喇曼光放大系统技术方案

在一种喇曼光放大系统中，其中包含两个或两个以上信号波段的波分复用光信号被在一个传输线中传送，以及其中多个泵送光波被引入所述传输线，使得在最短的信号波段中的波分复用光信号被所述多个泵送光波喇曼放大，在最长的泵送波长和次长的泵送波长之间的频率相差０．２至１．４太赫。这使得利用消除在分布放大比较长的波长范围上的喇曼增益波纹使得波分复用信号的电平变平滑成为可能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如适用于在波分复用(WDM)系统中使用的喇曼光放大。
技术介绍
近年来，通过因特网交易的扩展已经导致信息传输数量的快速增长。此外在其他的领域在信息传输数量中也存在增长。随着在信息传输数量中的增长，存在对大传输容量和高密度的传输系统的需要。鉴于以上所述，在波分复用传输系统中，传输频段已经从C波段(1530至1560nm)扩展至L波段(1560至1620nm)，并且进一步扩展至S波段(1475至1510nm)。图6A示出了一个波分复用传输系统的例子。在这个波分复用传输系统中，用于相应的波段的集中的放大器11在转发器10中使用，每个包括一个用于分布放大的泵送光源12。从图6A的波分复用传输系统的发射机13传送的波分复用光信号通过光纤放大器14使用作为放大介质的传输线经受喇曼放大，并且通过该转发器10光放大。在这种情况下，输入给每个转发器10的该波分复用光信号由多路分解器15进行多路分解，由光放大器11放大，以及在被输出之前由多路复用器16进行多路复用，该光放大器11是包含在每个转发器10中并且适于对不同的波段操作。在这个放大之前，该波分复用光信号由光纤放大器14使用作为放大介质的传输线利用来自泵送光源12用于转发器10的分布放大的泵送光波经受喇曼放大。当发送三个波段的波分复用光信号的时候来源于图6A的发射机13的S波段、C波段以及L波段，这些光信号理想地是从转发器10输出而不改变它们输入到传输线的光学电平，但是实际上，由于光纤损耗的波长相关性、交互信号喇曼效应以及集中的放大器的特性，在输出电平中产生了一个偏差，尤其是，S波段信号的功率不足是突出的。该交互信号喇曼效应指的是短波长光由于经喇曼放大传送能量给长波长光的能量损耗。当波分复用光信号通过具有80km长的光纤传输的时候，如图7所示该波分复用光信号经受光纤损耗。图6B示出一个在图6A的点O(在转发器10的前面)的一个理想的波分复用输出的例子；图6C示出一个借助于只考虑光纤损耗获得的波分复用输出的例子；以及图6D示出一个借助于只考虑交互信号喇曼效应获得的波分复用输出的例子。在这里，假定用于S波段的该集中的放大器的增益小于用于C波段和L波段的放大器增益。按照三个波段传输方法，S波段光信号的输入电平被安排高于在其他的波段的输入电平，从而补偿S波段信号功率的不足，并且均衡三个波段的信号的输出电平。除此之外，存在一种方法，按照它在转发器中使用一种分布喇曼放大器，仅仅S波段信号被该分布喇曼放大器放大。如图8所示，在转发器中使用分布喇曼放大器的波分复用传输系统中，设计泵送波长只在给定的最大增益(例如S波段)波段上具有唯一的平滑性(flatness)，可能相对于泵送波长被最佳化的波段，在长波段侧(即，C波段)上导致增益波纹A的产生。图8的波纹A在1530nm的波长，它是通过泵送1413nm波长的光波获得的增益的波峰。当一个具有波纹A的波段(C波段)的光信号被同时使用的时候，该信号电平的平滑性被相反地影响。
技术实现思路
在波分复用信号传输中，为了从形成该转发器的光放大器获得一个平滑的输出，所希望的是输入一个平滑的电平的波分复用信号给该光放大器。为此目的，所希望的是给予波分复用信号上述的喇曼增益，这将消除交互信号喇曼效应和光纤损耗的波长依赖性，从而使输入给该光放大器的波分复用信号的电平变平滑。本专利技术的喇曼光放大系统被设计成能通过给予短波长信号波段侧的分布喇曼放大增益消除在长波长信号波段侧上产生的波纹。为了实现这些目的，采用了以下结构。