专利名称：一种光中继设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光功率放大领域，尤其是一种由光纤放大器构成的光中继设备。
背景技术：
为实现信号的远距离传输，现有的光传输系统一般都以掺铒光纤放大器(EDFA)作为中继单元，对经光纤传输而衰减的光信号进行放大，使信号向下一级传输，一般每级放大的跨距为80公里。由于EDFA自身的噪声较大，受其影响，信号经每级放大后，其光信噪比会有较为严重的劣化，考虑到接受端对光信噪比的要求，这种光传输系统通常只能传六、七百公里。如果要完成上千公里的传输，需要加电中继。
图1为现有的光传输系统结构图，该光传输系统包括信号发送端10、传输光纤111～114、光中继设备121～124、电中继设备13、信号接收端14。信号从发送端10送入光纤，通过传输光纤111传输一定距离后，因光纤自身的损耗，传输信号会被衰减，衰减的信号通过第一个光中继设备121放大后继续向下一级传输，如此循环。当传输几级后，因光信噪比的劣化，信号无法继续向下传，此时通过一个电中继设备13对信号进行恢复，电中继设备13输出的光信号有良好的光信噪比，使得信号可以继续向下一级传输，从而实现光信号的远距离传输，到达信号接收端14。
图2示出了上述光传输系统中的光中继设备内部结构。现有的光中继设备一般都是利用EDFA进行放大，以图1中的光中继设备121为例，具体包括可调衰减器(VOA)211、可调衰减器212、色散补偿模块(DCM)23和EDFA221、EDFA222。经光纤111传输并被衰减的信号首先通过VOA211进入EDFA221进行放大，使得信号功率得到一定的提高，再经VOA212、DCM23进入EDFA222进行再次放大，然后送入光纤进行下一级传输。其中EDFA221和EDFA222共同为光中继设备提供信号增益，以补偿传输光纤111、VOA211、VOA212、DCM23的损耗。VOA211和VOA212的作用是调节光信号功率以满足EDFA221、EDFA222对输入信号的功率要求。
由以上可知，使用含有EDFA的光中继设备，由于EDFA的噪声特性，长距离的光传输必须在传输线路中增加电中继，因此增加了传输系统结构的复杂性，并增加了系统的成本。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服现有光中继设备的缺点，提供一种具有良好信噪比的光中继设备，在长距离光传输系统中使用该光中继设备可以降低系统结构的复杂性和成本。
为实现上述目的，本实用新型提供的光中继设备包括第一可调光衰减器、第一掺铒光纤放大器、第二可调光衰减器、色散补偿模块、第二掺铒光纤放大器，各部分按上述顺序依次连接，其特征在于还包括一个喇曼光纤放大器，所述喇曼光纤放大器的输出端与第一可调光衰减器连接。
上述光中继设备中，所述的喇曼光纤放大器为分布式喇曼光纤放大器，包括产生泵浦光的泵浦光源和将所述泵浦光与信号光进行耦合以对信号光进行放大的波分复用器。
上述的光中继设备中，所述的喇曼放大器进一步包括一个连接所述波分复用器输出端对回波进行隔离的隔离器。
上述的光中继设备中，所述的泵浦光源为双波长泵浦光源，其产生的泵浦光为1400nm～1470nm范围内的两个不同波长的光。
图1为现有的光传输系统结构图；图2为现有的光中继设备结构图；图3为本实用新型提供的光中继设备结构图；图4为图3中的喇曼光纤放大器的内部结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。
图1和图2示出的都是现有技术，前边已经说明，在此不再赘述。
分布式喇曼光纤放大器(FRA)的噪声系数一般在-2～0dB范围之内，相对EDFA的5dB左右的噪声系数，具有很好的低噪声特性，因此被认为是实现无电中继长距离传输的基础。但喇曼光纤放大器对信号提供的增益通常为十几个dB，不能补偿传输光纤、可调光衰减器和色散补偿模块对信号的衰减，也就是说不能只靠FRA自身来实现光信号的中继。因此，本实用新型采用喇曼、掺铒光纤混合结构的光纤放大器来实现信号的中继，既保证信号的远距离传输，又使噪声特性好于传统的光中继设备。
图3示出了本实用新型的内部结构，如图所示，光中继设备包括分布式喇曼光纤放大器(FRA′)31、第一可调光衰减器(VOA)321、第一掺铒光纤放大器(EDFA)331、第二可调光衰减器(VOA)322、色散补偿模块(DCM)34和第二掺铒光纤放大器(EDFA)332，以上各部分按上述顺序依次连接，其工作过程如下。
