【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及拉曼放大，尤其涉及一种宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化方法及系统。
技术介绍
1、近年来随着物联网、人工智能、大数据和云服务等新兴技术的出现和发展，网络流量急剧扩张，传统的光纤传输系统亟需实现传输容量的提升。
2、现有技术中，空分复用方法需要对现有的光通信基础设施进行重大改进，存在价格昂贵的问题；高阶调制方法受限于信噪比和香农极限，很难短期内实现提升；因此空分复用方法和高阶调制方法无法解决长距离光传输网络的高速大容量需求问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术实施例提供了一种宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化方法及系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决了现有技术中光纤进行长距离传输时无法提升传输容量的问题。
2、本专利技术的一个方面提供了一种宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，所述系统包括：
3、第一光频梳设备，用于产生多个目标波段光学频率梳；
4、第一波分复用器，用于将各目标波段光学频率梳中的子载波信号融合后导入增益介质光纤；
5、多个拉曼放大器模块，各拉曼放大器模块之间采用光隔离器隔离，各拉曼放大器模块对应配置有相互区别的拉曼放大工作波段；每个拉曼放大器模块设置有第二光频梳设备，以针对相应的拉曼放大工作波段生成泵浦源光学频率梳，每个泵浦源光学频率梳中的泵浦光与相应拉曼放大工作波段内的子载波信号一一对应；每个拉曼放大器模块设有第二波分复用器，所述第二波分复用器与所述泵浦源光学频率梳后端
6、在一些实施例中，所述多个目标波段光学频率梳包括第一波段光学频率梳、第二波段光学频率梳和第三波段光学频率梳；其中，所述第一波段光学频率梳包含1460～1530nm波长范围内的多条子载波信号，所述第二波段光学频率梳包含1531～1565nm波长范围内的多条子载波信号，所述第三波段光学频率梳包含1566～1625nm波长范围内的多条子载波信号；所述多个拉曼放大器模块包括第一拉曼放大器模块和第二拉曼放大器模块；
7、所述第一拉曼放大器模块包括:
8、第一增益介质光纤，用于传输所述第一波段光学频率梳、所述第二波段光学频率梳和所述第三波段光学频率梳中融合后的子载波信号；
9、第三光频梳设备，所述第三光频梳设备用于在1360-1430nm波段内生成第一泵浦源光学频率梳，所述第一泵浦源光学频率梳中包含多个第一泵浦光，并与所述第一波段光学频率梳中的各子载波信号一一对应；
10、第三波分复用器，用于将各第一泵浦光反向导入所述第一增益介质光纤以对所述第一波段光学频率梳中的各子载波信号进行拉曼放大；所述第三波分复用器后端连接第一耦合器，所述第一耦合器用于按照设定比例对放大后的所述第一波段光学频率梳中的所述子载波信号进行分离，以用于光谱分析并帮助所述第三光频梳设备选择各第一泵浦光的泵浦波长和泵浦功率；
11、所述第二拉曼放大器模块包括:
12、第二增益介质光纤，用于传输所述第一波段光学频率梳中放大后的子载波信号，以及所述第二波段光学频率梳、所述第三波段光学频率梳中融合后的子载波信号；
13、第四光频梳设备，所述第四光频梳设备用于在1430-1525nm波段内生成第二泵浦源光学频率梳，所述第二泵浦源光学频率梳中包含多个第二泵浦光，并与所述第二波段光学频率梳和所述第三波段光频率梳中的各子载波信号一一对应；
14、第四波分复用器，用于将各第二泵浦光反向导入所述第二增益介质光纤，以对所述第二波段光学频率梳和所述第三波段光频率梳中的各子载波信号进行拉曼放大；所述第四波分复用器后端连接第二耦合器，所述第二耦合器用于按照设定比例对放大后的所述第二波段光学频率梳和所述第三波段光学频率梳中的所述子载波信号进行分离，以用于光谱分析并帮助所述第四光频梳设备选择各第二泵浦光的泵浦波长和泵浦功率。
15、在一些实施例中，所述第一波段光学频率梳、所述第二光学频率梳、所述第三光学频率梳、所述第一泵浦源光学频率梳和所述第二泵浦源光学频率梳通过循环移频设备进行单边带循环移频的方式产生。
16、在一些实施例中，所述循环移频设备包括：
17、光信号输入端，用于导入连续光信号；
18、耦合器，用于按照50：50的耦合比将所述光信号进行分离获得目标信号，以用于移频调制；
19、iq调制器，用于接收分离出来的所述目标信号并对所述目标信号施加偏置电压和射频电压进行循环移频调制以获得调制信号；
20、偏振控制器，用于控制并调节所述调制信号在传输过程中的光偏振状态；
21、光带通滤波器，用于平滑所述调制信号并消除杂散频率分量以保证信号质量；
22、光放大器，用于补偿循环频移过程中由于所述调制信号衰减产生的损失。
23、在一些实施例中，所述循环移频设备第一次循环移频调制后获得的所述调制信号表达式为：
24、e1(t)＝ein(t)+ein(t)·j1(δm)[exp(j2πfst)+bexp(-j6πfst)]exp(jφrt)；
25、其中，ein(t)＝e0exp(j2πf0t)为输入光，j1()为一阶贝塞尔函数，δm为相位调制深度，b＝-j3/j1为串扰系数，fs为iq调制器所加载的射频信号频率，φrt为每次循环的相位延迟，j是虚数单位；
26、通过调整所述iq调制器的驱动电压控制所述串扰系数，所述串扰系数影响所述第一波段光学频率梳、所述第二光学频率梳、所述第三光学频率梳、所述第一泵浦源光学频率梳和所述第二泵浦源光学频率梳的平整度和稳定性。
27、在一些实施例中，所述第一耦合器使用99：1耦合器，其中1％的子载波信号用于光谱分析并帮助所述第三光频梳设备选择各第一泵浦光的泵浦波长和泵浦功率；所述第二耦合器使用99：1耦合器，其中1％的子载波信号用于光谱分析并帮助所述第四光频梳设备选择各第二泵浦光的泵浦波长和泵浦功率；
