专利名称：多级免维护光纤远程中继放大器的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种提高光纤传输距离的光中继放大和传输系统，尤其是在高速通信链路中使用的多级免维护光纤远程中继放大器。
背景技术：
输入光纤的光信号都有一定的强度限制，以保证输入的光强在光纤非线性效应许可的范围内并且不会影响光信号检出；光纤传输信号的衰减导致信号太弱而不能被光信号检测器检出，因此光纤都有一定的传输距离。为了延长光信号的传输距离，通常采用中继放大的方法，每隔一段距离后对光信号进行有源放大。有源放大的中继放大器都需要电源，并且需要进行巡检以保证光传输线路的可靠性。一种减少有源中继放大的方法是将一段作为放大器的光纤嵌入传输链路，泵浦光从光纤两端注入，在光纤线路中间对光信号进行放大，常用于海底光缆等要求维护少、有源设备少的场合。但是10G、40G、100G等高速光纤的非线性效应明显，不发生非线性效应的许可光强很小，因此极大地降低了光纤线路的有效距离，使得需要增加多级有源放大器并增大了维护成本。而前述嵌入放大器由于中继放大后的信号强度不能太强，导致传输距离延长的不够，一般只能延长两倍，更长的距离则需要有源中继放大。光纤放大器的放大方向与泵浦光源入射方向无关，与待放大的光信号入射方向有关。
发明内容由于泵浦光源强度不受非线性效应影响，注入光纤链路的泵浦光源可以很强，增加断路保护装置后可以避免过强的泵浦光信号泄露导致的损害。为了减少有源放大器的个数，延长光传输距离，将有源中继放大器的泵浦光源改为由光纤两端注入，作为放大器的掺铒光纤则嵌入传输链路，实现中继点无需外接电源的有源放大器，减少甚至消除了有源放大器的维护成本。为了消除高速光传输链路中的非线性效应，需要将泵浦光源和放大光纤的长度进行调整，本发明采用多段接入掺铒光纤的方法，通过对泵浦光源的强度、无电源中继间隔 (即放大用掺铒光纤在光纤链路上的距离)、放大用掺铒光纤的长度等进行综合设计和考虑，实现放大器的输出光信号的非线性效应最小，同时实现多倍于无光放大器光纤传输系统的光传输距离，甚至可以实现传输节点中间全程无电源中继放大。对于一些色散敏感的光纤传输系统，由于在一定传输距离后需要对光信号进行再生以消除色散的影响，此时有源中继放大是必须的，但是数量也大大减少了。本方案的多级免维护光纤远程中继放大器，其特征是将泵浦光从传输光纤系统的两端注入，作为放大器的掺铒光纤分为多段串入长途传输光纤链路。每一段作为放大器的掺铒光纤的距离以及掺铒光纤长度的形状特征符合相关的限定，即在额定泵浦光源强度下保证每一级放大后的光信号强度处于光纤的非线性效应最小的许可光强范围内，且延长光纤传输距离若干倍后仍有足够的光强供光信号检测。本申请的有益效果是，通过本申请方案的实施，远距离光纤传输系统可以实现多倍于无光放大器的传输距离，同时又极大地减少传输路径上需要维护的有源中继放大器的数量，甚至可以构成全线路不需维护有源中继放大器的远距离光纤传输系统，减少管理和维护成本，提高了通信系统的可靠性。
附图1为带有多级无电源的中继光放大器结构示意图。如图所示的传输光纤系统 1中包含了多段放大用的掺铒光纤5和6嵌入传输光纤7中，正向泵浦光源3和逆向泵浦光源4从传输光纤系统两端注入，其中与信号光同向的称为正向泵浦光源，与信号光反向的称为逆向泵浦光源；光信号2从传输光纤系统一端注入，从另一端输出。该图只是结构和连接示意图，并不表示光纤实际有多粗和光纤实际传输距离有多远。
具体实施方式
实施的时候，可以由下列步骤来设计1、将泵浦光从传输光纤系统的两端注入，作为放大器的掺铒光纤分为多段接入长途传输光纤链路，实现多级放大光信号；2、通过对泵浦光源的强度、每一段作为放大器的掺铒光纤的距离以及掺铒光纤长度的合理设计，可以保证每一级放大后的光信号强度处于光纤的非线性效应最小的许可光强范围内，且延长光纤传输距离若干倍后仍有足够的光强供光信号检测。这是本发明的主要特征，
以下结合附图1进行解释。如图1所示，Li表示两段掺铒光纤5和6之间传输光纤7的长度，光信号2传输Li 距离后强度由前一级放大器5输出强度OUIV1衰减为INi, INi作为第i级光纤放大器6的信号输入强度。双向泵浦光源(正向泵浦光源3和逆向泵浦光源4)经过传输衰减(由各自的初始光强和到达第i级放大器6掺铒光纤位置时各自的传输距离决定)后在第i级光纤放大器6处的叠加强度为Pi，则Pi和本级放大器光纤7长度Mi决定了本级放大器输出光信号的增益Ai ；输出光信号强度OUTi = 1队+&。一般可以让Li = Lj以简化设计，在固定了泵浦光源强度后，只需改变掺铒光纤6 的长度Mi即可控制该级放大器的增益。因此不同传输距离和泵浦光源强度下的不同位置的掺铒光纤的长度是不同的。而设计的要点是增益A应该能补偿传输距离Li内的光信号衰减，且最终的输出光信号强度满足数据能够被精确检出即可。上述图1和前面的设计、解释均只是作为对本发明原理和实施方式的说明，而不是一个具体的实例。使用Li Φ Lj的掺铒光纤距离设计，只将泵浦光源从传输光纤系统的一端注入，放大用的掺铒光纤改为其他类型的具有放大作用的光纤，或者改变泵浦光源注入光纤/耦合入光纤方式，这几类情形均不是对本发明的实质性改进。
权利要求1. 一种延长光纤传输距离并减少有源中继放大的多级免维护光纤远程中继放大器，其构造特征是，作为放大器的掺铒光纤分为多段串入长途传输光纤链路。
专利摘要本申请公布一种多级免维护光纤远程中继放大器，其将有源中继放大器的泵浦光源由光纤传输系统两端注入，作为放大器的掺铒光纤则嵌入传输链路，实现中继点无需外接电源的有源放大器，减少甚至消除了有源放大器的维护成本；为了消除光信号的非线性效应，采用多段接入掺铒光纤的方法，通过对泵浦光源的强度、无电源中继间隔(即放大用掺铒光纤在光纤链路上的距离)、放大用掺铒光纤的长度等进行综合设计和考虑，实现放大后输出光信号的非线性效应最小，同时实现多倍于无光放大器光纤传输系统的光传输距离，甚至可以实现传输节点中间全程无电源中继放大。
文档编号H04B10/12GK202206400SQ201120077389
公开日2012年4月25日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者不公告发明人 申请人:彭艳兵