双向可配置的定向拉曼泵浦装置的制作方法

本发明属于光纤通信领域。具体来说，本发明涉及一种用于在光纤传输系统中放大光信号的拉曼放大器。

背景技术：

在电信行业中，使用光纤通信系统通过光纤发送光信号来传输信息是很普遍的。光纤用于通过大量现有的城市间和海底跨洋光纤通信线路远距离传输各种通信信号。

为了确保在长距离传播之后不受干扰地检测通信信号，沿着光传输线路在多个位置中部署光放大器，以有力地增强正在传输的信号。这些光放大器位于一些放大位置，这些放大位置可能隔开数百千米，通常在50km到120km之间，并且可以放置在遥远的位置，有可能在海底。

光放大器优于电放大器或中继器，因为它们提供许多技术优势，诸如消除了对光/电和电/光转换的需求，或者无需多路分解多信道光信号就能够放大多信道光信号。此外，除了增加光信号的振幅之外，中继器还允许相对于时钟信号对准以及恢复光信号的形状。然而，中继器对调制格式和数据速率不透明，因此当用不同调制格式或更高数据速率的新应答器替换应答器时，必须交换中继器。相反，光放大器适合于放大任何类型的光信号，并且适合于同时放大多个光信号。

光放大的一种可能性在于利用给定介质中的受激拉曼散射引起的拉曼增益。拉曼活性介质通常是光纤本身。在拉曼放大中，较低频率的“信号”光子引起拉曼活性介质中的较高频率的“泵浦”光子的非弹性散射。由于这种非弹性散射，产生了另一个“信号”光子，而剩余能量共振地传递到介质的振动状态。因此，该过程允许全光放大。在“同向拉曼放大”中，待放大的信号和泵浦光在相同方向上传播。相反，在“反向拉曼放大”中，待放大的信号和泵浦光在相反的方向上传播。

直到最近，只有反向拉曼放大器被用于多跨度长距离光传输系统。然而，支持超过40Gbit/s的数据速率并使用更高阶调制格式的应答器的加入需要配备同向和反向两种拉曼放大器的光传输系统，以便提供所需的光信噪比。

传统拉曼放大器的设计方式是，它们只能在固定的泵浦方向上使用，无论是同向的、反向的还是这两种方向。因此，为了部署和维护任务，需要储备不同种类的拉曼放大器。此外，光网络目前的演化方式是，越来越需要拉曼放大器使用中的更大的灵活性。有鉴于此，拉曼放大器的多元性方面还有技术改进的空间。

US 6 757 098 B2描述了一种模块化双向光放大系统，该系统由构建块或模块组成，该构建块或模块旨在利用整个常规铒增益窗口以及扩展的铒频带以模块化方式操作。不同的构建块或模块可产生单向的或双向的光放大器拓扑。

EP 1 250 737 B1公开了一种具有双向泵浦和改进的噪声系数的多级拉曼放大器。多级拉曼放大器至少由第一和第二泵浦组成，其中第一泵浦产生给定拉曼阶的第一同向泵浦光束，并且第二泵浦产生与第一泵浦不同拉曼阶的第二反向泵浦光束。多级拉曼放大器还能包括双波长拉曼振荡器，而不是第一和第二泵浦。

US 7 110 680 B2描述了一种用于包括通过光纤联接的多个节点的光通信系统中的同向拉曼放大的方法和系统。光纤包括增益介质，并且可操作以在多个信道中传输光信号。泵浦波长和传输信道频带根据用于同向拉曼泵浦的增益光纤的色散特性来选择。

US 6 738 180 B2公开了一种包括多个拉曼放大器的光传输系统，所述拉曼放大器包括不同泵浦波长的多个泵浦光源。产生受激拉曼散射的光纤的纵向截面根据多个拉曼放大器而不同。多个拉曼放大器相互补偿各自的拉曼增益波长特性。

