放大的空芯光纤传输制造技术

一种用于低时延通信的放大的空芯光纤(HCF)光学传输系统。光学传输系统包括低时延放大的HCF线缆。低时延放大的HCF线缆包括多个HCF区段(或HCF跨度)。在连续的HCF区段之间，该系统包括低时延远程光学泵浦放大器(ROPA)。每个ROPA包括增益光纤、波分复用(WDM)耦合器和光学隔离器。优选地，ROPA被集成到HCF线缆中。每个ROPA由远程光学泵浦源泵浦，该远程光学泵浦源为增益光纤提供泵浦光。增益光纤接收来自HCF的光学传输信号。WDM耦合器组合泵浦光与光学传输信号，从而允许增益光纤将光学传输信号放大成经放大的传输信号。经放大的信号通过光学隔离器被传输到另一个HCF区段。学隔离器被传输到另一个HCF区段。学隔离器被传输到另一个HCF区段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放大的空芯光纤传输
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求DiGiovanni等人于2019年12月18日提交的标题为“Long
‑
Length,Low
‑
Latency,Amplified Hollow Core Fiber Transmission”的美国临时专利申请序列No.62949704的权益，其通过引用整体并入本文。


[0003]本公开一般而言涉及光纤，并且更具体地涉及放大的空芯光纤(HCF)传输。

技术介绍

[0004]通过光纤的信号传输在传输线路的长度上经历衰减。由于衰减导致的信号损伤，一直在努力提高光学传输线路中的光学信噪比(OSNR)。

技术实现思路

[0005]本公开教导了一种用于低时延通信的放大的空芯光纤(HCF)光学传输系统。在一个实施例中，传输系统包括低时延放大的HCF线缆。低时延放大的HCF线缆包含多个HCF区段(或HCF跨度)。在连续的HCF区段之间，该系统包括低时延远程光学泵浦放大器(ROPA)。每个ROPA包括增益光纤(通常是稀土(RE)掺杂光纤，诸如例如掺铒(Er)光纤(EDF))、波分复用(WDM)耦合器，以及光学隔离器。对于一些实施例，ROPA被集成到HCF线缆中。每个ROPA由远程光学泵浦源进行泵浦。远程光学泵浦源位于或者发送器终端或者接收器终端(或某个其它远程位置)处并为ROPA中的增益光纤提供泵浦光。增益光纤接收来自HCF的光学传输信号。WDM耦合器将泵浦光与光学传输信号组合，从而允许增益光纤将光学传输信号放大为经放大的传输信号。经放大的信号通过光学隔离器传输到另一个HCF区段。
[0006]在检查以下附图和详细描述后，其它系统、设备、方法、特征和优点对于本领域技术人员将是清楚的或变得清楚。旨在将所有此类附加的系统、方法、特征和优点包括在本描述中、在本公开的范围内、并受所附权利要求的保护。
附图说明
[0007]参考以下附图可以更好地理解本公开的许多方面。附图中的组件不一定是按比例绘制的，而是将重点放在清楚地说明本公开的原理上。而且，在附图中，相似的附图标记在多个视图中表示对应的部分。
[0008]图1A是示出包括同泵浦(co
‑
pumping)增益光纤的远程光学泵浦放大器(ROPA)系统的一个实施例的图。
[0009]图1B是示出包括反泵浦(counter
‑
pumped)增益光纤的ROPA系统的一个实施例的图。
[0010]图1C是示出ROPA系统的一个实施例的图，示出了增益光纤的同泵浦和反泵浦。
[0011]图2是示出光学传输系统的一个实施例的图，该光学传输系统具有多个ROPA以放
大在发送器终端和接收器终端之间的不同区段处的光学传输信号。
[0012]图3是示出与图2中的传输系统的每个区段对应的总光学信号功率的一个示例的曲线图。
