[发明专利]宽带光纤喇曼放大器高效仿真方法

说明书

本发明是分立式色散补偿型宽带光纤喇曼放大器及其参数确定方法发明申请的分案申请，原申请的申请日：2005年10月11日，申请号：200510015366.7，名称：分立式色散补偿型宽带光纤喇曼放大器及其参数确定方法。

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，特别是一种可以对光信号的传输损耗和色散进行同步补偿的高性能全光放大器。具体讲，本发明涉及宽带光纤喇曼放大器高效仿真方法。

背景技术

随着Internet的飞速发展，全球范围内对信息的需求量呈爆炸式的增长，这给承担信息传输任务的光纤通信系统带来了巨大的压力。必须不断有效地提高通信系统的传输容量，才能满足信息量飞速增长的需求。提高现有光纤通信系统的传输能力通常有三种途径：采用密集波分复用(DWDM)技术，减小信道间隔，增加信道数量；采取时分复用技术，提高单信道的传输速率；采用宽带光放大器，增加光纤通信系统的可用带宽。这三种方法不是孤立的，实际中往往是几种方法同时采用共同来推动光纤通信系统向高速率、大容量、长距离方向发展。

限制光纤通信系统性能提高的因素主要有两个：损耗和色散。目前，业内成熟的做法是用掺铒光纤放大器(EDFA)来对光信号在光纤中的传输损耗进行补偿，用色散补偿光纤(DCF)模块来对一定长度的传输光纤带来的色散进行补偿。随着光纤通信技术的发展，这两种技术的局限性日益明显。首先，EDFA的工作带宽主要集中在C带，虽然目前已开发出L带的EDFA，但EDFA无法实现对C+L带光信号的同时放大。通常是在放大节点将信号分为C带和L带，然后再送入相应波段的EDFA进行放大。放大后的信号再合到一起送入光纤继续传输。这不仅增加了系统的复杂程度，也提高了运营和维护的成本；其次，目前色散补偿模块的损耗还比较高，它在补偿信号传输色散的同时，对信号造成了较大的衰减。通常必须在色散补偿模块的末端加一EDFA，对其带来的损耗进行补偿。这又进一步提高了系统的复杂程度，增加了运营和维护的成本。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种可在宽带范围内(如，C+L带)对光信号的色散进行补偿的同时对信号进行放大的分立式色散补偿型光纤喇曼放大器，该放大器便于使用和维护，从功能上使色散补偿和损耗补偿集成化，在对信号进行色散补偿的同时对信号提供放大，简化色散补偿节点结构，大大降低系统运营和维护的成本。

本发明采用的技术方案是：

一种分立式色散补偿型宽带光纤喇曼放大器，构成为：波长分别为λ₁、λ₂、λ₃和λ₄的4个波长激光光源，两个隔离器、色散补偿模块、泵浦/信号合波器，两个偏振合波器、保偏光纤消偏器、宽带泵浦合波器，两个耦合器，消偏隔离器，一个隔离器、色散补偿模块、泵浦/信号合波器、另一个隔离器依次串接；两个偏振合波器分别对应连接λ₁、λ₂激光光源，两个偏振合波器的输出连接到两个耦合器中的一个耦合器耦合后输出连接到宽带泵浦合波器，λ₃和λ₄激光光源的输出经两个耦合器中的另一个耦合器耦合后依次经保偏光纤消偏器和消偏隔离器输出连接到宽带泵浦合波器，宽带泵浦合波器输出到泵浦/信号合波器，宽带泵浦合波器输出的泵浦光经泵浦/信号合波器注入增益光纤，增益光纤中泵浦光的传输方向与信号光的传输方向相反。

其中，保偏光纤消偏器由三段保偏光纤按1∶2∶4的长度比、偏振主轴夹角呈45°焊接在一起。

两个波长为λ₁和两个波长为λ₂的激光光源输出光分别偏振态正交的通过对应连接的偏振合波器。

此外，还包括对激光光源供电和控制的驱动电源，驱动电源的构成为：线性稳压电路，缓启动(关断)电路，恒流源电路，电位器，过流保护电路，单片机，半导体激光器，测温电路，液晶显示，制冷电路；线性稳压电路，缓启动(关断)电路，恒流源电路、半导体激光器，测温电路、单片机依次相连；恒流源电路分别和电位器、过流保护电路相连；半导体激光器分别和过流保护电路、制冷电路相连；单片机分别和线性稳压电路、缓启动(关断)电路、液晶显示、制冷电路相连。

一种宽带光纤喇曼放大器高效仿真方法，以简单打靶法为基础，通过同向泵浦近似法来获得后向泵浦的初始功率近似，并采用改进的牛顿法和Broyden秩1法作为打靶法循环过程中的初值修正方法。

所述的一种宽带光纤喇曼放大器高效仿真方法是：