按照本专利技术，提供了一种喇曼光放大系统，其中包含两个或两个以上信号波段的波分复用光信号被在一个传输线中传送，以及其中多个泵送光波被引入所述传输线，使得在最短的信号波段中的波分复用光信号被所述多个泵送光波喇曼放大，在最长的泵送波长和次长(next-longest)的泵送波长之间的频率相差0.2至1.4太赫。本专利技术不局限于波分复用光信号的信号波段被分成如上所述的两个或两个以上的情况。本专利技术也包括下面的情况，在最长的泵送波长和次长的泵送波长之间的频率被设置相差0.2至1.4太赫，并且比最长的泵送波长长17至18太赫的波段是包括在信号波段中的。附图说明图1是一个喇曼增益示意图，说明如何通过使用从用于分布放大的泵送光源输出的多个泵送波长在波分复用输出中产生的波纹和波谷。图2是一个在图1示出的波纹和波谷的放大视图。图3是一个说明性的示意图，其中通过使用用于本专利技术的喇曼放大的泵送光源放大的一个波分复用输出与一个通过常规方法获得的波分复用输出相比较。图4是一个图3的S波段部分的放大视图。图5是一个图3的C波段部分的放大视图。图6A是一个说明常规的波分复用传输系统的示意图，图6B是一个示意图，说明一个使用图6A的波分复用传输系统在三个波段传输中理想的输出电平，图6C是一个示意图，说明一个通过只考虑光纤损耗在三个波段传输中获得的输出电平，以及图6D是一个示意图，说明一个通过只考虑交互信号喇曼效应在三个波段传输中获得的输出电平。图7是一个示意图，说明当波分复用光信号通过具有80km长的光纤传输的时候，光纤损耗的波长特性。图8是一个示意图，说明当使用一个分布喇曼放大器的时候，相对于泵送波长被最佳化的波段如何在长波段侧上产生增益波纹。具体实施例方式下面将描述本专利技术的喇曼光放大系统的一个实施例。在这个喇曼光放大系统中，从波分复用传输系统的发射机输出该波分复用光信号，并且经由光传输线路传输的是三个波段S波段、C波段以及L波段，每个传输波段的宽度不少于20nm。在该光传输线路的某些中间的点上，设置有一个转发器、一个使用光纤的分布喇曼光放大器，以及一个适合于提供泵送光波给该分布喇曼光放大器用于分布放大的泵送光源。来自于发射机三个波段的该波分复用光信号通过设置在该光传输线路的某些中间点的分布喇曼光放大器经受光放大。在这种情况下，不同的波长的多个泵送光波被从用于分布放大的泵送光源提供给该分布喇曼光放大器，并且通过该泵送光波该波分复用光信号经受喇曼放大。由来自于分布放大的泵送光源的泵送光波的该泵送可以是前向泵送、后向泵送或者双向的泵送。表1(a)和1(b)示出在现有技术中适合于S波段的在泵送光波的波长和功率之间的相互关系。对此，表1(a)在波长(nm)方面给出，以及表1(b)在频率(太赫)方面给出。表1(a) 表1(b) 在这种情况下，对于适合于在最短的波长波段侧上S波段的泵送光波，在最长的泵送波长和次长的泵送波长之间的差值是3.3太赫，结果是在波分复用光信号的输出中产生如图1所示的波纹A和波谷B。如图2所示，在波纹A和波谷B之间的频率差值近似于1太赫。在本专利技术的喇曼光放大系统中，波纹A是在(转入)波谷B的位置(频率)产生的，借此该波纹A被删除(抵销)以便使该波分复用输出变平滑。为此目的，从泵送光源发射的用于分布放大的多个泵送光波被设置成具有一种波长关系，使得在最长的泵送波长和次长的泵送波长之间的频率间隔相差0.2至1.4太赫。表2(a)和2(b)给出特定的波长和功率。表2(a)在波长(nm)方面给出，以及表2(b)在频率(太赫)方面给出。在这个实施例中，在最长的泵送波长和次长的泵送波长之间的频率差值是1.2太赫。表2(a) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喇曼光放大系统，其中包含两个或两个以上信号波段的波分复用光信号被在一个传输线中传送，以及其中多个泵送光波被引入所述传输线，使得在最短的信号波段中的波分复用光信号被所述多个泵送光波喇曼放大，其中：在最长的泵送波长和次长的泵送波长之间的 频率间隔相差０．２至１．４太赫。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：江森，芳博，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]