用于增益均衡的系统和方法以及结合其的光通信系统技术方案

一种包括增益均衡的光放大器以及结合该光放大器的系统。该放大器 包括喇曼部分和EDFA部分，增益平坦滤波器耦合在喇曼部分和EDFA之 间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及信息的光传输，并且更加具体而言，本申请涉及用于增益 均衡的系统和方法以及结合其的光通信系统。
技术介绍
长途光通信系统，例如长度大于大约600千米的系统，遭受由各种因 素引起的信号衰减，所迷各种因素包括散射、吸收和弯曲。为了补偿衰 减，长途系统可以包括沿着发射才几和接收才几之间的传输路径隔开的 一 系 列光放大器。所述放大器以允许在接收机处的可靠检测的方式放大光信号。掺铒光纤放大器(EDFA)已经证实在长途系统中尤其有益。通常，EDFA 包括由来自一个或多个泵浦光源的光泵浦的掺铒光纤段。泵浦光源， 例如激光器，激发掺杂段中的铒原子，其然后用来放大通过那里的光信号。喇曼放大器也是已知的。当光传输光纤段在一个或多个适当波长处被 泵浦时，在整个光传输光纤段中均出现喇曼放大。每个喇曼放大器可以 包含一个或多个泵浦。通过受激喇曼散射的过程在波长大于泵浦波长的 频谱上获得增益。虽然与喇曼放大器相关联的功率效率低于由EDFA获 得的功率效率，但是喇曼放大器可以利用在传输光纤内分布放大来提供 较好的噪声特性。混合喇曼/EDFA (HRE)放大器结合了喇曼放大器和EDFA放大器的特 征。在HRE中，喇曼部分典型地作为EDFA之前的前置放大器。与单使 用EDFA相比，在EDFA配置中增加喇曼放大考虑到经济地增加传输路径 上放大器之间的间距。在波分复用(WDM)光通信系统中，几个光信号以不同的波长/信道在 同一个光纤上传输。理想地，WDM系统中的光放大器应该以同样的增益 水平放大系统带宽内的每个信道。如果传输信道未被均匀放大，那么当 它们在传输路径上传播时由于其逐步不充分放大就可能最终导致信道 丟失。不幸地是，EDFA和喇曼放大器以及因而HRE,跨越与WDM系统相关联 的系统带宽均表现出非平坦的增益特征。然而，可以利用增益平坦滤波 器获得增益平坦或增益均衡。增益平坦滤波器跨越系统带宽呈现了基本 上平坦的增益水平。例如，在多级EDFA中，增益平坦滤波器可以提供 在EDFA级之间。在EDFA通常为单级设计的HRE配置中，增益平坦滤波 器已经提供在HRE的EDFA部分的输出端。长途海底系统可以包括非常长的跨度，并且随后泵浦功率受限。也就 是，可用于放大器的泵浦功率实际上被限制的最大水平低于获得最佳传 输性能所必须的水平。在这种结合了 HRE的系统中，为了获得喇曼前置 放大的全部好处，其可能希望高效地利用有限的泵浦功率。然而，在HRE的EDFA部分的输出端提供增益平坦滤波器(本文称之 为后置滤波)导致对由EDFA部分所给予的功率的重要部分的滤波，从 而有效地浪费了泵浦功率。例如，图6包括信号功率与波长的图600， 其图示了在利用后置滤波方法的均衡中的功率损失。图602图示了提供 在增益平坦滤波器的输入端上的EDFA输出功率频谱，图604图示了在 增益平坦滤波器输出端上的功率频语。图602和图604之间的区域606 表示由后置滤波造成的信号功率损失。如图所示，虽然滤波器输出端的 功率频谙6Q4比滤波器输入端的功率频谱602平坦，但是通过显著损失 信号功率来实现增益平坦。在图示的典型实施例中，后置滤波方法有效 地浪费了 5.65dBm的信号功率。因此，需要一种更有效地利用放大器泵浦功率的系统和方法，用于长 途海底W画光通信系统所使用的混合喇曼/EDFA的增益均衡。还需要提 供一种结合这种系统的海底W画光通信系统。