28、所述第一增益介质光纤长度为5-10km；所述第二增益介质光纤长度为5-10km。
29、在一些实施例中，所述系统还包括存储设备，用于将宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化过程中的状况和性能数据存储为日志。
30、在一些实施例中，所述第一拉曼放大器模块还包括第一光谱分析仪，所述第一光谱分析仪与所述第一耦合器后端连接，用于对所述第一耦合器分离的所述第一波段光学频率梳中的所述子载波信号进行光谱分析；所述第二拉曼放大器模块还包括第二光谱分析仪，所述第二光谱分析仪与所述第二耦合器后端连接，用于对所述第二耦合器分离的所述第二波段本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述多个目标波段光学频率梳包括第一波段光学频率梳、第二波段光学频率梳和第三波段光学频率梳；其中，所述第一波段光学频率梳包含1460～1530nm波长范围内的多条子载波信号，所述第二波段光学频率梳包含1531～1565nm波长范围内的多条子载波信号，所述第三波段光学频率梳包含1566～1625nm波长范围内的多条子载波信号；所述多个拉曼放大器模块包括第一拉曼放大器模块和第二拉曼放大器模块；
3.根据权利要求2所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述第一波段光学频率梳、所述第二光学频率梳、所述第三光学频率梳、所述第一泵浦源光学频率梳和所述第二泵浦源光学频率梳通过循环移频设备进行单边带循环移频的方式产生。
4.根据权利要求3所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述循环移频设备包括：
5.根据权利要求4所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述
6.根据权利要求2所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述第一耦合器使用99：1耦合器，其中1％的子载波信号用于光谱分析并帮助所述第三光频梳设备选择各第一泵浦光的泵浦波长和泵浦功率；所述第二耦合器使用99：1耦合器，其中1％的子载波信号用于光谱分析并帮助所述第四光频梳设备选择各第二泵浦光的泵浦波长和泵浦功率；
7.根据权利要求2所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述系统还包括存储设备，用于将宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化过程中的状况和性能数据存储为日志。
8.根据权利要求2所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述第一拉曼放大器模块还包括第一光谱分析仪，所述第一光谱分析仪与所述第一耦合器后端连接，用于对所述第一耦合器分离的所述第一波段光学频率梳中的所述子载波信号进行光谱分析；所述第二拉曼放大器模块还包括第二光谱分析仪，所述第二光谱分析仪与所述第二耦合器后端连接，用于对所述第二耦合器分离的所述第二波段光学频率梳和所述第三波段光学频率梳中的所述子载波信号进行光谱分析。
9.一种宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化方法，其特征在于，所述方法用于在权利要求2至8任意一项所述的宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统上运行，所述方法包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化方法，其特征在于，对第一泵浦光学频率梳和第二光学频率梳进行平坦调制的方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述多个目标波段光学频率梳包括第一波段光学频率梳、第二波段光学频率梳和第三波段光学频率梳；其中，所述第一波段光学频率梳包含1460～1530nm波长范围内的多条子载波信号，所述第二波段光学频率梳包含1531～1565nm波长范围内的多条子载波信号，所述第三波段光学频率梳包含1566～1625nm波长范围内的多条子载波信号；所述多个拉曼放大器模块包括第一拉曼放大器模块和第二拉曼放大器模块；
3.根据权利要求2所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述第一波段光学频率梳、所述第二光学频率梳、所述第三光学频率梳、所述第一泵浦源光学频率梳和所述第二泵浦源光学频率梳通过循环移频设备进行单边带循环移频的方式产生。
4.根据权利要求3所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述循环移频设备包括：
5.根据权利要求4所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述循环移频设备第一次循环移频调制后获得的所述调制信号表达式为：
6.根据权利要求2所述宽波段传输系统的拉曼放大平坦优化系统，其特征在于，所述第一耦合器使用99：1耦合器，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：忻向军，田凤，朱晓龙，高然，张琦，沈世奎，王光全，武天泽，田清华，王富，李志沛，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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