技术实现要素：

本发明的基本问题是提供用于降低光纤传输系统的部署和操作中的设备要求的装置和方法。

这个问题通过根据权利要求1所述的拉曼泵浦设备和根据权利要求28所述的方法来解决。从属权利要求中说明本发明的优选实施例。

本发明的设备包括第一和第二端口，通过第一和第二端口，拉曼泵浦设备可以连接到光纤传输系统且数据光信号可以分别进入和离开拉曼泵浦设备。这里，术语“端口”被理解为具有广泛的含义，并且涵盖允许数据光信号通过拉曼泵浦设备传输的任何类型的光接口。

拉曼泵浦设备还包括用于产生拉曼泵浦信号的拉曼泵浦源和用于将拉曼泵浦信号与数据光信号组合的至少一个组合器。拉曼泵浦信号通过光纤传输系统中发生的受激拉曼散射使数据光信号被放大。该至少一个组合器通常是波分多路复用器，优选地是四端口双向波分多路复用器。然而，使用任何其它类型的组合器来组合光信号也是可行的。拉曼泵浦源可以包括适合其在光纤传输系统中的使用的任何类型的光源，例如但不限于激光光源。

根据本发明，拉曼泵浦设备允许选择性地将相同拉曼泵浦源或相同拉曼泵浦源的至少一些部分产生的拉曼泵浦信号与数据光信号同向或反向组合。这样，拉曼泵浦设备可以用于同向或反向放大。这允许通过简单地修改已经存在的拉曼泵浦设备的操作模式，以简单的方式改变光纤传输系统的给定注入点处的泵浦方向，使得无需为这些目的部署额外的泵浦设备。这里，“注入点”被理解为光纤传输系统的任何部分或区段，在该部分或区段可以安装放大设备，使得在光纤传输系统中传输的光信号在该部分或区段与拉曼泵浦信号组合，因此拉曼放大随后在光纤传输系统中发生。因此，能减少用于在光纤传输系统中放大数据光信号的设备的数量。因此，能大大降低光纤传输系统的建造和操作所涉及的物流和管理成本。此外，光纤传输系统的维护操作员不需要储备不同放大器类型的样本，使得维护任务变得更简单且成本更低。

根据本发明的优选实施例，拉曼泵浦设备允许选择性地将相同拉曼泵浦源或相同拉曼泵浦源的至少一些部分产生的拉曼泵浦信号与数据光信号同向或反向组合，而无需将拉曼泵浦设备从光纤传输系统断开。这样，在部署光纤传输系统期间，就不需要决定最合适的泵浦配置。这个决定可能改为推迟到更晚的时间，例如光纤传输系统开始操作时。此外，保持了在光纤传输系统的操作期间改变泵浦配置而不中断数据业务的可能性。这里，“泵浦配置”被理解为代表拉曼泵浦信号在同向和反向组合之间的给定分布。

在本发明的优选实施例中，拉曼泵浦设备还允许选择性地将拉曼泵浦信号的第一部分与数据光信号同向组合，和将拉曼泵浦信号的第二部分与数据光信号反向组合。这允许光纤传输系统中的放大在两个方向上发生，即同向和反向。

优选地，拉曼泵浦信号的第一和第二部分的功率比是选择性可调的。反向拉曼泵浦提供了合适的手段来增加光纤传输系统中的光信噪比，同时遭受以下可能情况：发射到光纤传输系统中的相对于来自泵浦设备的数据光信号的传播方向位于下游的部分中的过高的信号功率电平会导致非线性效应增加。同向拉曼泵浦通常用于降低光纤传输系统中非线性效应的影响，而不影响光信噪比。因此，通过选择性地调节拉曼泵浦信号的第一和第二部分的功率比，可以优化数据光信号的功率分布，以便在光纤传输系统中提供光信噪比改善和非线性效应之间的有利平衡。

