专利名称：波分复用系统的放大器及光信号的放大方法
技术领域：
本发明涉及在波分复用传输系统中使用的放大器单元，该放大器单元具有第一光放大器、第二光放大器和这两个放大器之间的连接器以及由色散补偿光纤构成的光纤部分，色散补偿光纤至少被一个抽运光源泵激并被用作喇曼放大器。
此外，本发明还涉及用于放大通过玻璃纤维传输链路传输的光信号的方法。从传输链路输入的此信号通过第一光放大器，此放大信号通过分插模块后被色散补偿光纤补偿并同时利用喇曼效应进行放大以通过第二光放大器。
各种光波分复用(WDM)传输系统为本技术领域所公知。经过光波分复用(WDM)后，它们提供良好的玻璃纤维带宽利用率。在这些环境中，可以在一条光纤内同步传送多个频率不同的调制光载波。在传送端为各信道设置独立的激光器。利用频率相关的连接设备，将所有激光器产生的光信号发送到玻璃纤维内。通过光复用器和光去复用器可以将波长聚焦或去耦。在采用波分复用的网络结构中，在用于发送和提取单独波长信道的各网络节点，光分插(optical add-drop)模块是必需的。含有光分插模块的典型物理网络结构是WDM环网络，它包括多个分插模块和中心节点，中心节点可以接入转换中心和其它服务提供商。环网络可以以单向和双向的方式运行。同时，WDM环网络内的节点的作用不仅仅是提供光分插模块，而且还放大并且在可能时再生光信号。因此，网络节点通常含有用于放大光信号的装置。在这方面，尤其使用EDFA(掺铒光纤放大器)用于进行放大。此外，在传输系统中对传送光纤引起的色散效应进行补偿。在此，使用了色散补偿光纤(DCF)。色散补偿作用可以是负补偿也可以是正补偿。例如，利用光纤中的特定折射率分布实现负色散。例如，可以用被降低折射率的环围绕高掺杂核然后用未掺杂的石英护层围绕。然而，核材料内的掺杂密度高会增加光纤的衰减。60ps/(nm*km)的色散系数被认为是典型数值。DCF与标准单模光纤互联，这样，选择次长度时，低于1ps/km*nm的数值成为平均色散系数。
在现有技术中，例如，在“Raman Amplification for lossCompensation...”by Hansen et al.，Electronic Letters，1998，Volume34，Number11，page1136中披露使用喇曼放大过程对DCF内的损耗进行补偿的方法。在这方面，目的是利用喇曼效应获得无损耗DCF部分。由于光纤的模场直径，所以DCF的喇曼放大作用强。结果，泵激输出被有效射出。在喇曼放大器中，利用受激材料的更高能能级的喇曼效应可以实现泵激光的相干散射。此所谓较高能级上的反斯托克斯散射可以泵激低于1500nm波长范围内的信号波长、波长为100nm的喇曼放大器，但是仍可以发射信号波长。在光纤的受激振荡级光散射的结果是，在信号波长的波长范围内发射喇曼放大后的光信号。在现有技术中，此效应可以对DCF内的损耗进行补偿。
在美国第5,887,093号专利中也披露了一种放大模块。所提供的模块对DCF内的损耗进行补偿。
根据本发明的放大器单元具有第一光放大器(2)、第二光放大器(3)、这两个放大器之间的连接器(10)以及由色散补偿光纤构成的光纤部分(5)，色散补偿光纤(5)至少被一个泵激光源(6)泵激并被用作喇曼放大器，从另一方面来说，根据本发明放大器的优势在于建议了一种包括放大器和色散补偿光纤的完整模块，通过利用不同的放大级以及通过利用色散补偿光纤内的喇曼放大器级可以优化该放大器单元，并且至少可以对色散补偿光纤内的损耗进行过补偿。
本发明的方法可以有利地开发并改进本发明说明书中说明的放大器单元。其优势尤其在于，通过将放大器与喇曼放大器组合在一起可以优化放大器单元的整个放大曲线。优势在于，在放大器单元内，还可以对光分插模块内的损耗进行补偿。
附图中示出了典型实施例，并在以下的说明中更详细地说明此典型实施例。附图包括
图1示出放大器单元的图解表示；图2示出放大器单元的第一实施例；图3示出放大器单元的第二实施例；图4示出放大器单元的第三实施例；以及图5示出喇曼放大器的示意图。
图1示出放大器单元1的图解结构。利用隔离器4将由传输链路到达的光发送到放大器单元1。隔离器4被连接到第一放大器2的输入端。第一放大器2的输出端被连接到第二放大器3的输入端。第二放大器3的输出端通过另一个隔离器4连接到传输链路的下一部分。在第一放大器2的输出端与第二放大器3的输入端之间是连接器10，在连接器10中图示出各种部件。所述各部件共同产生内部损耗。例如，P’out与P’in之间的损耗可以为9dB。放大器单元内的损耗不仅会降低功率，而且会提高传输链路噪声。
