多波长单跨段传输方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统通信传输技术领域，特别是指一种多波长单跨段传输方法和 系统。
【背景技术】
[0002] 电力系统通信传输方式主要有电力载波、微波、电力、音频电缆等方式，但是随着 电力网的扩大，电网由省网发展到跨省、跨区，要求的信息量急剧增加，以上方式已不能满 足现代大容量高速数字网的要求，光纤通信网的应用便应运而生。在光纤系统长距离信息 传输时，为了收集和放大光信号需要建设大量的中继站，利用光传输技术SDH和光放大技 术进行长距离数据传输，现有技术中的拉曼放大技术和遥栗光放大技术都能够解决长距单 跨段传输系统。但是随着智能电网的发展，诸如新疆、青海等偏远地区的电网通信需求更是 与日倶增，且这些地区地形复杂，超高压交流，特高压交、直流变电站、换流站之间超长站距 的出现，站与站点之间距离非常远，因此在这种超长单跨段且大容量通信数据的需求下，拓 展更长距离、更大容量的传输是非常有必要的。
[0003] 近年来EDFA和RFA的应用大大延长了光纤通信系统的传输距离。采用级联EDFA 能在线路中提高信号光功率，但H)FA的噪声指数累计会逐段降低光信噪比；RFA在传输光 纤中利用分布式放大原理可以使其等效噪声指数为负值，减小光信噪比的劣化。但对于 超长跨距光传输系统，有时采用H)FA和RFA仍然不能解决系统接收端光信噪比要求时， 采用远程栗浦光放大器可以提供良好的解决方案。远程栗浦光放大器（ROPA，Remotely Optically Pumped Amplifier)简称遥栗放大器，主要应用于超长跨距无中继光传输系统 中，用来提高系统功率预算，延长传输跨距，如图la和lb所示。
[0004] 远程栗浦光放大器（ROPA，Remotely Optically Pumped Amplifier)简称遥栗放 大器，主要应用于无中继系统中，用来提高系统功率预算，延长传输跨距。伴随着经济飞跃 发展，带动城市群的兴起，在长江三角洲、珠江三角洲、环渤海湾等出现相邻间隔不大于350 公里的城市群，城市群内部相邻城市之间的通信未来可能成为无中继传输的下一个应用热 点，在欧洲、北美等发达地区以及东南亚等多国邻近地区，铺设陆地光缆费用较高或且存在 第三方的障碍而比较困难，此时在沿海相邻都市之间铺设海底无中继系统，成为无中继传 输的另一种应用。沼泽、沙漠、森林等无人区中继站建设、维护费用高，是无中继系统应用的 又一焦点所示。在国内电力网系统中，伴随超高压电力技术的成熟，特别是伴随西电东输政 策的实施，所以在电力通信网中对单跨距400km传输系统的要求也是非常迫切。据统计，仅 沙漠就占据全球陆地面积的四分之一左右，再加上沼泽、森林、山脉等无人区，无中继传输 在穿越无人区方面存在巨大的潜在市场应用，而目前单跨距长距离DWDM的成熟解决案中 主要是通过Raman+FEC来实现的，因此研究远程多阶栗浦放大器对拓展更长距离的的传输 系统来说是非常有意义的。
[0005] 目前遥栗放大技术已经在无中继海底光缆传输中广泛使用，但是在内陆光纤传输 系统中实际应用较少，特别是在电力系统光纤通信领域。栗浦波长范围在1450nm~1490nm 内输出功率达数瓦的激光器在市场上已经开始使用，这样就使得遥栗放大技术在未来通信 领域更加有活力。另外，采用遥栗放大器可以将长距离光纤损耗降低10dB左右，可允许在 距离上有更大程度的延伸。因此，通常将遥栗放大技术与前向纠错技术结合起来使用，能够 更加延长传输距离，提高系统传输功率，减少成本投资。
[0006] 遥栗放大器是将掺铒光纤和一些无源器件放置在特殊盒体内组成掺铒光纤模块， 然后将模块放置在传输光纤一定位置。遥栗相当于一个线路放大器，可以产生信号功率放 大，增加光纤传输距离。实际应用中通常在光纤适当位置熔接一个盒体，盒体里面包含掺铒 光纤与其他无源器件，称为远程增益单元（RGU:Remotely Gain Unit)。栗浦激光器在发射 端或接收端发送波长在1480nm或者1380nm的栗浦光，经合波器射入掺铒光纤模块并激发 铒离子。信号光在模块内部获得放大，产生系统功率增益。相比掺铒光纤放大器，遥栗放大 器由于铒纤和栗浦激光器不在同一个位置，因此称为"遥栗"。如图la和lb所示。
