光放大器、光放大的方法以及光纤通信系统与流程

本申请涉及光纤通信，特别涉及一种光放大器、光放大的方法以及光纤通信系统。

背景技术：

1、光纤通信系统具有宽带宽、高容量和低延时等优点，被广泛用于大量数据的传输。随着传输速率的不断增大，光纤通信系统的光信噪比(optical signal to noise ratio，osnr)会降低，而且在光纤通信系统中还通常使用光放大器补偿光纤损耗，光放大器放大信号的同时会带来一定的噪声，该噪声也会直接劣化信号的光信噪比。因此，光放大器需要向着宽带宽、低噪声和易用性强的方向发展。

2、目前，通常使用掺杂光纤放大器，作为光纤通信系统中的光放大器。例如，光放大器为掺铒光纤放大器(er-doped fiber amplifier，edfa)。掺杂光纤放大器为了使得噪声比较小，通常需要通过高反转率来实现，高反转率需要高功率的泵浦光。然而高功率的泵浦光输入掺杂光纤放大器中会存在剩余的泵浦光，剩余的泵浦光会以热量的形式耗散掉，导致光放大器的泵浦光的利用率比较低。

技术实现思路

1、本申请提供了一种光放大器、光放大的方法以及光纤通信系统，能够提升泵浦光的利用率。

2、第一方面，本申请提供了一种光放大器，该光放大器包括第一泵浦模块、第一波分复用器(wavelength division multiplexing，wdm)和掺杂光纤；该第一泵浦模块用于，输出拉曼泵浦光；该第一波分复用器用于，将该拉曼泵浦光耦合至该掺杂光纤；该掺杂光纤用于，吸收该拉曼泵浦光，对输入该光放大器的信号光进行放大并输出，向该光放大器连接的链路光纤输出该拉曼泵浦光中剩余的泵浦光，该剩余的泵浦光作为该链路光纤中的泵浦光。

3、本申请所示的方案中，光放大器使用的泵浦光为拉曼泵浦光，第一波分复用器将该拉曼泵浦光耦合至光放大器的掺杂光纤中，掺杂光纤吸收拉曼泵浦光，对输入该光放大器的信号光进行放大并输出，向该光放大器连接的链路光纤输出该拉曼泵浦光中剩余的泵浦光。链路光纤使用该剩余的泵浦光，对输入链路光纤的信号光进行拉曼放大。采用本申请的方案，掺杂光纤与链路光纤共用拉曼泵浦光，在保证掺杂光纤高反转率的前提下，链路光纤比较长，能够吸收剩余的泵浦光，从而能够提升泵浦光的利用率。而且拉曼泵浦光先输入至掺杂光纤中，被吸收一部分，剩余的泵浦光功率相比拉曼泵浦光的功率降低，进入链路光纤的剩余的泵浦光的功率降低到至可接受的范围，能够解决链路光纤对信号光拉曼放大时，进入链路光纤的泵浦光的功率过高的问题，从而也无需泵浦保护措施。

4、在一种示例中，该信号光的传输方向与该掺杂光纤中传输的该拉曼泵浦光的传输方向相反；该信号光的传输方向与该链路光纤中该剩余的泵浦光的传输方向相反。

5、本申请所示的方案中，信号光的传输方向与泵浦光的传输方向相反，能够实现链路光纤和光放大器的反向泵浦，使得链路光纤的非线性代价比较小。

6、在一种示例中，该信号光的传输方向与该掺杂光纤中传输的该拉曼泵浦光的传输方向相同；该信号光的传输方向与该链路光纤中该剩余的泵浦光的传输方向相同。

7、本申请所示的方案中，信号光的传输方向与泵浦光的传输方向相同，能够实现链路光纤和光放大器的同向泵浦。

8、在一种示例中，该掺杂光纤与该链路光纤熔接，或者，通过光纤连接器连接。这样，提供了掺杂光纤与链路光纤的多种连接方式。

9、在一种示例中，该第一泵浦模块包括多个泵浦单元和合束单元；该多个泵浦单元用于，输出多个不同波长的泵浦光；该合束单元用于，将该多个不同波长的泵浦光合并为一束该拉曼泵浦光。

10、本申请所示的方案中，拉曼泵浦光可以由多个不同波长的泵浦光合束获得。

11、在一种示例中，该拉曼泵浦光的波长范围为1400nm～1520nm。

12、在一种示例中，该光放大器还包括n个掺杂光纤放大模块，n为大于或等于1的整数；该n个掺杂光纤放大模块中第1个至第n个掺杂光纤放大模块沿着该信号光的传输方向依次排列；该第一波分复用器位于该n个掺杂光纤放大模块与该掺杂光纤之间。

13、本申请所示的方案中，光放大器可以是多级放大器，能够使得信号光经过光放大器后的增益满足要求。

14、在一种示例中，该光放大器还包括第二泵浦模块和第二波分复用器；该第二泵浦模块用于，输出第一泵浦光；该第二波分复用器用于，将该第一泵浦光耦合至该掺杂光纤；该掺杂光纤用于，吸收该拉曼泵浦光和该第一泵浦光，对该信号光进行放大并输出，该第一泵浦光与该拉曼泵浦光的传输方向相反。

