[发明专利]级联遥泵放大系统、远程增益单元及信号光放大方法

说明书

本发明提出了级联遥泵放大系统、远程增益单元及信号光放大方法，所述系统包括站内泵浦单元、一级远程增益单元、二级远程增益单元、第一传输光纤和第二传输光纤；一级远程增益单元将一阶泵浦光和高阶泵浦光分离，让一阶泵浦光和信号光进入第一掺铒光纤，一阶泵浦光利用第一掺铒光纤放大信号光，分离出来的高阶泵浦光在第一掺铒光纤输出端和信号光、残余的一阶泵浦光合波，这样高阶泵浦光又可以继续放大残余的一阶泵浦光，直至达到二级远程增益单元。本发明能避免增益饱和效应对高阶泵浦光的浪费，从而提高泵浦利用率，延长了系统传输距离，且高阶泵浦光不会被第一掺铒光纤损耗掉，进一步保证了传输过程中高阶泵浦光的能量，泵浦利用率高。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及级联遥泵放大系统、远程增益单元及信号光放大方法。

背景技术

随着光纤通信距离逐渐加长，中继站的建设、管理和运行维护会变得更加困难，由于超长跨距全光传输系统减少了光/电转换次数，降低了长距离传输的成本，同时增加了系统的可靠性和传输质量，被越来越多的应用在通信系统中。遥泵技术能极大地提升单跨距距离，是实现超长跨距传输的重要技术之一。

目前在长跨距无中继光传输系统中广泛使用的遥泵技术，如图1所示，一种遥泵放大系统至少包括站内泵浦单元1、传输光纤2、远程增益单元3。站内泵浦单元包括一阶泵浦和高阶泵浦，其中一阶泵浦主要用于放大信号光光功率，包括传输链路过程中的拉曼放大以及为远程增益单元提供泵浦源进行掺铒光纤放大；高阶泵浦主要利用拉曼效应放大一阶泵浦光，使得进入远程增益单元的一阶泵浦光更大。由于激光器增益饱和效应，当一阶泵浦光功率强度达到一定值时，高阶泵浦光对一阶泵浦光的放大倍数、转换效率大幅下降，这将大大浪费在传输过程中高阶泵浦光的能量。

另外，远程增益单元中的增益介质为掺铒光纤，但由于掺铒光纤只能吸收一阶泵浦光放大信号光，高阶泵浦光在掺铒光纤内损耗极大，泵浦利用率低。

发明内容

鉴于上述问题，有必要提出一种级联遥泵放大系统以解决或部分解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种级联遥泵放大系统，至少包括站内泵浦单元、一级远程增益单元、二级远程增益单元、第一传输光纤和第二传输光纤，站内泵浦单元通过第一传输光纤与一级远程增益单元连接，一级远程增益单元通过第二传输光纤和二级远程增益单元连接；

所述站内泵浦单元用于输出泵浦光，所述泵浦光包括一阶泵浦光和高阶泵浦光；

所述第一传输光纤用于利用泵浦光对传输的信号光进行放大，将泵浦光、信号光传送至一级远程增益单元；

所述一级远程增益单元包括第一掺铒光纤，所述一级远程增益单元用于分离信号光和泵浦光，并将泵浦光分离成一阶泵浦光和高阶泵浦光，使信号光、分离出的一阶泵浦光通过第一掺铒光纤，并使高阶泵浦光在第一掺铒光纤输出端与信号光、残余的一阶泵浦光合波后经第二传输光纤传输；

所述第二传输光纤用于传输合波的信号光、残余的一阶泵浦光、高阶泵浦光至所述二级远程增益单元，并利用高阶泵浦光放大残余的一阶泵浦光；

所述二级远程增益单元用于利用残余的一阶泵浦光作为泵浦对信号光进行再次放大。

进一步的，所述一级远程增益单元还包括第一波分复用器、第二波分复用器、第三波分复用器、第四波分复用器、第五波分复用器、第六波分复用器，其中：

第一波分复用器，用于分离第一传输光纤传输而来的信号光和泵浦光，信号光进入第三波分复用器，泵浦光进入第二波分复用器；

第二波分复用器，用于将进入的泵浦光分离成一阶泵浦光和高阶泵浦光，一阶泵浦光进入第三波分复用器，高阶泵浦光进入第五波分复用器；

第三波分复用器，用于对第一波分复用器输出的信号光和第二波分复用器36输出的一阶泵浦光进行合波并输入到第一掺铒光纤；