[0007] 目前无中继系统中使用普遍的是pre-ROPA方式的遥栗系统，这种方式又分为同 路（随路）栗浦方式和旁路栗浦方式，同路栗浦时信号光和栗浦光在同一根光纤中传输；旁 路栗浦时栗浦光在另外一根光纤中传输将栗浦光能量传递到远程增益单元以实现远程信 号放大。
[0008] 图lc所示的为同路栗浦，即遥栗的传送通路与信号光通路是同一光纤。这种方 式在线路上无需增加光纤，但由于遥栗功率也产生拉曼（Raman)放大，因此两种放大效应 互相牵扯，增益平坦也较难控制，对多波道放大不利。同路栗浦中，栗浦光功率自发喇曼散 射的ASE噪声。拉曼（Raman)增益是随着栗浦功率增加而指数增加，同时，在较高的拉曼 (Raman)的增益水平上，ASE的增加也快速地降低了系统的光信噪比（0SNR)。
[0009] -般在栗浦功率很大的情况下（栗浦输出功率高于2w)，多数采用旁路栗浦方式， 即栗浦光的光传输不用信号传输光纤，而用单独的光纤。如图Id所示就是旁路栗浦。对于 旁路栗浦方式，根据栗浦功率输入掺铒光纤时的方向与信号光的关系，还可以分为前向栗 浦和后向栗浦。栗浦功率输入掺铒光纤时的方向与信号光方向相同时为前向栗浦，反之，则 为后向栗浦。
[0010] 现有技术的主要缺点在于：
[0011] 1.遥栗技术无论是随路栗浦还是旁路栗浦，该技术方法不足以应对超长距400km 的0ΤΝ大容量传输系统；
[0012] 2.遥栗放大技术提高放大增益时，很难控制放大器增益平坦度，造成各信道性能 差异大，限制了传输距离的进一步提高。
【发明内容】
[0013] 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种多波长单跨段传输方法和系统，利用多阶 拉曼放大器及遥栗系统进行不同的组合，有效完成400km的传输系统，保证80dB的功率容 限。
[0014] 基于上述目的本发明提供的多波长单跨段传输方法，包括：
[0015] 将调制好的光信号经第一前置放大器放大后，进入前向耦合器并与前向随路拉曼 放大器发出的拉曼栗浦光共同输出；
[0016] 从前向耦合器输出的光信号传输到第一增益单元，同时同向旁路二阶遥栗放大器 的发出的二阶栗浦光在传输到第一增益单元的过程中与其一阶栗浦光产生拉曼放大效应 后到达第一增益单元并产生增益，放大同样到达第一增益单元的由前向耦合器输出的光信 号；
[0017] 第一增益单元输出的光信号传输至第二增益单元，同时反向二阶遥栗放大器的 发出的二阶栗浦光在传输到第二增益单元的过程中与其一阶栗浦光产生拉曼放大效应后 到达第二增益单元并产生增益，放大同样到达第二增益单元的由第一增益单元输出的光信 号；
[0018] 第二增益单元输出的光信号传输至色散补偿光纤，并经色散补偿光纤到达波分系 统，信号传输完毕。
[0019] 在一些实施方式中，所述色散补偿光纤包括两段，第二增益单元输出的光信号经 置于第一段色散补偿光纤前端的第二前置放大器后传输至第一段色散补偿光纤；光信号经 第一段色散补偿光纤传输完成后，再通过置于第二段色散补偿光纤前端的第三前置放大器 后传输至第二段色散补偿光纤。
[0020] 在一些实施方式中，所述第二前置放大器还级联有第三段色散补偿光纤。
[0021] 在一些实施方式中，初始光信号为8路10G信号光，经8块光传输网10G转发板转 发至合波器后，由合波器进行调制。
[0022] 在一些实施方式中，所述前向耦合器到第一增益单元的传输距离为115km;和/ 或，所述第一增益单元到第二增益单元的传输距离为170km ;和/或，所述第二增益单元到 色散补偿光纤的传输距离为115km。
[0023] 本发明的另一方面还提供了一种多波长单跨段传输系统，包括通过传输光线依次 连接的第一前置放大器、前向耦合器、第一增益单元、第二增益单元、色散补偿光纤、波分系 统，还包括从旁路连接前向耦合器的前向随路拉曼放大器，从旁路连接第一增益单元的同