附图说明应该参考下面的详细说明，阅读该说明应该结合附图，其中附图中相同的数字表示相同的部件图1是根据本专利技术的光通信系统的一个典型实施例的简化框图2是根据本专利技术的一个典型混合喇曼/EDFA放大器的框图3包括光信号与噪声比的倒数(1/0SNR)与跨度长度的图，其示出了由根据本专利技术的混合喇曼/EDFA中的喇曼和EDFA部分产生的ASE和MPI的7jc平；图4包括光信号与噪声比的倒数(1/0SNR)与波长的图，其示出了由 根据本专利技术的混合喇曼/EDFA放大器中的喇曼和EDFA部分产生的ASE 和MPI的水平；图5包括光信号与噪声比的倒数(1/0SNR)与波长的图，其示出了利 用后置滤波由现有技术混合喇曼/EDFA放大器中的喇曼和EDFA部分产 生的ASE和MPI的水平；图6包括信号功率与波长的图，其图示了在现有技术配置中利用后置 滤波的功率丟失；以及图7是根据本专利技术的另一典型放大器的框图。具体实施例方式现在转向图1,其示出了根据本专利技术的典型光通信系统100。本领域 技术人员应该认识到，为了便于解释，系统IOO被描述为高度简化的点 对点系统。应该明白，本专利技术可以结合到各种光学网络和系统中。示出的典型光通信系统100包括通过光传输路径104连接的发射机 102和接收机106。在发射机102处，可以通过调制信号带宽内多个不 同波长/信道中每一个上的数据产生多个分离的光学信号。发射机102 可以将分离的信道组合成集合光学信号，并将该集合光学信号通过光信 息路径104传输给接收机106。虽然系统IOO被示为包括截然不同的接 收机102和接收机106，但是本领域普通技术人员应该明白发射机102 和接收机106每一个都可以配置为收发信机，从而便于通过光信息路径 进行双向通信。依赖于系统特性和需求，光传输路径104可以包括光传输光纤110、 根据本专利技术的光放大器/转发器108-1、108-2、108-3、108-( N-1 )、108-N、 光滤波器以及其它有源和无源元件。为了清楚，仅在光信息路径104中 示出了光放大器/转发器108-1、 108-2、 108-3、 108- (N-1)、 108-N和 光传输光纤110,这里将对根据本专利技术的光放大器的配置进行更详细地 说明。传输路径中包括的其它元件的配置对于本领域普通技术人员都是 公知的。系统100可以被配置为长途系统，例如从发射机到接收机的长度大于 大约600km，并且可以跨越水体112。当用于3,越水体，例如海洋时， 放大器/转发器108-1、 108-2、 108-3、 108-(N-l)、 108-N可以安置在海底114,传输路径104可以跨越在海滩着陆点116和118之间并乂人水 体112延伸从而耦合发射机102和接收机106。应该理解的是多个光学 传输元件耦合至传输路径104并且可以配置在水下和/或陆上。通常，光放大器之间的距离限定了传输跨距的长度。图示的典型实施 例包括多个跨距124-1、 124-2、 123-3……124-(1-1)、 124-1。本领域 普通技术人员应该意识到跨距长度在特定的系统中显著地发生变化。例 如在长途系统中， 一些跨距可以为20公里那么短，而一些跨距可以超 过100km。由于跨距长度的变化，信号的衰减也随着跨距发生变化。放大器108-1、 108-2、 108-3、 108- (N-1)、 108-N可以;故配置为通 过在信号带宽内放大光信号波长来补偿信号的衰减。图2示出了根据本 专利技术的放大器108的一个典型实施例。所示的典型实施例被配置为包括 喇曼放大器部分202和EDFA部分204的混合喇曼/EDFA放大器(HRE )。 喇曼部分202可以包括传输光纤段206，在该光纤段中产生用来放大通 过路径104传播的光信号的喇曼增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光通信系统，包括：　发射机，其被配置为发射包括信号带宽内不同相关波长的多个光信号的集合光信号；　接收机，其被配置为接收所述集合光信号并检测对所述多个光信号调制的数据；以及　传输路径，其延伸在所述发射机和所述接收机之间，所述传输路径包括：　至少一个放大器，该放大器包括：　包括传输路径段的喇曼部分，其被配置为由至少一个喇曼泵浦进行泵浦从而对所述信号带宽的至少一部分给予喇曼增益，　包括至少一个掺铒光纤的ＥＤＦＡ部分，其被配置为由至少一个ＥＤＦＡ泵浦进行泵浦从而对所述信号带宽中的至少一部分给予ＥＤＦＡ增益，以及　耦合在所述喇曼部分和所述ＥＤＦＡ部分之间的增益平坦滤波器，没有增益平坦滤波器耦合在所述ＥＤＦＡ部分的输出端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.21 US 11/534,0261.