一种光中继器光路结构及泵浦备份架构制造技术

本申请涉及一种光中继器光路结构及泵浦备份架构，其包括正向传输路由和反向传输路由；正向传输路由和反向传输路由均包括沿光传输方向依次连接的第一光放大器、带隔离器的增益平坦滤波器和第二光放大器；光中继器光路结构还包括窄带滤波器，以及通过窄带滤波器连接的第一光耦合器和第五光耦合器；正向传输路由中还包括第一光耦合器和第五光耦合器中的至少其中一个，反向传输路由还包括第一光耦合器和第五光耦合器中的至少其中另外一个，且沿光传输方向，第一光耦合器位于第一光放大器上游，第五光耦合器位于第二光放大器下游。本申请形成正反向全域的海缆链路故障定位COTDR相干检测通路，可检测完整通信路由，实现长跨距探测。探测。探测。

【技术实现步骤摘要】
一种光中继器光路结构及泵浦备份架构


[0001]本申请涉及海底通信
，特别涉及一种光中继器光路结构及泵浦备份架构。

技术介绍

[0002]从全球数据交换实现途径来看，作为国际和地区主要通信传输设备，海底光缆承担90％的国际通信业务，是全球信息光通信产业快速发展的主要载体，因此海洋通信传输系统依然是当前跨区域传输的首选方式。作为实现有中继海底通信网络长距离组网的最核心设备，海底中继器正向满足更大纤对数和更远传输距离的方向发展。
[0003]海底通信主要特点是通信距离长、传输容量大、系统运行寿命长,一直是光纤新通信技术的应用高地。因此需要使用海底中继器RPT(Repeater)对长距离的海缆传输系统进行光信号的功率放大，用来补偿信号长距离传输后的衰减，由于其需要满足8000m水深和25年的运行寿命的要求，产品实现门槛高。
[0004]海底光缆传输了95％以上的跨洋业务，海缆系统的故障可能引起巨额的经济损失，而且海底光缆系统维修成本高、难度大，因此对海底光中继器以及海底光缆的可靠性要求非常高，在海底中继器中，泵浦激光器的失效率居于首位，为提高光路系统的可靠性，海底光中继器通常对其采用冗余设计，以防止由于单个激光器失效而引起整个光路中通信中断的情况。
[0005]一方面，海底中继器通常使用980nm波长的浦泵激光器来提供泵浦能量,使用掺铒光纤(erbium
‑
doped fiber掺铒光纤EDF)作为增益介质来实现光放大。为提高光中继器的可靠性，电路上通常采用各纤对放大单元电源互为备份，光路采用光泵浦共享备份，每纤对两路放大配置两个泵浦激光器通过2
×
2结构的光纤耦合器(Coupler)来连接，每个泵浦激光器为两路光放大器各提供50％的泵浦能量。采用这种方式存在的缺陷是，其中一个泵浦失效时，也会严重影响光放大输出，同时2*2架构使用了多波集中耦合器，器件一旦失效则整体失效，可靠性低。
[0006]另一方面，针对海缆链路故障定位问题，最常釆用的是相干光时域发射仪(COTDR)技术。COTDR技术与现有的光时域反射仪(OTDR，Optical Time Domain Reflector)原理相似，都是利用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性，COTDR技术不同于OTDR原理在于，COTDR技术在接收端采用相干探测来提高接收信号的信噪比。因海底中继器内部有单方向性的隔离器，不能让COTDR反射和散射光返回到COTDR仪表输入口检测，所以需要定制可靠的COTDR光回路来实现反向COTDR信号的传输，后来采用的O
‑
O结构，此结构复杂度高且会降低输出功率，且不能够检测反向末级光中继放大结构，并只能应用于短跨距的传输。
[0007]此外，现有的海底中继器放大光路结构有双泵浦双级铒纤放大、单泵浦单级铒纤放大、反向泵浦单级铒纤放大，但成本和散热控制、光放大饱和输出、噪声指数的指标无法兼顾。比如，双泵浦双级铒纤放大结构成本会增加一倍，应用于海底中继器成本高且不利于散热控制；单泵浦单级铒纤放大结构增益小，不能提供足够的饱和输出；反向泵浦单级铒纤
放大结构噪声指数高。