具体实施方式
[0013]通过光纤的信号传输在传输线路的长度上经历衰减。由于衰减导致的信号损伤，一直在努力提高光学传输线路中的光学信噪比(OSNR)。衰减对于用于低时延应用的空芯光纤(HCF)中的信号传输尤其成问题，低时延应用受限于高衰减并要求高信噪比(SNR)。这是因为信号衰减的常规补救措施常常劣化时延。
[0014]为了在不显著影响时延的情况下提高OSNR，本公开提供了扩展HCF区段的范围的远程光学泵浦放大器(ROPA)，从而允许在整个传输链路上进行级联放大。对于低时延应用，主要目标是最小化或减少额外的光纤长度，诸如在光纤尾纤中。
[0015]为了减少光纤长度，对于一些实施例，每个ROPA中的增益光纤的长度小于近似一米(～1m)并且位于HCF线缆中。当然，对于这些实施例，增益光纤附带的光学组件(例如，波分复用(WDM)耦合器、光学隔离器等)与增益光纤集成到单个封装中，从而进一步减少额外的尾纤。增益光纤的减少的长度产生合适的增益(例如，近似二十分贝(～20dB)至～30dB)，其中总的非HCF长度小于近似一米(<～1m)至～2m。对于其它实施例，应当认识到的是，ROPA不需要位于HCF线缆本身中，而是非常靠近线缆(足够靠近以最小化或减少非HCF长度)。要明确的是，ROPA位于HCF线缆本身中意味着，或者，在最终线缆被制造之前，ROPA连接到HCF和实芯光纤并且因此ROPA、HCF和实芯光纤被一起包裹在线缆中，或者，可替代地，ROPA包含在附接到HCF线缆的小吊舱中(类似于用于海底系统的内嵌放大器如何被构造)。
[0016]继续，虽然增益光纤位于HCF线缆中，但泵浦源位于远处(例如，在发送器终端、接收器终端任一者或两者处)，泵浦光通过与HCF一起成缆的实芯光纤被提供给增益光纤。泵浦源的远程放置允许远程定位电源(和其它电气组件)。这允许在HCF线缆中进行放大，而无需将笨重且昂贵的组件与增益光纤共同定位。增益光纤与HCF的紧密接近导致低时延。此外，因为HCF表现出非常低的光学非线性性，所以HCF的输入信号功率可以高达近似一瓦(～1W)、～10W或更高。
[0017]已经为技术问题提供了广泛的技术解决方案，现在详细参考附图中所示的实施例的描述。虽然结合这些附图描述若干实施例，但无意将本公开限制到本文公开的一个或多个实施例。相反，其意图是覆盖所有替代方案、修改和等同物。
[0018]图1A是示出ROPA系统100a的一个实施例的图，该ROPA系统100a用于递送高输出信号功率并具有同泵浦配置。在体系架构中，ROPA系统100a包括来自HCF 110的输入端、实芯光纤120、波分复用(WDM)耦合器130a、增益光纤140、光学隔离器150以及到另一个HCF 160的输出端。为了说明的目的，HCF 110在超过近似四千米(～4km)的长度上承载光学信号，因此，HCF 110和实芯光纤120都具有超过～4km的长度。
[0019]在操作中，输入HCF 110将光学传输信号承载到ROPA系统100a，而实芯光纤120将泵浦光从远程光学泵浦源(图1A中未示出)承载到ROPA系统100a。对于一些实施例，HCF 110和实芯光纤120被成缆在一起。换句话说，单根线缆容纳HCF 110和实芯光纤120两者。对于其它实施例，实芯光纤可以在与HCF线缆相邻的分离的线缆中。在其它实施例中，泵浦光可
以与光学传输信号一起通过HCF被传输。对于说明性实施例，光学传输信号的中心波长(λ)近似为常被用于密集波分复用(DWDM)的1550纳米(～1550nm)，或C频带，并且用于泵浦光的λ是～1485nm(
±
～5nm)。实芯光纤递送～1W、～10W或更高的量级的泵浦功率。应当认识到的是，对于一些实施例，泵浦光具有～1475
±