根据本发明的优选实施例，拉曼泵浦设备包括可调谐光分路器，用于选择性地将拉曼泵浦信号引导到第一组合器和第二组合器中的一个或两个，第一组合器布置成将拉曼泵浦信号和数据光信号同向组合，第二组合器布置成将拉曼泵浦信号和数据光信号反向组合。上述拉曼泵浦信号的第一和第二部分的功率比的选择性调节于是可以通过操作可调谐光分路器来执行。这具有这样的优势，即允许通过操作可调谐光分路器来调节同向和反向泵浦的功率比，而不必接入或修改拉曼泵浦设备的内部结构。选择性调节可以进一步使得拉曼泵浦信号完全同向或反向组合。此外，可调谐光分路器可以远程操作，使得无需物理地处理拉曼泵浦设备或与其连接的网络电缆就可以修改同向和反向泵浦的功率比。此外，通过选择性地调节单个泵浦的用于同向和反向泵浦的泵浦功率，能够消除对用于同向和反向泵浦的额外昂贵拉曼泵浦的需求，因此具有优化信噪比的拉曼放大器的成本能够显著降低。

拉曼泵浦设备可以替代地包括光切换器，用于选择性地将拉曼泵浦信号引导到第一组合器或第二组合器，或者用于中断拉曼泵浦信号到第一组合器或第二组合器中的任一个的传输。这允许选择性地将拉曼泵浦设备配置成作为同向放大器或反向放大器工作，并停用拉曼泵浦设备或其一些部分。此外，可以远程操作光切换器，使得无需物理地处理拉曼泵浦设备或与其连接的网络电缆，就可以修改放大方向，并且可以停用拉曼泵浦设备或其一些部分。

优选地，可调谐光分路器或光切换器配置成以波长无关的方式操作，使得拉曼泵浦信号的第一和第二部分可以包括相等的波长。

在本发明的优选实施例中，可调谐光分路器或光切换器和拉曼泵浦源可以包括在集成设备中。这样可以使得拉曼泵浦设备内部的布线更加简化，向光纤传输系统更高效地提供泵浦功率，并且减少在拉曼泵浦设备内部安装可调谐光分路器或光切换器以及拉曼泵浦源所需的空间。

根据本发明的优选实施例，拉曼泵浦设备还可以包括控制单元，其中控制单元配置成用于控制可调谐光分路器或光切换器以及拉曼泵浦源的操作。这允许例如光可调分路器或光切换器的自动操作，这可以基于数据光信号的信息或参数。拉曼泵浦设备的操作模式随后可以被优化，例如通过选择性地调节同向和反向泵浦的功率比，而不需要操作人员的实时干预。进一步的配置还可以允许在各个拉曼泵浦设备的同向和反向泵浦之间自动切换或者启用和停用拉曼泵浦设备。后一种情况可以有利地用于当光纤传输系统在其任何阶段被损坏或中断时通过对放大实施中断来达到激光安全目的。

在本发明的优选实施例中，拉曼泵浦设备还包括光谱过滤结构，其中光谱过滤结构配置成用于将数据光信号的至少一部分引导到分析单元，其中分析单元是控制单元的一部分或与控制单元通信。然后，控制单元的操作功能可以基于的数据光信号的信息或参数可以先由光谱过滤结构预先提取，并且由分析单元最佳地准备，然后才到达控制单元。这允许通过光谱过滤结构提取数据光信号光谱的预定频带，该频带或光谱可以由多个子频带组成，并且还可以包括倾斜和波纹信息以及关于数据光信号功率和光谱分布的信息。另外，在光谱过滤结构和/或分析单元中对数据光信号的信息或参数的预处理可以包括将光信息变换成电信息，使得该变换不需要由控制单元执行。

根据本发明的优选实施例，拉曼泵浦设备在允许以第一和第二安装定向在光纤传输系统中安装的程度上是对称的，其中在第一和第二安装定向上，第一和第二端口的作用互换。根据该实施例，通过简单地修改拉曼泵浦设备连接到光纤传输系统的方式，可以使在光纤传输系统的给定注入点暂时作为例如同向泵浦设备工作的拉曼泵浦设备在光纤传输系统的相同注入点作为反向泵浦设备工作。这可能意味着简单地操纵布线或修改拉曼泵浦设备的物理安装定向。