一种光通信系统，包括发射机，其被配置为发射包括信号带宽内不同相关波长的多个光信号的集合光信号；接收机，其被配置为接收所述集合光信号并检测对所述多个光信号调制的数据；以及传输路径，其延伸在所述发射机和所述接收机之间，所述传输路径包括至少一个放大器，该放大器包括包括传输路径段的喇曼部分，其被配置为由至少一个喇曼泵浦进行泵浦从而对所述信号带宽的至少一部分给予喇曼增益，包括至少一个掺铒光纤的EDFA部分，其被配置为由至少一个EDFA泵浦进行泵浦从而对所述信号带宽中的至少一部分给予EDFA增益，以及耦合在所述喇曼部分和所述EDFA部分之间的增益平坦滤波器，没有增益平坦滤波器耦合在所述EDFA部分的输出端。2. 根据权利要求1的系统，其中所述至少一个放大器与第二放大器通 过长度至少为120km的传输跨距相隔开。3. 根据权利要求2的系统，其中所述至少一个EDFA泵浦被配置为以 小于约400mW的泵浦功率泵浦所述掺铒光纤。4. 根据权利要求1的系统，其中所述至少一个喇曼泵浦和所述至少一 个EDFA泵浦被配置为分别泵浦所述传输路径段和所述掺铒光纤段，从 而获得所述喇曼部分产生的放大自发辐射(ASE )噪声超过所述EDFA部 分产生的ASE噪声的放大器增益。5. 根据权利要求1的系统，所述系统包括多个所迷放大器，所述多个 放大器中的多个相继放大器通过长度至少为12 Okm的传输跨距相隔开。6. 根据权利要求1的系统，其中所述传输路径具有至少为600km的长 度并且跨越水体。7. 根据权利要求1的系统，其中所述至少一个放大器包括单独一个所 述喇曼泵浦和单独一个所述EDFA泵浦。8. 根据权利要求1的系统，其中所述至少一个喇曼泵浦被配置为在大 约1450nra的波长处泵浦所述传输光纤^:,并且所述至少一个EDFA泵浦被配置为在大约980nm的波长处泵浦所述掺铒光纤。9. 根据权利要求l的系统，其中所述增益平坦滤波器通过第一隔离器 耦合至所述喇曼部分的输出端，并且通过第二隔离器耦合至所述EDFA 部分的输入端。10. 根据权利要求l的系统，所述系统进一步包括远程光泵浦放大器， 其包括所述传输路径的掺杂段，所述掺杂段被配置为由至少一个泵浦进 行泵浦，从而对所述信号带宽中的至少一部分给予增益。11. 根据权利要求1Q的系统，其中所述至少一个泵浦包括所述至少一 个喇曼泵浦。12. —种光通信系统，包括发射机，其被配置为发射包括信号带宽内不同相关波长的多个光信号 的集合光信号；接收机，其被配置为接收所述集合光信号并检测对所述多个光信号调 制的数据；以及传输路径，其以至少600km的长度并且跨越水体地延伸在所述发射机 和所述接收机之间，所述传输路径包括多个放大器，所述多个放大器中的多个相继放大器通过长度至少为 120km的传输i 争距相隔开，每个所述放大器包^^:包括传输路径段的喇曼部分，其被配置为由至少 一 个喇曼泵浦进行 泵浦从而对所述信号带宽中的至少一部分给予喇曼增益，包括至少一个掺铒光纤的EDFA部分，其被配置为由至少一个EDFA 泵浦以小于约4OOmW的泵浦功率泵浦从而对所述信号带宽中的至少 一部 分给予EDFA增益，以及耦合在所述喇曼部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·尼索夫，A·N·皮利佩特斯基，A·J·卢斯罗，
申请(专利权)人：泰科电讯美国有限公司，
类型：发明
国别省市：US