技术实现思路

[0008]本申请实施例提供一种光中继器光路结构及泵浦备份架构，在正向传输路由和反向传输路由之间，利用窄带滤波器，以及通过窄带滤波器连接的第一光耦合器和第五光耦合器，实现正反两条传输路由的连接，形成O
‑
I结构的正反向全域的海缆链路故障定位COTDR相干检测通路，可检测完整通信路由，在通路中使用高性能的COTDR窄带滤波器可以减少探测光对反向链路的影响，且可减少COTDR散射光链路损耗，实现长跨距探测。
[0009]第一方面，提供了一种光中继器光路结构，其包括：
[0010]正向传输路由和反向传输路由，所述正向传输路由和反向传输路由的光传输方向相反；
[0011]所述正向传输路由和反向传输路由均包括带隔离器的增益平坦滤波器和两个光放大器，两个光放大器分别为第一光放大器和第二光放大器，且沿光传输方向，第一光放大器、带隔离器的增益平坦滤波器和第二光放大器依次连接；
[0012]所述光中继器光路结构还包括窄带滤波器，以及通过所述窄带滤波器连接的第一光耦合器和第五光耦合器；
[0013]所述正向传输路由中还包括第一光耦合器和第五光耦合器中的至少其中一个，所述反向传输路由还包括第一光耦合器和第五光耦合器中的至少其中另外一个，且沿光传输方向，所述第一光耦合器位于第一光放大器上游，第五光耦合器位于第二光放大器下游。
[0014]一些实施例中，所述正向传输路由中还包括第一光耦合器，所述反向传输路由还包括第五光耦合器，所述正向传输路由的第一光耦合器与反向传输路由的第五光耦合器通过窄带滤波器连接；
[0015]或者，所述正向传输路由中还包括第五光耦合器，所述反向传输路由还包括第一光耦合器，所述正向传输路由的第五光耦合器与反向传输路由的第一光耦合器通过窄带滤波器连接；
[0016]或者，所述正向传输路由中还包括第一光耦合器和第五光耦合器，所述反向传输路由还包括第一光耦合器和第五光耦合器，所述正向传输路由的第一光耦合器与反向传输路由的第五光耦合器通过窄带滤波器连接，且所述正向传输路由的第五光耦合器与反向传输路由的第一光耦合器通过窄带滤波器连接。
[0017]一些实施例中，所述第一光耦合器和第五光耦合器采用10:1的光耦合器。
[0018]一些实施例中，所述第一光放大器和第二光放大器共用同一路泵浦光。
[0019]一些实施例中，沿光传输方向，所述第一光放大器包括依次连接的第一隔离器、第二光耦合器、第一掺铒光纤和第三光耦合器，所述第二光耦合器用于接收一路泵浦光，并与业务光耦合；
[0020]沿光传输方向，所述第二光放大器包括第四光耦合器、第二掺铒光纤和第二隔离器；
[0021]以及，所述第三光耦合器与第四光耦合器通过直通短接光纤连接。
[0022]一些实施例中，所述第二光耦合器、第三光耦合器和第四光耦合器采用波分复用器。
[0023]第二方面，提供了一种泵浦备份架构，其包括：泵浦激光器、第六光耦合器和连接光纤，所述泵浦激光器的数量为2
n+2
个，第六光耦合器的数量为(n+2)
×2n+1
个，n取0或正整数，所述连接光纤连接所述泵浦激光器和第六光耦合器，并使由所有的第六光耦合器输出的2
n+2
路用于输入光放大器的泵浦光中，每一路泵浦光均含有2
n+2
个泵浦激光器中每一个泵浦激光器输出的泵浦光的2
‑
(n+2)
％能量。
[0024]一些实施例中，所述光放大器为如上任一所述的光中继器光路结构中的光放大器。
[0025]一些实施例中，n取值为1。
[0026]一些实施例中，所述第六光耦合器采用2
×
2的光耦合器，2
×
2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光中继器光路结构，其特征在于，其包括：正向传输路由和反向传输路由，所述正向传输路由和反向传输路由的光传输方向相反；所述正向传输路由和反向传输路由均包括带隔离器的增益平坦滤波器和两个光放大器，两个光放大器分别为第一光放大器和第二光放大器，且沿光传输方向，第一光放大器、带隔离器的增益平坦滤波器和第二光放大器依次连接；所述光中继器光路结构还包括窄带滤波器，以及通过所述窄带滤波器连接的第一光耦合器和第五光耦合器；所述正向传输路由中还包括第一光耦合器和第五光耦合器中的至少其中一个，所述反向传输路由还包括第一光耦合器和第五光耦合器中的至少其中另外一个，且沿光传输方向，所述第一光耦合器位于第一光放大器上游，第五光耦合器位于第二光放大器下游。2.如权利要求1所述的光中继器光路结构，其特征在于：所述正向传输路由中还包括第一光耦合器，所述反向传输路由还包括第五光耦合器，所述正向传输路由的第一光耦合器与反向传输路由的第五光耦合器通过窄带滤波器连接；或者，所述正向传输路由中还包括第五光耦合器，所述反向传输路由还包括第一光耦合器，所述正向传输路由的第五光耦合器与反向传输路由的第一光耦合器通过窄带滤波器连接；或者，所述正向传输路由中还包括第一光耦合器和第五光耦合器，所述反向传输路由还包括第一光耦合器和第五光耦合器，所述正向传输路由的第一光耦合器与反向传输路由的第五光耦合器通过窄带滤波器连接，且所述正向传输路由的第五光耦合器与反向传输路由的第一光耦合器通过窄带滤波器连接。3.如权利要求1所述的光中继器光路结构，其特征在于：所述第一光耦合器和第五光耦合器采用10:1的光耦合器。4.如权利要求1所述的光中继器光路结构，其特征在于：所述第一光放大器和第二光放大器共用同一路泵浦光。5.如权利要求4所述的光中继器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健源，陈燕丽，蒋小庆，梅传志，张伟，康健，
申请(专利权)人：烽火海洋网络设备有限公司，
类型：发明
国别省市：