另一个优势涉及能够减少用于在光纤传输系统的部署期间安装的单一类型拉曼泵浦设备的储备。由于根据本发明的该实施例的拉曼泵浦设备可以用于同向或反向泵浦，所以可以针对根据特定要求部署的光纤传输系统的不同注入点选择相同类型的拉曼泵浦设备的不同配置。这样，建造和安装工程可以在技术上和物流上都得到简化。

在本发明的优选实施例中，拉曼泵浦设备的拉曼泵浦源包括：光纤放大器，其具有与第一端口联接的第一末端和与第二端口联接的第二末端；放大器泵浦源，用于将光纤放大信号泵浦到光纤放大器中；和第一和第二种子光源，用于提供待由光纤放大器放大从而产生拉曼泵浦信号的种子光。第一和第二种子光源可以被联接以将相应的种子光在相反的方向上注入光纤放大器中。不同信号的耦合可以通过例如波分多路复用器组合器的任何合适的耦合设备来执行。优选地，由种子光源提供的种子光的功率是恒定的。

用于光纤放大器中的放大的能量由放大器泵浦源提供。光纤放大器通过其第一和第二末端与拉曼泵浦设备的第一端口和第二端口联接。根据该实施例，数据光信号可以通过同向或反向拉曼泵浦来放大，这取决于哪个种子光源被操作。

同样可以同时操作这两个种子光源，用于同时同向和反向泵浦。注意，该实施例是一个示例，其中“相同拉曼泵浦源的至少一些部分”用于同向和反向拉曼泵浦，该“相同部分”是具有其相应放大器泵浦源的光纤放大器，其通常比种子光源昂贵得多。

联接可以使得光纤放大器与数据光传输系统的主传输线路并联布置，从而使得数据光信号不通过光纤放大器。替代地，光纤放大器可以与第一端口和第二端口联接，使得数据信号通过光纤放大器在第一和第二端口之间传输。在这种情况下，光纤放大器本身形成用于组合拉曼泵浦信号与数据光信号的前述组合器。优选地，只有种子光在光纤放大器中被光纤放大信号放大，而数据光信号在光纤放大器中不经历显著放大。替代地，可以使用包层泵浦配置。

在本发明的优选实施例中，放大器泵浦提供的光的功率比第一或第二种子光源提供的光的功率高至少3倍，优选至少15倍。例如，放大器泵浦可以提供功率在1到3W之间的光，而第一和第二种子光源可以提供功率在200到300mW之间的光。放大器可以是高功率泵浦，而种子光源是传统的、成本较低的低能量泵浦。这有助于用于双向放大的拉曼泵浦设备的成本有效的配置。

优选地，第一和第二种子光源可以提供具有不同波长的光。然后可以方便地选择耦合光纤放大信号和种子光的耦合装置的操作波长，使得种子光的任何部分都不会被引导离开光纤传输系统。例如，可以通过耦合器来防止源自第一种子光源的种子光被引导到第二种子光源，该耦合器将来自第二光源的种子光耦合到光纤放大器，这是通过将所述耦合器配置成简单地让具有与第一种子光源相对应的波长的光通过。将来自第一光源的种子光耦合到光纤放大器的耦合器可以用类似的方式配置，以便使得来自第二种子光源的种子光不被引导到第一种子光源。这样，能够实现放大设备的更好效率。

通常，光纤放大器包括掺杂光纤，掺杂光纤优选地选择成使得放大仅在种子光的波长范围内发生，而不在数据光信号的波长范围内发生。优选地，可以使用掺铥的光纤放大器。

根据本发明的优选实施例，拉曼泵浦设备还可以包括信号抽头和第一提取端口，其中信号抽头配置成用于提取数据光信号的至少一部分并将其引导到第一提取端口，其中第一提取端口配置成连接到另外的部件，特别是光电检测器或光源。这里，“提取端口”被理解为适合于将另外的设备，通常是测量设备、控制设备或光源，联接到拉曼泵浦设备的虚拟连接点或终端。

