[发明专利]一种基于级联拉曼放大辅助的宽波段增益谱优化方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于级联拉曼放大辅助的宽波段增益谱优化方法及装置，该方法包括：接收多路信号光，对接收的多路信号光进行波分复用操作；利用多个波长选择开关从波分复用操作后的信号中分别选择出多个波段的信号光，该多个波段包括C波段至U波段之间的多个波段；将选择出的多个波段的信号光中第一组波段的信号光在第一波长的泵浦光的激发下经过掺铒光纤放大器EDFA进行放大，并将第二组波段的信号光在第二波长的泵浦光的激发下经过掺铥光纤放大器TDFA进行放大；将经EDFA或TDFA放大的多波段信号光分别经级联的多个后向RFA进行放大；通过解波分复用分离出所述多路信号光。本发明具有宽带宽、高增益的特点，且使得宽波段增益谱更加平坦。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种基于级联拉曼放大辅助的宽波段增益谱优化方法及装置。

背景技术

近年来，随着高清视频、虚拟现实、5G等新型业务的不断兴起，网络流量急剧增长，因此，对于现有光纤通信网络的扩容以及实现超长距离传输具有迫切需求。密集波分复用技术可以有效扩大现有光纤骨干网的容量，但未来对光纤传输带宽需求也越来越宽，目前通信使用的波长有C波段、L波段，为了满足未来大容量光通信需求，将扩展通信波长到S波段、U波段等，这需要更宽平坦增益谱、噪声更低的光纤放大器来满足宽带通信需求。

目前，掺铒光纤放大器（EDFA）是被广泛使用在C波段光纤传输的放大器，但对于C波段以外的波段，其增益平坦度受限，并不利于未来高速大容量光通信的发展。此外，掺铥光纤放大器（TDFA）通常被使用在S波段光纤传输。拉曼光纤放大器（Raman FiberAmplifier，RFA）主要由拉曼增益媒质（光纤）、泵浦光源和耦合器等构成。拉曼光纤放大器分为前向泵浦方式的拉曼光纤放大器、后向泵浦方式的拉曼光纤放大器和双向泵浦方式的拉曼光纤放大器。前向泵浦方式的光信噪比（OSNR）及噪声系数（NF）优于后向泵浦方式；前向泵浦方式的增益饱和速率大于后向泵浦方式，即前向泵浦时的增益饱和比后向泵浦方式要严重；后向泵浦方式的饱和功率大于前向泵浦方式的饱和功率；前向泵浦方式的放大自发发射噪声（ASE）性能优于后向泵浦方式。

RFA在理论上可以放大任意波段的信号，但RFA的增益相较于掺铒光纤放大器较低、且增益谱不平坦，需要对其进行优化。泵浦越多则带宽越大，可以改善RFA的增益谱，但泵浦的增加不仅仅增加成本还会增加系统的复杂程度。

因此，如何设计出一种具有更宽平坦增益谱、噪声更低的光纤放大器来满足宽带通信需求，是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的光纤放大器难以满足未来大容量光通信需求的问题，本发明的目的在于提供一种基于级联拉曼放大辅助的宽波段增益谱优化方法及装置，通过将掺杂光纤放大器（EDFA/TDFA）和拉曼光纤放大器相结合，利用不同泵浦光波长，激发宽波段系统中不同波段的信号光，经过掺杂光纤放大器放大和级联拉曼光纤放大器放大之后，可以使得最后叠加的混合增益谱更加平坦，对宽波段增益谱有所优化。

本发明的一方面，提供一种基于级联拉曼放大辅助的宽波段增益谱优化方法，该方法包括以下步骤：

接收多路信号光，对接收的多路信号光进行波分复用操作；

利用多个波长选择开关从波分复用操作后的信号中分别选择出多个波段的信号光，所述多个波段包括C波段至U波段之间的多个波段；

将选择出的多个波段的信号光中第一组波段的信号光在第一波长的泵浦光的激发下经过掺铒光纤放大器EDFA进行放大，并将选择出的多个波段的信号光中第二组波段的信号光在第二波长的泵浦光的激发下经过掺铥光纤放大器TDFA进行放大；

将经EDFA或TDFA放大的多波段信号光分别经包括多段级联拉曼光纤放大单元的级联拉曼光纤放大器RFA进行放大；

通过解波分复用分离出所述多路信号光。