[發明專利]一種基于共享泵浦的多芯單模光纖信號傳輸裝置

在審

• 申請號: 202010016774.9
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111200462A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 文峰;蔡雅琪;郭飚;武保劍;邱昆
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B10/2581
• 分類號: H04B10/2581;H04B10/291
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

本發明提供了一種基于共享泵浦的多芯單模光纖信號傳輸裝置，包括多芯傳輸模塊和泵浦模塊兩個部分。多芯傳輸模塊由止光器、扇入單元、多芯光纖和扇出單元組成，多路輸入信號正向注入多芯傳輸模塊，與反向注入的泵浦光相向傳輸，通過拉曼放大效應補償信號傳輸損耗；泵浦模塊包括第一泵浦激光器、第二泵浦激光器和偏振合束器，在14XXnm波段形成圓偏振拉曼泵浦光，降低拉曼放大過程中的偏振依賴效應。與現有單芯單模傳輸系統相比，本發明在單根光纖中同時提供多路單模并行傳輸能力，大幅提高了單根光纖的系統傳輸容量，同時通過共享泵浦技術，為多路傳輸信號共同提供拉曼放大增益，提高泵浦使用效率，降低傳輸系統復雜度。

技術領域

本發明涉及光纖通信網絡領域，具體涉及一種基于共享泵浦的多芯單模光纖信號傳輸裝置。

背景技術

伴隨著高清視頻、大型在線游戲、網絡直播等高帶寬應用的大幅興起，單模光纖通信網絡已逼近系統容量極限。目前提高系統速率的主要方法是采用高頻譜效率調制格式、無保護間隔波分復用、偏振復用等方法，這類方案可以在最大程度上充分利用現有光纖信道的帶寬資源，但其仍然僅針對單模通信系統開展優化。為突破單根光纖中系統容量的通信極限，空分復用并行信號傳輸方式成為研究熱點。目前主要有兩類空分復用傳輸方式：少模光纖傳輸與多芯光纖傳輸。前者在單個纖芯內同時支持多個模式信號的共同傳輸，可成倍提高系統速率，但該方案引入極強的模間噪聲干擾，各個模式之間的強耦合關系大幅劣化通信質量，需要復雜的數字信號處理技術(DSP)實現信號解調，增加了接收難度。后者在單根光纖中具有多個單模纖芯，在扇入/扇出設備支持下完成多路信號并行傳輸目的。由于單模纖芯之間保持足夠的隔離距離，避免了芯間串擾，無需采用額外的DSP解調算法就可支持空分復用通信方式，因此具有較強的系統應用前景。為多芯單模通信系統提供功率補償是支撐其長途傳輸的核心需求，目前主要采用單個纖芯獨立放大的方式補償傳輸損耗。該方法雖然具有單芯靈活可控的技術優點，但所需泵浦激光數量隨著纖芯量的增加而大幅升高，這增加了通信中繼節點體積、能耗，不利于系統傳輸與維護。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種基于共享泵浦的多芯單模光纖信號傳輸裝置，突破了傳統單模通信系統容量受限問題，并利用共享泵浦技術，為多芯單模傳輸信號同時提供拉曼放大功能，解決獨立泵浦方案體積龐大、系統能耗高的問題，提高泵浦效率。

為了達到以上目的，本發明采用的技術方案為：

本方案提供一種基于共享泵浦的多芯單模光纖信號傳輸裝置，包括多芯傳輸模塊以及與所述多芯傳輸模塊耦合的泵浦模塊；

所述多芯傳輸模塊用于接收正向注入的多路輸入信號，將所述多路信號與反向注入的泵浦光相向傳輸，并通過拉曼放大效應補償信號的傳輸損耗，得到多路輸出信號，其中，所述多芯傳輸模塊輸出端獲得的經功率補償的多路輸出信號的功率與輸入信號的功率一致；

所述泵浦模塊用于為反向拉曼放大提供高功率的連續泵浦光。

進一步地，所述多芯傳輸模塊包括扇入單元、與所述扇入單元耦合的多芯光纖、與所述多芯光纖連接的扇出單元以及與所述扇入單元連接的止光器，所述扇出單元與所述泵浦模塊耦合。

再進一步地，所述扇入單元用于接收多路輸入信號，并將接收的信號耦合進入多芯光纖中；

所述多芯光纖用于對接收的多路信號進行拉曼放大效應處理，補償多路信號與反向注入的泵浦光相向傳輸過程中的信號傳輸損耗，并將經損耗補償后的多路信號進行長距離光傳輸至扇出單元；

所述扇出單元用于分離光纖傳輸中的各路信號，得到輸出信號，并為注入反向泵浦光提供輸入端，且其輸出路數與輸入信號的路數相匹配；

所述止光器用于吸收反向傳輸泵浦光的殘留能量。

再進一步地，所述扇入單元的輸入端為單模光纖，其輸出端與所述多芯光纖連接。