优选地，信号抽头可以是滤光器，其配置成用于提取位于预定波长范围内的数据光信号的至少一部分，并将其引导到第一提取端口。这允许将数据光信号的一部分引导到另外的设备，例如用于与数据光信号的光谱或功率有关的监视目的。

数据光信号的所提取的部分可以构成用于传输数据光信号的信息或参数和/或激光安全信息的光监控信道，用于当光纤传输系统在其任何阶段被损坏或中断时对放大实施中断。

拉曼泵浦设备还可以包括第二提取端口，其中信号抽头配置成用于提取数据光信号的至少一部分，并且用于当数据光信号从第一端口传播到第二端口时，将数据光信号的所提取的部分引导到第一提取端口，和当数据光信号从第二端口传播到第一端口时，将数据光信号的所提取的部分引导到第二提取端口，其中第二提取端口配置成用于连接到另外的部件，特别是光电检测器或光源。

假设根据本发明的拉曼泵浦设备可以具有不同的安装定向，并且数据光信号根据拉曼泵浦设备的定向在拉曼泵浦设备内部在不同的方向上传播，这确保了无论拉曼泵浦设备的特定安装定向如何，都将数据光信号的至少一部分提取到第一提取端口和第二提取端口中的至少一个。

信号抽头可以包括滤光器，该滤光器配置成用于提取数据光信号的预定波长范围内的至少一部分，并将其引导到第一和第二提取端口中的一个或两个。这具有将数据光信号的所提取的部分限制于给定波长范围的优势。有利的是，这可以例如防止数据光信号干扰在光监控信道中传输的信息。

拉曼泵浦设备还可以包括提取切换器，其中提取切换器允许选择性地将第一和第二提取端口中的一个与另外的部件连接，特别是与光电检测器或光源连接。替代地，拉曼泵浦设备还可以包括提取组合器，其中提取组合器配置成用于将第一和第二提取端口与另外的部件连接，特别是与光电检测器或光源连接。

在该实施例中，不需要为每个提取端口提供相应的设备元件。单个设备元件可以选择性地连接到第一和第二提取端口中的一个。例如，在数据光信号在特定方向上传输的情况下，信号抽头可以将其至少一部分引导到第一和第二提取端口中的仅一个。在这种情况下，提取切换器或提取组合器可以允许将数据光信号的所提取的部分引导到设备元件，而不管数据光信号在哪个特定方向上传输。然后，如果例如拉曼泵浦设备的安装定向以及因此数据光信号的传输方向反转，则如果需要的话，通过方便地调节提取切换器，数据光信号的所提取的部分可以继续被引导到设备元件。

在本发明的优选实施例中，拉曼泵浦设备还可以包括连接接口，该连接接口允许将光电检测器或光源与拉曼泵浦设备互换地连接，使得光电检测器和光源中的一个能够与第一提取端口和第二提取端口中的至少一个连接。优选地，所述光电检测器和光源可以具有可更换的可插拔模块的形式。这具有如下优势：允许根据拉曼泵浦设备的期望功能替换或互换附接到第一提取端口或第二提取端口的任何其它设备，而不必为每个功能提供专用设备。

根据本发明的实施例，拉曼泵浦设备还可以包括光学测量设备、第一连接节点和/或第二连接节点。第一连接节点可以相对于来自至少一个组合器的数据光信号的传播方向布置在上游，并且连接到测量设备。第二连接节点可以替代地或另外地相对于来自至少一个组合器的数据光信号的传播方向布置在下游，并且连接到测量设备。第一和第二连接节点也可以分别布置在第一和第二端口之前和之后。这样，可以在不同的点测量光纤传输系统的特性。具体来说，可以独立地测量光纤传输系统的连接到拉曼泵浦设备的第一和第二端口的区段的特性。

拉曼泵浦设备还可以包括测量切换设备，其中测量切换设备被配置成选择性地将测量设备连接到第一和第二连接节点中的一个。测量切换设备通常是光切换器，允许在光纤传输系统对应于第一连接节点和第二连接节点的位置选择性测量数据光信号的信息或参数。这样，测量设备可以获得关于不同位置的数据光信号或光纤传输系统的信息。优选地，所述信息允许评估连接到拉曼泵浦设备的传输光纤的质量。此外，测量设备和切换设备可以包括在集成设备中，从而能够减少与其相关的安装和布线所需的空间。

