一种用于海底观测网长距离网络传输系统的制作方法

本实用新型具体涉及一种用于海底观测网长距离网络传输系统，属于海底光缆通信技术领域。

背景技术：

目前海底观测网系统，从岸端到水下节点都用的是在水下铺设的光缆系统，由于海底观测范围比较大，这样光缆铺设的距离会非常长，通常而言，节点之间的距离大概在100-300km之间，按照光信号在光缆里的正常衰减,这样的系统往往必须有中继，也就是说在传统的海底观测网系统沿着光纤系统的长度利用一个或多个中继器增加信号强度，补偿光纤中的衰减。一般中继器如烽火通信科技股份有限公司公布的cn201510975241，通常是采用气密性密封的封闭盒子形式的装置，盒子中装有用来增加信号强度的放大器和校正信号失真的均衡器。这样的中继器通常沿着海底光缆间隔设置，以便能够使用更长的光缆。然而，这些中继器不仅昂贵，而且需要通常利用海底电缆输电的电源，从而增加了光纤系统的复杂性。同时这种昂贵的中继器往往传输带宽受限，不能满足万兆以上的网络带宽需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可以通过单根光纤实现万兆以太网信号的数据交互，任何两个相邻海底网观测节点传输距离为0至300km自适应，通过单根光纤实现数据交互的用于海底观测网长距离网络传输系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术解决方案：

一种用于海底观测网长距离网络传输系统，包括依次连接的第一节点模块、海底光缆、第二节点模块；所述第一节点模块包括第一光纤模式转换器、第一密集波分复用器、第二密集波分复用器、第一光纤放大器、第一拉曼放大器、第二光纤放大器、第一稀疏波分复用器；所述第一光纤模式转换器的输出端与第一密集波分复用器的输入端连接；所述第一密集波分复用器的输出端与第一光纤放大器的输入端连接；所述第一光纤放大器的输出端与第一稀疏波分复用器的输入端连接；所述第一稀疏波分复用器的输出端与第一拉曼放大器的输入端连接；所述第一拉曼放大器的输出端与第二光纤放大器的输入端连接；所述第二光纤放大器的输出端与第二密集波分复用器的输入端连接；所述第二密集波分复用器的输出端与第一光纤模式转换器的输入端连接；所述第二节点模块包括第二光纤模式转换器、第三密集波分复用器、第四密集波分复用器、第三光纤放大器、第二拉曼放大器、第四光纤放大器、第二稀疏波分复用器；所述第二光纤模式转换器的输出端与第三密集波分复用器的输入端连接；所述第三密集波分复用器的输出端与第三光纤放大器的输入端连接；所述第三光纤放大器的输出端与第二稀疏波分复用器的输入端连接；所述第二稀疏波分复用器的输出端与第二拉曼放大器的输入端连接；所述第二拉曼放大器的输出端与第四光纤放大器的输入端连接；所述第四光纤放大器的输出端与第四密集波分复用器的输入端连接；所述第四密集波分复用器的输出端与第二光纤模式转换器的输入端连接；所述第一稀疏波分复用器与第二稀疏波分复用器通过海底光缆连接。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述第一密集波分复用器、第四密集波分复用器均采用1550nm密集波分复用器。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述第二密集波分复用器、第三密集波分复用器均采用1530nm密集波分复用器。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述第一光纤放大器至第四光纤放大器均采用掺铒光纤放大器。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述第一稀疏波分复用器、第二稀疏波分复用器均采用1550nm/1530nm稀疏波分复用器。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述海底光缆的长度为0至300千米。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)利用波分复用技术，将多根不同波长的光信号合成一路光信号进行放大处理。实现超远距离传输，在接收端进行解波分复用，还原数据，整个处理过程中，信号完全透明传输，信号畸变，劣化小，保证了万兆传输带宽。

(2)选用的光波长集中在c波段，在超远距离传输时c波段每公里损耗最小，在经过dwdm波分复用、光纤放大后的上下行光信号还能够通过cwdm波分复用器复用到一根光纤上。

