利用受激拉曼效应提升泵浦性能的遥泵传输系统

摘要

本发明公开了一种利用受激拉曼效应提升泵浦性能的遥泵传输系统，包括光传输系统的发射端、接收端和传输链路中的遥泵放大器，其中，所述遥泵放大器，包括：一个主泵浦源、至少一个辅助泵浦源，以及一个合波器；所述辅助泵浦源，通过所述合波器，与所述主泵浦源耦合到旁路光纤中，共同作为该遥泵放大器的泵源，在光纤的传输过程中，所述辅助泵浦源将其能量释放给所述主泵浦源，从而通过泵浦光的能量转移来提升该遥泵放大器的泵浦效率；所述合波器，置于旁路光纤汇入光信号通道的入口处，用于将所述辅助泵浦源与主泵浦源所传来的光波进行合并，并输入光信号通道。本发明能够有效提高泵浦效率，从而达到提高单跨段传输距离的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域的遥泵传输技术，具体涉及一种利用受激拉曼效应提升泵浦性能的遥泵传输系统。

背景技术

近年来遥泵技术的应用越来越多，主要原因是一些特殊场合，例如：跨越海峡、近海、穿越无人区(如沙漠、沼泽、森林等)时，无法提供电力供应或建立中继站点的地区，遥泵技术成为唯一的解决方案。遥泵技术是在铺设传输光纤的时候嵌入一段掺铒光纤，在远端站点提供泵浦光，实现对传输光信号的放大。应用方式：1)单纤后向ROPA，2)双纤后向ROPA，3)双纤双向ROPA。遥泵传输系统从技术角度来看已经比较成熟，并且已经有较多的可实现的专利技术方案提出。但现在的发展瓶颈是如何提高单跨传输距离。采用本发明提出的技术方案可以通过提升传输系统中遥泵放大器的泵浦效率来提高遥泵放大器的增益，从而提高传输距离。

典型的遥泵传输系统如图1所示目前的发展瓶颈是如何再次提高传输距离，现在有很多方法，提升泵浦功率是一种简单实用的方法。

专利CN14742081A《(利用滤波器提升遥泵泵浦性能的方法》提出了一种提升泵浦性能的方法，如图2所示。该方法是在泵浦光传输路径适当位置上放置滤波器，有效抑制受激拉曼散射过程的发生。从而减少了泵浦光的传输损耗，提高泵浦光的利用效率。该专利技术对泵浦效率提升还是有限度的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种利用受激拉曼效应提升泵浦性能的遥泵传输系统，主要目的是有效提高泵浦效率，进而提高遥泵放大器增益，最终提高遥泵传输系统的传输距离。

为了解决上述问题，本发明提供了一种利用受激拉曼效应提升泵浦性能的遥泵传输系统，包括光传输系统的发射端、接收端和传输链路中的遥泵放大器，其中，所述遥泵放大器，包括：一个主泵浦源、至少一个辅助泵浦源，以及一个合波器；

所述辅助泵浦源，通过所述合波器，与所述主泵浦源耦合到旁路光纤中，共同作为该遥泵放大器的泵源，在光纤的传输过程中，所述辅助泵浦源将其能量释放给所述主泵浦源，从而通过泵浦光的能量转移来提升该遥泵放大器的泵浦效率；

所述合波器，置于旁路光纤汇入光信号通道的入口处，用于将所述辅助泵浦源与主泵浦源所传来的光波进行合并，并输入光信号通道；

进一步的，本发明所述的系统，其中，所述合波器的类型，包括：耦合器型、光纤光栅型、多层介质膜型、以及波导型；

进一步的，本发明所述的系统，其中，所述辅助泵浦源，释放出基于所述主泵浦源的光波长的光子，将该光子的能量叠加在所述主泵浦源上的光子上，从而提高所述主泵浦源的能量；

进一步的，本发明所述的系统，其中，所述辅助泵浦源与所述主泵浦源在各自光纤中传输一段距离后，再通过所述合波器，耦合在旁路光纤中，以避免入纤功率太高；

进一步的，本发明所述的系统，其中，所述遥泵放大器，还包括：若干个滤波器，分别放置在所述主泵浦源与所述辅助泵浦源的传输光纤上，经过所述合波器后，耦合到遥泵放大器的旁路光纤中，用于抑制泵浦源的受激拉曼散射过程的发生；