另外，第一和第二连接节点中的一个或两个可以包括滤光器。这样，到达测量设备的数据光信号的信息或参数能够被限制于预定的波长范围。第一和第二连接节点中的一个或两个还可以包括耦合器或分路器，优选地是波长无关耦合器或分路器。

测量设备可以是适合于提取和/或处理数据光信号的信息或参数的任何设备。优选地，测量设备可能是光时域反射计或光频域反射计。

本发明的另一个方面涉及一种根据任何阐明的实施例的用于选择性地在光纤传输系统中用拉曼泵浦源同向或反向地放大数据光信号的方法。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的拉曼泵浦设备。

图2示出了根据本发明的实施例的包括可调谐光分路器的拉曼泵浦设备。

图3示出了根据本发明的实施例的包括光切换器的拉曼泵浦设备。

图4示出了根据本发明的实施例的包括光纤放大器的拉曼泵浦设备。

图5示出了根据本发明的实施例的拉曼泵浦设备，包括光切换器、控制单元、光谱过滤、测量设备和测量切换设备。

具体实施方式

为了便于理解本发明的原理，现在将参照附图中示出的优选实施例，并且将使用具体的语言来说明这些实施例。然而，应当理解，并不因此意图限制本发明的范围，所示出的装置中的这种改变和进一步的修改以及其中所说明的本发明的原理的这种进一步的应用被视为是本发明所涉及的领域的技术人员现在或将来一般会想到的。

图1a示出了根据本发明的优选实施例的用于在光纤传输系统中放大数据光信号的拉曼泵浦设备10的图示。拉曼泵浦设备10包括第一端口12a和第二端口12b，数据光信号可以通过它们分别进入和离开拉曼泵浦设备10。设备10还包括用于产生拉曼泵浦信号的拉曼泵浦源14和至少一个组合器16，组合器16用于将拉曼泵浦源14产生的拉曼泵浦信号或其至少一部分与数据光信号同向或反向组合。

拉曼泵浦源14产生的拉曼泵浦信号通过组合器16与数据光信号组合，使得数据光信号在光纤传输系统中通过拉曼散射被放大。拉曼泵浦设备10能够根据第一安装定向安装在光纤传输系统中，使得数据光信号从第一端口12a传输到第二端口12b，并且拉曼泵浦信号通过组合器16与数据光信号反向地组合。根据第二安装定向(例如是由拉曼泵浦设备10相对于第一安装定向的物理反转引起的)，数据光信号从第二端口12b传输到第二端口12a，并且拉曼泵浦信号通过组合器16与数据光信号同向地组合。

在图1b所示的实施例中，拉曼泵浦设备10还包括信号抽头20和第一提取端口22。信号抽头20是滤光器，其配置成用于提取位于预定波长范围内的数据光信号的至少一部分，并将其引导到第一提取端口22。

另外，如图1c所示，本发明的其它优选实施例包括第二提取端口23。信号抽头20配置成用于提取数据光信号的至少一部分，并且用于当数据光信号从第一端口12a传播到第二端口12b时，将数据光信号的提取部分引导到第一提取端口22。当数据光信号从第二端口12b传播到第一端口12a时，信号抽头20将数据光信号的提取部分引导到第二提取端口23。第一和第二提取端口22、23配置成连接接口的一部分，该连接接口用于可互换地连接到另外的部件，特别是与光电检测器和/或光源连接。图1d中示出了这方面的一个示例，其中光电检测器24连接到第一和第二提取端口22、23。

图1的拉曼泵浦设备10还可能包括提取切换器或提取组合器(该图中未示出，见图5)，允许第一和第二提取端口22、23与设备24的单个另外的部件连接，使得数据光信号的提取部分到达设备24的所述部件，无论数据光信号的传播方向如何。此外，DE 196 532 76 A1中描述的具有可切换传输方向的光隔离器可以布置在端口12a和12b之间。

