[发明专利]低信噪比无线电水下通信系统

说明书

本申请提供了海底光通信的系统和方法。一种海底光放大器组件可以包括水密壳体和布置在所述壳体内的光子集成电路，所述光子集成电路包括多个光纤输入端和多个光纤输出端，每个光纤输入端被配置成接收第一光缆束的相应光纤的端部，每个光纤输出端对应于相应的光纤输入端以形成光纤输入‑输出对，并且被配置成接收第二光缆束的相应光纤的端部。所述光子集成电路包括被光学地耦合到每个相应的光纤输入‑输出对的光放大器。所述壳体包括被配置成接收所述第一光缆束的第一水密接入端口和被配置成接收第二光缆束的第二水密接入端口。

相关申请的交叉引用

本申请是2019年3月19日提交的美国专利申请No.16/358,192的继续，其要求2018年11月20日提交的美国临时专利申请No.62/770,008的权益，在此将其公开并入本文。

背景技术

今天，大部分洲际互联网业务经由光水下系统传输。每个水下线缆，且特别是非常长的线缆，诸如跨大西洋和跨太平洋连接，代表在几亿美元量级的巨大投资。通常，多个公司形成团体以共享光水下系统的投资和风险。对于当今的水下线缆，仅使用极高级的部件，这导致了高成本。这包括诸如中继器(光放大器)、光发射器和光接收器的组件。最近，已经引入了所谓的空分复用(SDM)以通过所述线缆中的附加光纤对来增加可实现的容量。然而，底层部件和设备仍然是高成本的。

发明内容

本申请的至少一个方面涉及海底光放大器组件。所述放大器组件包括水密壳体和布置在所述壳体内的光子集成电路(PIC)。所述PIC包括多个光纤输入端，每个光纤输入端被配置成接收第一光缆束的相应光纤的端部。PIC包括多个光纤输出端。每个光纤输出端对应于相应的光纤输入端以形成光纤输入-输出对，并且被配置成接收第二光缆束的相应光纤的端部。PIC包括光放大器，其光学地耦合到每个相应光纤输入-输出对。每个光放大器包括至少一个半导体光放大器。放大器组件包括被配置为接收第一光缆束的第一水密接入端口和被配置为接收第二光缆束的第二水密接入端口。

本申请的至少一个方面涉及海底光通信链路，其包括经由相应的光缆束和相应的电力电缆彼此串联连接的多个海底光放大器组件。每个海底光放大器组件在水密壳体中包含至少一个光子集成电路，所述光子集成电路包括多个光放大器，所述多个光放大器被配置为放大在海底光放大器组件处接收的光信号。所述链路包括布置在通信链路的第一端的发射器，其配置成跨过第一光缆束的多个光纤输出从电信号转换的多个光信号，并将功率输出到所述多个海底光放大器组件的第一个。所述链路包括接收器，其被配置成从所述多个海底光放大器组件的最后一个接收所述多个光信号，并将所接收的光信号转换成电信号。

本申请的至少一个方面涉及一种海底光通信的方法。所述方法包括在布置在海底光放大器组件的水密壳体内的光子集成电路中的多个光纤输入端的每一个处，分别从第一光纤束的第一多个光纤接收多个光信号。所述方法包括通过使用在光子集成电路中的多个光放大器来放大所述多个光信号中的每一个。每个光放大器包括至少一个半导体光放大器。所述方法包括在光子集成电路中的多个光纤输出端的每一个处，将放大的光信号传输到第二光纤束的第二多个光纤中。每个光纤输出端对应于相应的光纤输入端以形成光纤输入-输出对。

根据另外的方面，提供了海底光通信的系统和方法。一种海底光放大器组件可以包括水密壳体和布置在所述壳体内的光子集成电路。所述光子集成电路包括多个光纤输入端和多个光纤输出端，每个光纤输入端被配置为接收第一光缆束的相应光纤的端部。每个光纤输出端对应于相应的光纤输入端以形成光纤输入-输出对，并且被配置成接收第二光缆束的相应光纤的端部。光子集成电路包括光学地耦合到每个相应的光纤输入-输出对的光放大器。所述壳体包括被配置为接收第一光缆束的第一水密接入端口，以及被配置为接收第二光缆束的第二水密接入端口。

这些和其它的方面以及实施方式将在下面详细讨论。前述信息和以下的详细描述包括各个方面和实施方式的说明性示例，并且提供了用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特征的概览或框架。附图提供了对各个方面和实施方式的说明和进一步理解，并且被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。