进一步的，本发明所述的系统，其中，所述辅助泵浦源的波长与所述主泵浦源的波长最大相差100纳米；

进一步的，本发明所述的系统，其中，所述辅助泵浦源的波长比所述主泵浦源的波长短；

进一步的，本发明所述的系统，其中，所述主泵浦源的波长范围，优选在1460纳米至1480纳米之间；该波长范围是目前业界通用的，也可以选择其他波长，但是效率没有这个高；

进一步的，本发明所述的系统，其中，所述辅助泵浦源的波长范围，优选在1360纳米至1380纳米之间，辅助波长选择是根据主泵浦源的波长来确定，比主泵浦源短100nm，所以优选上述范围。

与现有技术相比，本发明所述系统，能够有效提高泵浦效率，从而达到提高单跨段传输距离的目的。

附图说明

图1是现有技术中双纤遥泵传输系统示意图；

图2是现有技术中在旁路光纤利用滤波器提升泵浦效率的示意图；

图3是本发明实施例的遥泵传输系统结构图；

图4是对图3所示系统进行优化后的系统结构图。

具体实施方式

本发明为了解决传统技术方案存在的弊端，通过以下具体实施例进一步阐述本发明所述的一种利用受激拉曼效应提升泵浦性能的遥泵传输系统，以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

我们提出的技术方案是利用受激拉曼效应，采用辅助泵浦的功率转移的方式提升遥泵放大器泵浦的功率。

如图3所示，为本发明实施例的遥泵传输系统结构图。所述遥泵传输系统，包括：光传输系统的合波器2、分波器3和传输链路中的遥泵放大器1；

其中，遥泵放大器1在原有的基础上，增加一个辅助泵浦源102以及合波器101，该泵浦源102的波长与遥泵放大器所用的泵浦源103相差100nm以内，泵浦源103波长范围1460nm-1480nm(其他范围也可以，但是优选本方案，此范围内其效率最高)；泵浦源102的波长范围1360nm-1380nm(其他范围也可以，但是优选本方案，此范围内其效率最高)，二者通过合波器101耦合到旁路光纤中。

在光纤的传输过程中，由于拉曼效应，波长较短的辅助泵浦源102的光子释放其自身能量：释放出基于泵浦源103的光波长的光子，将其能量叠加在波长较长的泵浦源1上，从而提高泵浦源1的能量。

由于两束泵浦光功率较高(W级)，如果在光纤传输伊始就合波的话，会造成光纤损坏，为避免入纤功率太高而引起的问题，两个泵浦源在各自光纤中传输一段距离后再通过合波器101耦合在旁路光纤F1中，提供给遥泵放大器做泵源。

如图4所示，为对图3所示系统进行优化后的系统结构图。在实际应用中，为了抑制两个泵浦源各自的有害的受激拉曼散射过程的发生，还要在泵浦源103和泵浦源102的传输光纤上分别放置滤波器1031和滤波器1021；滤波器1031的中心波长为1470nm，带宽为±15nm；滤波器1021的中心波长为1370nm，带宽为±15nm。滤波器的放置位置在两束泵浦光入纤后的20km处，经过滤波器之后，再通过合波器101(为了降低器件差损，使用波长相关的合波器)合到遥泵放大器的旁路光纤F1中，提供给遥泵放大器的增益单元作泵源。

本实施例利用滤波器减少泵浦在光纤中的损耗的同时利用泵浦能量转移方式进一步提升了遥泵放大器泵浦源的功率，从而提高了遥泵放大器的增益，达到提高遥泵系统的传输距离的目的。

本发明的核心是通过泵浦光的能量转移来提升遥泵放大器泵浦效率的。凡是利用辅助泵浦的功率转移的方式提升遥泵放大器泵浦的功率，均属于本发明的保护范围。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。