25nm的λ，从而提供更宽的波长范围，这允许递送更高的泵浦光，从而增加ROPA系统100a的增益或输出功率。
[0020]泵浦光和光学传输信号在WDM耦合器130本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光纤信号传输系统，包括：第一空芯光纤HCF区段，包括：第一组空芯光纤HCF，包括至少两个HCF，每个HCF用于承载在近似1550纳米(～1550nm)的中心波长λ处的光学传输信号；以及第一组实芯光纤，包括至少四个实芯光纤，每个实芯光纤用于承载来自第一远程光学泵浦源的泵浦光，泵浦光具有～1475
±
25nm的λ，每个实芯光纤是选自以下组成的组中的一个：符合G.652标准的标准单模光纤SMF；以及符合G.654标准的大面积超低损耗ULL光纤；第一远程光学泵浦放大器ROPA，光学耦合到第一HCF区段，第一ROPA用于接收来自第一HCF区段的光学传输信号，第一ROPA还用于将光学传输信号放大成经放大的传输信号，该经放大的传输信号具有近似100毫瓦(～100mW)和～300mW之间的输出信号功率，第一ROPA包括第一掺铒(Er)光纤EDF，第一EDF具有小于近似1.5米(～1.5m)的长度；第二HCF区段，光学耦合到第一ROPA，该第二HCF区段包括：第二组HCF，包括至少两个HCF，每个HCF用于承载经放大的传输信号；以及第二组实芯光纤，包括至少四个实芯光纤，每个实芯光纤用于承载泵浦光；第二ROPA，光学耦合到第二HCF区段，该第二ROPA用于进一步放大经放大的传输信号；第三HCF区段，光学耦合到第二ROPA，第三HCF区段包括：第三组HCF，包括至少两个HCF，每个HCF用于承载进一步放大的传输信号；以及第三组实芯光纤，包括至少四个实芯光纤，每个实芯光纤用于承载泵浦光。2.一种光纤信号传输系统，包括：第一空芯光纤HCF线缆，包括：第一HCF，用于承载光学传输信号；以及实芯光纤，用于承载来自远程光学泵浦源的泵浦光；远程光学泵浦放大器ROPA，光学耦合到第一HCF线缆，该ROPA包括：掺铒(Er)光纤EDF，用于接收来自第一HCF的光学传输信号，该EDF还用于将光学传输信号放大成经放大的传输信号；波分复用WDM耦合器，光学耦合到实芯光纤，该WDM耦合器还光学耦合到EDF，该WDM耦合器用于组合泵浦光与光学传输信号；以及光学隔离器，用于输送来自EDF的经放大的传输信号；以及第二HCF线缆，光学耦合到ROPA，该第二HCF包括：第二HCF，位于第二HCF线缆中，该第二HCF光学耦合到光学隔离器，该第二HCF用于承载经放大的传输信号。3.如权利要求2所述的系统，所述EDF具有小于近似1.5米(～1.5m)的长度，所述EDF具有在近似80分贝/米(～80dB/m)至～150dB/m之间的峰吸收。4.如权利要求2所述的系统，其中WDM耦合器位于第一HCF和EDF之间，从而将远程光学泵浦配置为同泵浦该EDF。5.如权利要求2所述的系统，其中WDM耦合器位于EDF和光学隔离器之间，从而将远程光学泵浦配置为反泵浦该EDF。
6.如权利要求2所述的系统：其中远程光学泵浦源是第一远程光学泵浦源；其中泵浦光是第一泵浦光；其中实芯光纤是第一实芯光纤；其中WDM耦合器是第一WDM耦合器；其中第一WDM耦合器位于第一HCF和EDF之间，从而将第一远程光学泵浦源配置为同泵浦该EDF；以及其中该系统还包括：第二远程光学泵浦源，用于提供第二泵浦光；第二实芯光纤，位于第一线缆中，第二实芯光纤用于承载来自第二远程光学泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：OFS菲特尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：