图2示出了拉曼泵浦设备10的另一优选实施例，该拉曼泵浦设备10包括可调谐光分路器30、布置成将拉曼泵浦信号和数据光信号反向组合的第一组合器16a以及布置成将拉曼泵浦信号和数据光信号同向组合的第二组合器16b。图2的拉曼泵浦设备10允许在第一组合器16a处选择性地将拉曼泵浦源14产生的拉曼泵浦信号的第一部分与数据光信号反向组合。在第二组合器16b处将拉曼泵浦源14产生的拉曼泵浦信号的第二部分与数据光信号同向组合。通过操作可调谐光分路器30，能够选择性地调节拉曼泵浦信号的第一和第二部分的功率比。可调谐光分路器30是与波长无关的，使得拉曼泵浦信号的第一和第二部分包括相等的波长。设备10还包括信号抽头20，用于提取数据光信号的至少一部分，并将其引导到另外的部件24，该部件在所示的示例中是光电检测器。

图3a示出了图2的拉曼泵浦设备10的相关实施例，其中第一和第二组合器16a、16b集成在单个四端口组合器16中，该组合器允许将拉曼泵浦信号和数据光信号反向和/或同向组合。设备10包括光切换器32，其允许在组合器16处选择性地将拉曼泵浦源14产生的拉曼泵浦信号与数据光信号同向或反向组合。光切换器32也能够切换到关闭位置，使得来自拉曼泵浦源14的拉曼泵浦信号不被传输到组合器16，并且因此装置10被停用。此外，如图3b所示，用于提取数据光信号的至少一部分并将其引导到另外的部件24(在所示的示例中为光电检测器)的信号抽头20可以结合在设备10中。

图4a示出了拉曼泵浦设备10，其包括光纤放大器40、用于将光纤放大信号泵浦到光纤放大器40中的放大器泵浦源42以及用于提供种子光的第一和第二种子光源44a、44b，所述种子光要在光纤放大器40中放大从而产生拉曼泵浦信号。种子光源44a、44b产生的种子光被相应的组合器48a、48b引导到光纤放大器40。放大器泵浦源42产生的光纤放大信号由组合器46引导到光纤放大器40。数据光信号、种子光和光纤放大信号在光纤放大器40中组合。

种子光源44a、44b是低功率泵浦，仅提供功率为200mW的光。第一种子光源44a提供波长为1453nm的光，而第二种子光源44b提供波长为1438nm的光。组合器48a、48b是波长选择性的，并且配置成使得来自一个种子光源44a、44b的种子光不会相应地被引导到另一个种子光源44b、44a。例如，组合器48a配置成使得由种子光源44b产生并由光纤放大器40放大的种子光不被引导到种子光源44a，而是仅被允许朝向光纤放大器40的第一末端41b传递。类似地，组合器48b配置成使得由种子光源44a产生并由光纤放大器40放大的种子光不被引导到种子光源44b，而是仅被允许朝向光纤放大器40的第二末端41b传递。放大器泵浦42是高功率泵浦，提供功率为3W并且波长为1020nm的光。替代地，种子光源提供的光能够包括大约800nm(例如798nm)和大约1400nm的波长的组合。

光纤放大器40包括掺铥光纤，其使得能够在光纤放大器40中放大种子光源44a、44b产生的种子光。然而，由于数据光信号的波长更高，所以数据光信号在光纤放大器40中没有被放大。一旦它在光纤放大器40中被放大器泵浦42产生的光纤放大信号放大，由种子光源44a和/或44b产生的种子光就构成拉曼泵浦信号，该拉曼泵浦信号通过拉曼散射在光纤传输系统中放大数据光信号。注意，“光纤放大信号”同样是用于泵浦掺铥光纤的泵浦信号，但在此不称为“泵浦信号”，以免与拉曼泵浦信号混淆。