15、本申请所示的方案中，光放大器采用双向泵浦方式，能够使得信号光经过光放大器后的增益满足要求。

16、在一种示例中，该光放大器还包括隔离模块；该隔离模块用于，阻止该信号光传输方向的逆方向上传输的光通过。

17、这样，通过隔离模块阻止信号光传输方向的逆方向上传输的光通过，能够使得信号光的逆方向传输的光不会影响光放大器。

18、第二方面，本申请提供了一种光放大的方法，该方法应用于第一方面或第一方面任一方面所述的光放大器，该光放大器包括第一泵浦模块、第一波分复用器和掺杂光纤，该方法包括：该第一泵浦模块向该第一波分复用器输出拉曼泵浦光；该第一波分复用器将该拉曼泵浦光耦合至该掺杂光纤；该掺杂光纤吸收该拉曼泵浦光，对输入该光放大器的信号光进行放大并输出，向该光放大器连接的链路光纤输出该拉曼泵浦光中剩余的泵浦光，该剩余的泵浦光作为该链路光纤中的泵浦光。

19、本申请所示的方案中，掺杂光纤与链路光纤共用拉曼泵浦光，在保证掺杂光纤高反转率的前提下，链路光纤比较长，能够吸收剩余的泵浦光，从而能够提升泵浦光的利用率。而且拉曼泵浦光先输入至掺杂光纤中，被吸收一部分，剩余的泵浦光功率相比拉曼泵浦光的功率降低，进入链路光纤的剩余泵浦光的功率降低到至可接受的范围，能够解决链路光纤对信号光拉曼放大时，进入链路光纤的泵浦光的功率过高的问题，从而也无需泵浦保护措施。

20、在一种示例中，该信号光的传输方向与该掺杂光纤中传输的该拉曼泵浦光的传输方向相反；该信号光的传输方向与该链路光纤中该剩余的泵浦光的传输方向相反。

21、本申请所示的方案中，信号光的传输方向与泵浦光的传输方向相反，能够实现链路光纤和光放大器的反向泵浦，使得链路光纤的非线性代价比较小。

22、第三方面，本申请提供了一种光纤通信系统，光纤通信系统包括第一网元、第二网元和至少一个第一方面或第一方面任一方面所述的光放大器；该光放大器位于该第一网元与该第二网元之间。

技术特征：

1.一种光放大器，其特征在于，所述光放大器包括第一泵浦模块(1)、第一波分复用器(2)和掺杂光纤(3)；

2.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，所述信号光的传输方向与所述掺杂光纤(3)中传输的所述拉曼泵浦光的传输方向相反；

3.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，所述信号光的传输方向与所述掺杂光纤(3)中传输的所述拉曼泵浦光的传输方向相同；

4.根据权利要求1至3任一项所述的光放大器，其特征在于，所述掺杂光纤(3)与所述链路光纤(01)熔接，或者，通过光纤连接器连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的光放大器，其特征在于，所述第一泵浦模块(1)包括多个泵浦单元(11)和合束单元(12)；

6.根据权利要求1至5任一项所述的光放大器，其特征在于，所述拉曼泵浦光的波长范围为1400nm～1520nm。

7.根据权利要求1至6任一项所述的光放大器，其特征在于，所述光放大器还包括n个掺杂光纤放大模块(4)，n为大于或等于1的整数；

8.根据权利要求1至3任一项所述的光放大器，其特征在于，所述光放大器还包括第二泵浦模块(5)和第二波分复用器(6)；

9.根据权利要求1至8任一项所述的光放大器，其特征在于，所述光放大器(1)还包括隔离模块(7)；

10.一种光放大的方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至9任一项所述的光放大器，所述光放大器包括第一泵浦模块(1)、第一波分复用器(2)和掺杂光纤(3)，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述信号光的传输方向与所述掺杂光纤(3)中传输的所述拉曼泵浦光的传输方向相反；

12.一种光纤通信系统，其特征在于，所述光纤通信系统包括第一网元、第二网元和至少一个如权利要求1至9任一项所述的光放大器；

技术总结
本申请提供了一种光放大器、光放大的方法和光纤通信系统，属于光纤通信技术领域。该光放大器包括第一泵浦模块、第一波分复用器和掺杂光纤。第一泵浦模块用于输出拉曼泵浦光。第一波分复用器用于将拉曼泵浦光耦合至掺杂光纤，该掺杂光纤用于吸收拉曼泵浦光，对输入光放大器的信号光进行放大并输出，向光放大器连接的链路光纤输出拉曼泵浦光中剩余的泵浦光，剩余的泵浦光作为链路光纤中的泵浦光。采用本申请的方案，掺杂光纤和链路光纤共用拉曼泵浦光，能够提升泵浦光的利用率。

技术研发人员：何涛,姜恒云,邓宁
受保护的技术使用者：成都华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16