信号光在传输光纤的传输过程中一部分被衰减，因此需要光中继设备的放大。首先由FRA31放大，FRA31提供大概10dB的增益。由放大器级联理论可知，第一级放大器的噪声特性对整个放大单元的噪声特性影响最大，所以信号先由低噪声喇曼放大器放大，这将决定整个放大单元噪声特性优于单纯用EDFA做中继。由FRA31放大后的信号经VOA321进入EDFA331放大，经EDFA331放大后的信号通过VOA322、DCM34进入EDFA332放大，放大后的信号送入下一级传输光纤，实现一个单元的光中继。周两个分立EDFA是从以下两点考虑(1)DCM34入射光功率不能过高，否则会导致非线性，对系统传输特性造成影响；(2)传输线路中，信号光功率一旦降得过低，就很难高质量的恢复，将影响传输性能。这两点是矛盾的，可以通过EDFA331和EDFA332增益的分配来寻求平衡点。先由EDFA331对信号光进行预放大，在经过色散补偿模块DCM34的色散补偿后，再经EDFA332再次放大，以达到光中继设备的放大要求。由于本实用新型的光中继设备在EDFA放大阶段是采用二级EDFA放大，这一点与传统的光中继设备一致，所以不再深入的解释。对一个具体的EDFA，均有一个特定的规格，如输入、输出光功率的大小，要使EDFA工作特性满足规格要求，就必须使输入信号光功率达到设计时确定的大小，因此，在光中继设备中增加两个可调光功率衰减器VOA321和VOA322，以调节输入EDFA的信号光功率，使其满足EDFA331和EDFA332对输入光功率的要求。
由以上可知，本实用新型与传统的光中继设备的区别就在于增加了一个分布式喇曼光纤放大器FRA31。分布式喇曼光纤放大器可以选取通常的分布式喇曼光纤放大器。为了说明清楚，本实用新型以图4所示的分布式喇曼光纤放大器为例。
如图4所示，喇曼放大器为分布式光纤放大器，之所以叫分布式光纤放大器是因为在该光纤放大器中，增益介质即传输光纤本身；与掺铒光纤放大器的区别在于掺铒光纤放大器中，增益介质是集中在一段掺铒光纤。分布式喇曼光纤放大器包括一个泵浦光源42和一个将泵浦光与信号光进行耦合的波分复用器(WDM)41，本实施例的泵浦光源为双波长泵浦光源，就本实施例而言，因工作带宽在1529nm～1561nm，即所谓的C_band(Conventional band，常规波长段)，用双波长泵浦光源就可满足要求。如果信号光还包括1569nm～1604nm波段的L_band(Long band，长波波长段)，即C_band和L_band信号同时工作，则还需要增加一个泵浦光源，才可以满足放大带宽要求。本实施例中的泵浦光源产生的泵浦光为1400nm～1470nm范围内的两个不同波长。为了防止回波的影响，在波分复用器(WDM)的输出端还连接有一个隔离器(ISO)43，以保障FRA的正常工作。
在分布式拉曼光纤放大器中，光纤线路本身就是放大器，信号的放大是沿光纤分布而不是集中作用的。因此，光纤中各处的信号光功率都比较小，从而可以减小入射光纤的信号光功率，降低非线性效应尤其是四波混频(FWM)效应的干扰，减轻信道间串扰的影响，这对于大容量超长距离光传输系统是十分适合的。
本实用新型综合了FRA和EDFA的优点，其良好的低噪声特性适合于在信号光超长距离传输中的多级放大。使用该光中继设备的传输系统可以不需要电中继，因此可以降低传输系统结构的复杂性和成本。
权利要求1.一种光中继设备包括第一可调光衰减器(321)、第一掺铒光纤放大器(331)、第二可调光衰减器(322)、色散补偿模块(34)、第二掺铒光纤放大器(332)，各部分按上述顺序依次连接，其特征在于还包括一个喇曼光纤放大器(31)，所述喇曼光纤放大器的输出端与第一可调光衰减器(321)连接。
2.如权利要求1所述的光中继设备，其特征在于所述的喇曼光纤放大器(31)为分布式喇曼光纤放大器，包括产生泵浦光的泵浦光源(42)和将所述泵浦光与信号光进行耦合以对信号光进行放大的波分复用器(41)。
3.如权利要求2所述的光中继设备，其特征在于所述的喇曼光纤放大器进一步包括一个连接所述波分复用器(41)输出端对回波进行隔离的隔离器(43)。
4.如权利要求2或3所述的光中继设备，其特征在于所述的泵浦光源(42)为双波长泵浦光源，其产生的泵浦光为1400nm～1470nm范围内的两个不同波长的光。
专利摘要一种光中继设备包括分布式喇曼光纤放大器、第一可调光衰减器、第一掺铒光纤放大器、第二可调光衰减器、色散补偿模块、第二掺铒光纤放大器,以上各部分按上述顺序依次连接。由于本实用新型综合了FRA和EDFA的优点,其良好的低噪声特性适合于在信号光超长距离传输中的多级放大。因此使用该光中继设备的传输系统可以不需要电中继,可以降低传输系统结构的复杂性和成本。
文档编号H04B10/12GK2496195SQ0123432
公开日2002年6月19日 申请日期2001年8月16日 优先权日2001年8月16日
发明者易兴文, 张坤, 徐雁军 申请人:华为技术有限公司