(3)在海底观测网单节点设计电源功率达到10kw，并且满足中压400v和各级低压输出，完全可以支持本实用新型系统供电，这样无需对海底观测网光缆做出任何更改。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，一种用于海底观测网长距离网络传输系统，包括依次连接的节点a模块、海底光缆、节点b模块；节点a模块包括第一光纤模式转换器、第一密集波分复用器、第二密集波分复用器、第一光纤放大器、第一拉曼放大器、第二光纤放大器、第一稀疏波分复用器；第一光纤模式转换器的输出端与第一密集波分复用器的输入端连接；第一密集波分复用器的输出端与第一光纤放大器的输入端连接；第一光纤放大器的输出端与第一稀疏波分复用器的输入端连接；第一稀疏波分复用器的输出端与第一拉曼放大器的输入端连接；第一拉曼放大器的输出端与第二光纤放大器的输入端连接；第二光纤放大器的输出端与第二密集波分复用器的输入端连接；第二密集波分复用器的输出端与第一光纤模式转换器的输入端连接；节点b模块包括第二光纤模式转换器、第三密集波分复用器、第四密集波分复用器、第三光纤放大器、第二拉曼放大器、第四光纤放大器、第二稀疏波分复用器；第二光纤模式转换器的输出端与第三密集波分复用器的输入端连接；第三密集波分复用器的输出端与第三光纤放大器的输入端连接；第三光纤放大器的输出端与第二稀疏波分复用器的输入端连接；第二稀疏波分复用器的输出端与第二拉曼放大器的输入端连接；第二拉曼放大器的输出端与第四光纤放大器的输入端连接；第四光纤放大器的输出端与第四密集波分复用器的输入端连接；第四密集波分复用器的输出端与第二光纤模式转换器的输入端连接；第一稀疏波分复用器与第二稀疏波分复用器通过海底光缆连接。

第一密集波分复用器、第四密集波分复用器均采用1550nm密集波分复用器。第二密集波分复用器、第三密集波分复用器均采用1530nm密集波分复用器。第一光纤放大器至第四光纤放大器均采用掺铒光纤放大器。第一稀疏波分复用器、第二稀疏波分复用器均采用1550nm/1530nm稀疏波分复用器。海底光缆的长度为0至300千米。

具体实施工作时，节点a模块中利用稀疏波分复用(cwdm)和密集波分复用(dwdm)两种波分复用技术，并结合光纤放大技术，将光线信号处理后转换成不同波长的光信号，然后通过波分复用器合成一路光信号并进行放大处理，实现数据的超远距离传输。在节点b模块中再通过光信号的二级放大后，解波分复用恢复成不同波长的光信号，再通过光信号的解时分复用处理后还原回原来的数据，整个处理过程中信号完全透明传输，信号畸变、劣化小。

外部输入的4路2.5gbps光信号经过光纤模式转换全部转换成不同波长的dwdm光信号，一共4路下行(由节点a模块到节点b模块，选用c30、c32、c34、c36波长)和4路上行(由节点b模块到节点a模块，选用c54、c56、c58、c60波长)。为实现8路光信号的单纤双向传输，需要对光信号进行波分复用和光纤放大处理，而300km的光纤损耗较大，一级放大无法满足整个光链路的衰减要求，故需要在接收端进行两级光放大。而光纤放大器的单向性又导致波分复用器也需要进行两级复用，合到一根光纤上，从而实现所有数据的长距离单纤双向传输。

下行的4路光信号波长选用1550nm附近的dwdm光波长，通过1550nm/dwmd波分复用器复用成一路下行的光信号，在通过掺铒光纤放大器(edfa，功放ba)将4路下行光信号的光功率放大到20dbm，在通过cwdm波分复用器(2db衰减)将信号复用到一根光纤上，通过300km光纤(衰减0.18/km)后衰减54db，到b的光功率＜-36dbm，为增加系统的可靠行和整个光链路的动态范围，在接收端使用拉曼放大器fra与前置掺铒光纤放大器(预放pa)，使进入1550nm/dwdm波分复用器的光功率在-10dbm左右，然后经过1550nm/dwdm波分复用器，使4个不同波长的光信号的输出光功率在-13dbm，这样即可保证光功率在节点模块的接收灵敏度范围内，也不超过节点模块的饱和光功率。

上行的4路光信号选用1530nm附近的dwdm光波长，处理方式与下行光信号相同，在此不再赘述。由于目前光纤放大器使用主要集中在c波段，且在超远距离传输时c波段的每公里损耗最小，所有上下行光信号选用1550nm和1530nm的波长，在经过dwdm波分复用、光纤放大后的上下行光信号还能够通cwdm波分复用器复用到一根光纤上。在超远距离传输系统中，影响传输距离的因数包括两方面：功率代价和色散代价。由于系统中光信号的速率不超过2.5gbps，传输距离不超过300km，色散影响不大，可以不考虑色散带价。光链路设计中主要关注系统的功率损耗代价，发射光功率为20dbm，接收端接收灵敏度可达-41dbm，链路允许损耗61db，通过300km光纤(衰减0.18/km)衰减54db，一级cwdm波分复用衰减2db，系统预留5db光链路损耗余量，可以保证整个系统在300km条件下正常通信。该系统使用海底观测网节点电源供电，无需对海底光缆改造，也无需增加光中继器。

以上所述的具体实施方案，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方案而已，并非用以限定本实用新型的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。