[发明专利]应用于超长跨光纤通信的传输方法及系统

摘要

本发明涉及一种光纤通信技术领域，是一种应用于超长跨光纤通信的传输方法及系统，其前者包括以下步骤：第一步信号发射机发射信号光至前端拉曼放大模块；第二步信号光在前端拉曼放大模块中传输；第三步信号光经过第二传输光纤进入中部放大器模块，信号光在中部放大器模块中传输；第四步信号光在后端拉曼放大模块中传输；第五步信号光从第二后向拉曼放大结构中输出到达信号接收机，将信号光上的数据进行还原。本发明利用二阶拉曼泵浦光与反射器件和传输光纤中的瑞利散射形成的反馈作用，产生后向一阶拉曼泵浦光，间接为信号提供增益，抑制了泵浦源所带来的自发辐射噪声和相对强度噪声，降低了接收端信号的误码率，延长了单跨传输的距离。

主权项

1.一种应用于超长跨光纤通信的传输方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：信号发射机发射信号光至前端拉曼放大模块，之后进入第二步；

第二步：信号光在前端拉曼放大模块中的传输过程如下：

(1)前端拉曼放大模块包括第一前向拉曼泵浦结构、第一传输光纤和第一后向拉曼泵浦结构，第一前向拉曼泵浦结构提供与信号功率传输方向相同的前向二阶拉曼泵浦光，信号光和前向二阶拉曼泵浦光耦合到第一传输光纤中进行传输；

(2)在第一后向拉曼泵浦结构中的波分复用器的前侧放置第一反射器件，在第一反射器件的作用下，反射后向二阶拉曼泵浦光并通过自发拉曼散射、受激拉曼散射以及第一传输光纤中的瑞利背向散射产生后向一阶拉曼泵浦光；

(3)后向一阶拉曼泵浦光被反射回第一传输光纤中后向传输，后向传输的后向一阶拉曼泵浦光被后向二阶拉曼泵浦光进行放大，为信号提供直接拉曼增益，信号光则通过第一后向拉曼放大结构，之后进入第三步；

第三步：信号光经过第二传输光纤进入中部放大器模块，信号光在中部放大器模块中的传输过程如下：

(1)中部放大器模块包括第一光纤放大器和第二光纤放大器，信号光进入第一光纤放大器，经第一光纤放大器放大后，通过第三传输光纤传输至第二光纤放大器；

(2)信号光经第二光纤放大器放大后，通过第四传输光纤传输至后端拉曼放大模块，之后进入第四步；

第四步：信号光在后端拉曼放大模块中的传输过程如下：

(1)后端拉曼放大结构包括第二前向拉曼泵浦结构、第五传输光纤和第二后向拉曼泵浦结构，第二前向拉曼泵浦结构提供与信号功率传输方向相同的前向二阶拉曼泵浦光，信号光和前向二阶拉曼泵浦光耦合到第五传输光纤中进行传输；

(2)在第二后向拉曼泵浦结构中的波分复用器的前侧放置第二反射器件，在第二反射器件的作用下，反射后向二阶拉曼泵浦光并通过自发拉曼散射、受激拉曼散射以及第五传输光纤中的瑞利背向散射产生后向一阶拉曼泵浦光；

(3)后向一阶拉曼泵浦光被反射回第五传输光纤中后向传输，后向传输的后向一阶拉曼泵浦光会被后向二阶拉曼泵浦光进行放大，为信号提供直接拉曼增益，信号光则通过第二后向拉曼放大结构，之后进入第五步；

第五步：信号光从第二后向拉曼放大结构中输出到达信号接收机，将信号光上的数据进行还原。

2.根据权利要求1所述的应用于超长跨光纤通信的传输方法，其特征在于第二步中前端拉曼放大模块提供二阶拉曼泵浦光，前向二阶拉曼泵浦光的波长为后向二阶拉曼泵浦光的波长为其中i＝1、2、…、n，前向二阶拉曼泵浦光、后向二阶拉曼泵浦光的波长与信号光波长的差值均为160nm至200nm；第一反射器件的中心反射波长为其中j＝1、2、…、n，第一反射器件中心反射波长与信号光波长的差值为90nm至110nm，第一反射器件中心反射波长处的反射率高于90％。

3.根据权利要求1或2所述的应用于超长跨光纤通信的传输方法，其特征在于第四步中后端拉曼放大模块提供二阶拉曼泵浦光，前向二阶拉曼泵浦光的波长为后向二阶拉曼泵浦光的波长为其中i＝1、2、…、n，前向二阶拉曼泵浦光、后向二阶拉曼泵浦光的波长与信号光波长的差值均为160nm至200nm；第二反射器件的中心反射波长为其中j＝1、2、…、n，第二反射器件中心反射波长与信号光波长的差值为90nm至110nm，第二反射器件中心反射波长处的反射率高于90％。

4.一种应用于超长跨光纤通信的传输系统，其特征在于包括信号发射器、前端拉曼放大模块、第二传输光纤、中部放大器模块、第四传输光纤和后端拉曼放大模块；前端拉曼放大模块包括第一前向拉曼泵浦结构、第一传输光纤和第一后向拉曼泵浦结构，第一后向拉曼泵浦结构包括第一反射器件和波分复用器；中部放大器模块包括第一光纤放大器、第三传输光纤和第二光纤放大器；后端拉曼放大模块包括第二前向拉曼泵浦结构、第五传输光纤和第二后向拉曼泵浦结构，第二后向拉曼泵浦结构包括第二反射器件和波分复用器；

信号发射器：用于发射光谱信号；

第一前向拉曼泵浦结构:用于提供前端拉曼放大模块中的前向二阶拉曼泵浦光，为产生的后向一阶拉曼泵浦光提供增益；

第一传输光纤：用于信号光和泵浦光的传输，为前端拉曼放大模块中后向一阶拉曼泵浦光的产生提供瑞利背向散射；

第一后向拉曼泵浦结构：用于提供产生后向一阶拉曼泵浦光时需要的反射型反馈；

第一反射器件：设置在第一后向拉曼泵浦结构中波分复用器的前侧，用于反射后向二阶拉曼泵浦光，并通过自发拉曼散射、受激拉曼散射以及第一传输光纤中的瑞利背向散射产生后向一阶拉曼泵浦光；

第二传输光纤：用于信号光的传输；

第一光纤放大器：用于为信号光提供集中式的增益；

第三传输光纤：用于信号光的传输；

第二光纤放大器：用于为信号光提供集中式的增益；

第四传输光纤：用于信号光的传输；

第二前向拉曼泵浦结构:用于提供后端拉曼放大模块中的前向二阶拉曼泵浦光,为产生的后向一阶拉曼泵浦光提供增益；

第五传输光纤：用于信号光和泵浦光的传输，为后端拉曼放大模块中后向一阶拉曼泵浦光的形成提供瑞利背向散射；

第二后向拉曼泵浦结