图2示出根据本发明的放大器单元。通过隔离器4将从传输链路到达的光信号Pin发送到第一放大器2。第一放大器2的输出端被连接到分插模块4。分插模块4被连接到喇曼泵激DCF部分。喇曼泵激DCF部分的输出端被连接到第二放大器3的输入端。通过另一个隔离器4将输出信号Pout发送到传输链路。在此实施例中，两个放大器2与放大器3之间的内部连接链路有两个产生光损耗的因素。第一个产生损耗的部件是分插模块，第二个部件是DCF。在此放大器单元中，DCF光纤的喇曼放大信号不仅可以对DCF内的各损耗进行补偿，而且可以对放大器2与放大器3之间的整个传输链路进行补偿。放大器2和放大器3均为EDFA，它通过耦合器连接到泵激光源。本发明不涉及其精确设计问题。因此，可以在信号方向也可以在与信号相反的方向对适当的EDFA进行泵激并且至少使用一台泵激光源。多级EDFA具有与放大器相同的优势图3示出根据本发明的放大器单元1的进一步实施例。在此实施例中，喇曼放大器5被连接到第一放大器2的上游。
图4示出具有第一放大器的放大单元，第一放大器是属于色散补偿光纤的光纤段。此段光纤被喇曼泵激。此段光纤可以被设置为第一放大器，也可以在出口处被设置为第二放大器。
图5示出喇曼放大DCF的图解结构。将光信号Pin发送到DCF10。通过波长相关的耦合器，将泵激光源6输出的泵激光射入DCF10。在这方面，在此图中使用了两个泵激光源，在光传播方向或在光传播的反向进行泵激。在另一个实施例中，可以用其它方式进行泵激。放大后的信号Pout离开DCF10。泵激源的波长接近100nm，并且低于波分复用的波长(1500nm)。
在WDM网络中，利用多个泵激光源对喇曼泵激DCF进行泵激，并且根据放大器单元的要求对喇曼泵激DCF进行调节。对喇曼放大器选择泵激光源的过程可以以这样的方式对放大频谱进行配置，即喇曼泵激DCF校正并优化放大器的放大频谱。在一个实施例中，这是传输线中的各EDFA，在另一个优选实施例中，至少放大器是喇曼色散补偿光纤。
至少在另一个实施例中，放大器是喇曼放大器。
这样，在整个波长范围内实现了对WDM传输网络重要的平直放大分布。
权利要求
1.一种在波分复用传输系统中使用的放大器单元(1)，该放大器单元(1)具有第一光放大器(2)、第二光放大器(3)和在两个放大器之间的连接器(10)以及由色散波长光纤构成的光纤部分(5)，色散波长光纤(5)至少被一个泵激光源(6)泵激并被用作喇曼放大器(5)，其特征在于，色散波长光纤(5)的光放大过程可以对放大器之间的连接器(10)产生的光损耗进行过补偿。
2.根据权利要求1所述的放大器单元(1)，其特征在于，至少第一放大器(2)是被用作喇曼放大器的色散波长光纤(5)。
3.根据权利要求1所述的放大器单元(1)，其特征在于，可以以这样的方式对用于色散波长光纤(5)的泵激光源(6)进行调节，即使得放大器(2、3)以及喇曼放大器(5)的整个放大曲线平滑。
4.根据权利要求1所述的放大器单元(1)，其特征在于，连接器中的光损耗是由光分插模块(4)产生的。
5.根据权利要求1所述的放大器单元(1)，其特征在于，色散波长光纤被引入第一光放大器(2)的上游输入端。
6.根据权利要求1所述的放大器单元(1)，其特征在于，色散波长光纤被引入第二光放大器(3)的上游。
7.一种用于放大通过玻璃纤维传输链路传输的光信号的放大方法，由传输链路输入的信号通过第一光放大器，放大的信号通过内插模块然后被色散补偿光纤补偿并利用喇曼效应进行同步放大，然后通过第二光放大器。
8.一种用于放大通过玻璃纤维传输链路传输的光信号的放大方法，由传输链路输入的信号被色散补偿光纤补偿并同时被受激喇曼效应放大，然后通过第一光放大器，放大的信号通过内插模块，接着通过第二光放大器。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，通过调节泵激光使得放大器模块的放大曲线平滑，可以控制色散补偿光纤的喇曼发射。
全文摘要
本发明披露了一种用于波分复用传输系统的放大器单元,该放大器单元具有第一光放大器、第二光放大器以及两个放大器之间的连接器。放大器单元含有由色散补偿光纤构成的光纤部分,所述色散补偿光纤至少被一个泵激光源泵激并被用作喇曼放大器。色散补偿光纤的光放大过程可以对两个放大器之间的连接器中的损耗进行过补偿。
文档编号H04B10/2525GK1329267SQ01119438
公开日2002年1月2日 申请日期2001年6月5日 优先权日2000年6月9日
发明者博特兰德·得塞尤克斯, 米歇尔·瑟特姆 申请人:阿尔卡塔尔公司