程增益单元4，并依次前后连接，所述远程泵浦单元1用于提供泵浦光，所述第一线性调频调制器2对泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输，所述第二线性调频调制器3对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩后传至所述远程增益单元4；其中，所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3的调制斜率相反。优选的，还包括设置在所述远程增益单元4两端的发射机6和接收机7，所述发射机6用于发射信号光，并将信号光传送至所述远程增益单元4，所述远程增益单元4利用泵浦光对信号光放大，所述接收机7用于接收放大后的信号光。优选的，还包括设置在所述远程增益单元4处的合波器5，所述合波器5与所述第二线性调频调制器3输出端连接，用于将信号光和泵浦光耦合到所述远程增益单元4中。优选的，所述远程泵浦单元1、第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3串联组成旁路结构，所述旁路结构设置在信号发射端并与所述发射机5并联；或者，所述旁路结构设置在信号接收端并与所述接收机7并联。优选的，还包括传输光纤和旁路光纤，所述传输光纤用于信号光的传输，所述旁路光纤用于泵浦光的传输。优选的，所述第一线性调频调制器2和第二线性调频调制器3的中心波长与所述远程泵浦单元1提供的泵浦光中心波长一致。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法和系统中，在泵浦光到达远程增益单元之前，对泵浦光进行两次线性调频，第一次线性调频使泵浦光频谱展宽，有效降低泵浦光传输中由于非线性效应引起的功率损耗，提高到达远程增益单元的泵浦光能量，改善了增益；第二次线性调频使泵浦光频谱压缩，在信号光放大时保证遥泵的低噪声系数。通过两次调制，可以在提高遥泵放大器的能量利用率、提高增益的同时，又改善噪声系数，从而延长超长跨距光纤通信系统的传输距离。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例2提供的一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统结构图；图2为本专利技术实施例3提供的另一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统结构图；图3为本专利技术实施例提供的远程泵浦单元原始输出泵浦光的功率谱示意图；图4为本专利技术实施例提供的泵浦光经第一次线性调频的功率谱改变示意图；图5为本专利技术实施例提供的泵浦光经第二次线性调频的功率谱改变示意图；图6为本专利技术实施例提供的使用本方案与传统方案后输出信号光频谱对比图；图7为本专利技术实施例提供的不同泵浦波长对1550nm信号光的等效相对增益系数的曲线图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本专利技术的限制。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本专利技术。在未进行线性调频之前，我们对增益的降低和噪声系数的劣化进行了初步测试，初步测试结果为：增益降低方面，遥泵一般采用1480nm的光进行泵浦，其在单模光纤中标称的损耗一般为0.23dB/km，实验中我们取0.25dB/km，如果传输100km，其损耗应为25dB。我们向光纤中泵入800mW(29dBm)的泵浦光，传输后的实测功率仅有1mW(0dBm)左右，损耗有29dB，远大于理论计算结果，可以说明泵浦光传输中额外损失了能量。噪声系数劣化方面，一般50mW的1480nm泵浦光直接进入远程增益单元，其噪声系数约为5.5dB，而泵浦光传输50km后，使进入远程增益单元的泵浦光功率为50mW，获得的噪声系数大于6dB，说明泵浦光传输中发生了噪声系数劣化。实施例1：本专利技术实施例1提供了一种基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，其特征在于，包括以下步骤：对远程泵浦单元输出的泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输；在泵浦光通过合波器到达远程增益单元之前，对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩。

【技术特征摘要】
1.一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，其特征在于，包括以下步骤：对远程泵浦单元输出的泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输；在泵浦光通过合波器到达远程增益单元之前，对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩。2.根据权利要求1所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，其特征在于，第一次线性调频的斜率γ1与第二次线性调频的斜率-γ2符号相反，且满足3.根据权利要求1所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，其特征在于，在传输过程中，所述泵浦光与信号光为同向传输或反向传输。4.根据权利要求1所述的基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输方法，其特征在于，在所述对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩后，还包括以下步骤：将信号光和泵浦光通过合波器耦合到远程增益单元，由所述远程增益单元实现信号光的放大；将放大后的信号光通过传输光纤发送至接收端。5.一种基于线性调频的旁路遥泵掺铒光纤传输系统，其特征在于，包括远程泵浦单元(1)、第一线性调频调制器(2)、第二线性调频调制器(3)和远程增益单元(4)，并依次前后连接，所述远程泵浦单元(1)用于提供泵浦光，所述第一线性调频调制器(2)对泵浦光进行第一次线性调频，使得泵浦光频谱展宽后通过旁路光纤传输，所述第二线性调频调制器(3)对展宽的泵浦光进行第二次线性调频，使得泵浦光频谱压缩后传至所述远程增益单元(4)；其中，所述第一线性调频调...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦兴宾，丛鹏，加布，陈佟，程晓岩，刘旭耀，刘琪，王强，吴元香，任晓林，边巴，史川，张立峰，益西措姆，龙迪，黄华林，徐健，龙函，孙淑娟，张传彬，王文忠，李明，黄超，成炬新，
申请(专利权)人：国网西藏电力有限公司，武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：西藏,54