第一种子光源44a产生的种子光在从光纤放大器40的第一末端41a到第二末端41b的方向上注入到光纤放大器40中。第二种子光源44b产生的种子光在从光纤放大器40的第二末端41b到第一末端41a的方向上，即在相反的方向上注入到光纤放大器40中。虽然在图4中未示出，但是光纤放大器40的第一末端41a联接到拉曼泵浦设备10的第一端口12a，并且第二末端41b联接到拉曼泵浦设备10的第二端口12b。这种联接可使得数据光信号通过光纤放大器40本身传输，或者使得数据光信号通过与光纤放大器40的光纤并联布置的附加光纤传输。图4b中示出了具有包括可选隔离器49的附加光纤47的这种布置的示例。在任何情况下，通过选择性地操作种子光源44a、44b，数据光信号可以被同向、反向或双向放大。此外，能够调节种子光源44a、44b的功率，从而给出同向和反向放大之间的期望功率比。

图5示出了图3a的拉曼泵浦设备10，其中拉曼泵浦源14和光切换器32被包括在集成设备33中。设备10还包括波长无关分路器18、控制单元50和光谱过滤结构52。波长无关分路器18配置成用于提取数据光信号的至少一部分和/或拉曼泵浦信号的至少一部分，并将其引导到光谱过滤结构52。光谱过滤结构52配置成用于接收由波长无关分路器18提取的数据光信号部分和/或拉曼泵浦信号部分，并用于将数据光信号和/或拉曼泵浦信号的所述提取部分引导到内部分析单元，该内部分析单元与控制单元50通信，并且在所示的实施例中包括在控制单元50中。控制单元50配置成用于控制光切换器32和拉曼泵浦源14的操作。

设备10还包括光学测量设备56、第一和第二连接节点54a、54b以及测量切换设备58。测量设备56和测量切换设备58包括在集成设备60中。第一连接节点54a布置在第一端口12a之后，相对于来自组合器16的数据光信号的传播方向位于上游，并且能经由测量切换器58选择性地连接到测量设备56。第二连接节点54b布置在第二端口12b之前，相对于来自组合器16的数据光信号的传播方向位于下游，并且能经由测量切换器58选择性地连接到测量设备56。测量切换设备58配置成选择性地将测量设备56连接到第一和第二连接节点54a和54b中的一个，使得测量设备56能够选择性地并且独立地测量光纤传输系统中连接到连接节点54a和54b的部分的特性。

然后，控制单元50能够通过调节光切换器32和拉曼泵浦源14来确定是否应该进行拉曼泵浦，如果应该进行拉曼泵浦，那么应该在哪个方向和用哪个功率进行拉曼泵浦。这是基于测量设备56和光谱过滤结构52提供的信息来完成的。这种信息可以包括倾斜/波纹信息、激光安全监控信息、业务信道测量、关于光纤物理特性的信息以及关于信道功率及其光谱分布的信息。

在图2、图3和图5中，示出了光切换器32或可调谐分路器30。然而，在这些图中所示的本发明的所有实施例中，可调谐分路器30能够由光切换器32代替，反之亦然。使用光切换器，数据光信号能够选择性地被同向或反向放大，而可调谐分路器还允许选择性地同向并且反向放大数据光信号。

尽管在附图和前面的说明书中详细示出和说明了优选的示例性实施例，但是这些实施例应该被视为纯粹示例性的，而不是对本发明的限制。在这方面，应当注意，仅示出和说明了优选的示例性实施例，并且目前或将来在权利要求书中限定的本发明的保护范围内的所有的变化和修改都应当受到保护。

附图标记列表

10 拉曼泵浦设备

12a 第一端口

12b 第二端口

14 拉曼泵浦源

16、16a、16b 组合器

18 波长无关分路器

20 信号抽头

22、23 提取端口

24、26 设备部件(例如，光电检测器)

30 可调谐光分路器

32 光切换器

40 光纤放大器

42 放大器泵浦源

44a、44b 种子光源

46、48a、48b 组合器

50 控制单元

52 光谱过滤器

54a、54b 连接节点

56 测量设备

58 切换设备

60 集成设备