[發明專利]光學放大設備及光學放大方法

在審

• 申請號: 202080010012.6
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN113330650A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 見上聰
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H04B10/03;H04B10/291
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 孫志湧;李蘭

[問題]為了限制具有冗余激發激光二極管(LD)配置的光學放大設備中激發LD的數量。[解決方案]該光學放大設備具有：激發單元，其輸出由多個激發光源產生的多束激發光；第一分配單元，其輸入連接到多個激發光源，并且其將輸入光分支然后輸出分支光作為多束第一分配光；多個第二分配單元，其輸入端連接到第一分配單元，將輸入的光合并和分支，然后輸出分支的光作為多束第二分配光；以及，多個增益媒體，分別被多束第二分配光激發。

技術領域

本發明涉及光學放大設備及光學放大方法，并且特別涉及具有激發光源的冗余配置的光學放大設備及光學放大方法。

背景技術

圖8是圖示在海底線纜系統中使用的一般的光學放大設備900的配置的圖。光學放大設備900設置在海底線纜系統的海底中繼器中。為了確保海底中繼器所需的高可靠性，采用了包括四個激發LD 901至904(LD 1至LD 4)的冗余配置。LD表示激光二極管。由激發LD901至904產生的激發光的光束由前級中的光學耦合器905耦合。分束的激發光在后續階段經由光學耦合器906激發被布置在光纖907和908中的每個的中間的摻鉺光纖(EDF)909和910。EDF 909和910是通常用于1550nm波段的光學放大設備中的增益媒體。

由激發LD 901至904產生的激發光的強度由控制電路920控制。這樣的其中通過四個激發LD實現激發光源的冗余功能的配置在下文中稱為“4-LD冗余配置”。

通常，向海底線纜系統的每個光纖傳輸線分配一個光纖，以用于上行方向傳輸和下行方向傳輸。上行方向和下行方向的一對光纖稱為光纖對(FP)。假設光纖907用于上行方向(上)傳輸，光纖908用于下行方向(下)傳輸，則光學放大設備900放大一個光纖對(FP)的光學信號.

當連接到光學中繼器的光纖數量從一個光纖對(1FP)增加到兩個光纖對(2FP)時，需要激發的EDF數量也從兩個增加到四個。為了通過使用圖8的配置中的光學放大設備900來激發四個EDF，需要兩個光學放大設備900。在這種情況下，需要八個激發LD。此外，當光纖的數量增加到4個光纖對(4FP)時，需要16個激發LD來激發8個EDF。

圖9是圖示另一種通用光學放大設備910的配置的圖。光學放大設備910包括：激發單元911，其具有控制電路920和四個激發LD 901至904(LD 1至LD 4)；以及，光學放大單元921，其具有光學耦合器931至934和EDF 941至944。光學放大單元921通過使用激發LD 901至904的4-LD冗余配置激發包括在兩個光纖對中的四個EDF 941到944。因此，光學放大單元921需要包括四個輸入端口，用于輸入激發光。

光學放大單元921包括四個光學耦合器931至934，用于將輸入的四束激發光分配到四個EDF。光學耦合器931耦合由激發LD 901和902產生的激發光的光束，并將耦合的激發光的光束輸出到光學耦合器933和934。光學耦合器932耦合由激發LD 903和904產生的激發光的光束，以及將耦合的激發光的光束輸出到光學耦合器933和934。光學耦合器933耦合和分束從光學耦合器931和932輸入的激發光的光束，并激發EDF 941和942。光學耦合器934耦合和分束從光學耦合器931和932輸入的激發光的光束，并激發EDF 943和944。

通過使用光學耦合器931至934，由激發LD 921至924產生的激發光的光束激發所有EDF 941至944。以這種方式，光學放大設備910可以通過4-LD冗余配置激發四個EDF，以及與圖8的光學放大設備900相比，1個EDF所需的激發LD的數量可以減少一半。

在圖9中，當進一步增加4個光纖傳輸線(FP 3和FP 4)時，需要準備另一套具有與光學放大設備910相似配置的光學放大設備，如虛線所示。然后使用四個激發LD(LD 1至LD4)激發FP 1和FP 2的四個EDF，使用其他激發LD(LD 5至LD 8)激發FP 3和FP 4的四個EDF。當圖8的配置擴展到4對光纖時，需要16個激發LD，而在圖9的配置中，需要8個激發LD(LD 1至LD 8)，與圖8相比激發LD的數量可以減少一半。