[实用新型]用于超长距离光纤传输的接头盒

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤传输的接头盒，尤其是一种用于超长距离光纤传输的接头盒。

背景技术

目前，超长距离密集波分复用光传输系统正沿着增大传输容量和延长传输距离这两个方向发展。每一次传输容量和传输距离的大幅度提升，都与市场需求和关键技术的突破这两方面紧密相关。回顾光传输系统的历史发展轨迹可以明显地看出，无电中继传输距离的每一次较大规模提升，总是基于新技术的采用和关键问题的克服而实现的，同时又伴随着对传输距离的新限制因素的出现。这些物理限制因素包括放大自发射辐射噪声积累、色度色散、非线性效应和偏振模色散等。在单信道10Gbps的ULH DWDM光传输中，又以前三种物理效应最为明显，而偏振模色散(PMD)效应主要在更高速率如40G传输系统中才明显起作用。为了应对这些技术挑战，诞生了多种技术，包括喇曼放大技术、前向纠错技术、色散补偿和非线性技术等。

长距离的光纤通讯必须考虑光信号衰减的问题；若传输距离太远，使得光信号衰减至收信模块无法侦检时，就需要每隔适当的距离加装中继器或光放大器，将信号放大后再继续传输。

中继器是用检光器将光的信号转换成电的讯号，经整波、放大后，再作电光转换送回光纤中传输。由于中继器系使用光电元件及电子电路来达成信号的放大，其工作频宽受到组件及电路设计的限制，当系统更改传输速率或传输模式时，中继器亦须一起更换，更换起来不但不经济，而且耗时费力。

光放大器是在不经光电转换的状况下，直接将光讯号加以放大；目前技术较成熟的光放大器包括掺铒光纤放大器(EDFA：Erbium-Doped Fiber Amplifier)、掺错光纤放大器(PDFA：Praseodymium-Doped Fiber Amplifier)及半导体光放大器(SOA：Semiconductor Optical Amplifier)三种。光纤放大器是利用掺稀土离子玻璃(石英或其它类似介质)的增益特性，在光纤中直接将信号放大，由于稀土离子在玻璃中不具方向性，其增益与信号偏极化无关，加上具有极高的放大频宽，因此应用上架构简单，跟传统的中继器比起来，具有系统升级容易(仅需更换终端设备)、可弹性运用等优点，更可配合分波多任务的传输模式来扩增传输容量及距离。

放大自发辐射(ASE)噪声是光纤链路中光放大器生成的光噪声。所有的放大器都会带来额外的噪声，光放大器也一样。在EDFA中，铒离子周围的电子从基态被泵浦到激发态。在光信号穿过掺铒光纤(典型长度5-10米)时，前者从受激发的电子中抽取能量，信号也随之放大(通过受激辐射放大)。但是，电子会自发地回落到基态，同时随机辐射出光子。掺铒光纤的前端随机辐射生成的光子可在光纤的后部分获得放大。这种额外噪声可以由噪声指数(NF)描述，该参数说明了光放大器的放大特性有多“嘈杂”。实际应用中EDFA的噪声指数一般是6dB。由于光放大器不但能对输入的光信号和ASE噪声进行相同增益的放大，而且还会额外增加一部分ASE噪声功率，这种噪声还会沿着传输光纤路径积累起来。定义光信噪比(OSNR)为某信道的光功率与该信道波长上的ASE光功率之间的比值。显然，沿着传输光纤路径，OSNR数值是逐步降低(劣化)的。

对于一个带光放大的传输链路，作为衡量系统性能最终手段的接收比特误码率(BER)直接与接收器的OSNR有关，其它条件不变，OSNR越大，则BER越低。

显然，OSNR最终也会对传输距离造成限制。利用一个简单公式可以估计典型的带光放大的传输链路的OSNR。假设每段光纤的损耗相同，每段光纤使用的光放大器增益和噪声指数也相同，则在经过N段光纤传输后，光信号的OSNR为：

OSNR＝58dB+入纤光功率-NF-每跨段损耗-10log(跨段数目)     (1)

从式(1)可以看出，为使传输距离更长，同时保持足够的OSNR，可增加入纤光功率，入纤光功率增加3dB可将传输距离延长一倍。然而，一味地提高入纤光功率会引发较大的非线性效应，反而不利于超长距离的传输。

延长传输距离可采用两种方法：降低OSNR容限，如采用前向纠错(FEC)技术、码型技术等，或采用低噪声光放大器，延缓OSNR的劣化，如喇曼放大技术等。

分布式喇曼放大器也是近期广泛研究和应用的新型光放大器方案。由于这种放大器在光传输系统扩容和增加传输距离方面具有巨大潜力，被认为是研发新一代高速超长距离DWDM光纤通信骨干网中的核心技术之一。分布式喇曼放大基于光纤受激喇曼散射(SRS)效应，一般采用反向泵浦方式。