專利名稱：光纖傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光纖傳輸系統(tǒng)。
背景技術：
眾所周知，在傳輸攜帶信息的光信號的光纖線路中，偏振相關損耗(PDL)是將無源元件的靈敏度量化為載波信號偏振狀態(tài)的參數。對于線路中的每個無源元件，PDL(通常用dB表示)都有一個給定值，并可被定義為10log(Tmax/Tmin)，其中T是取自整個偏振狀態(tài)空間的光透射率(或功率)。PDL是一種不希望出現的現象，因為它會引起損耗，該損耗隨載波信號的偏振狀態(tài)而改變。PDL對網絡性能的影響是增加了信號的失真，從而產生更高的比特錯誤率(BER)。此外，PDL效應隨載波信號的波長變化。另外，當載波信號的極化狀態(tài)隨時間而隨機發(fā)展時，PDL效應導致時變的網絡性能。
無源元件的PDL通常表現為一種局部現象，并且依賴于這些元件的工藝和設計。例如，類似于濾波器、復用器、解復用器或隔離器的元件在傳輸線路的端點會導致不可忽略的PDL。此外，PDL也會出現在例如元件之間的接口。只有一些特定的光纖(OF)被設計為具有低的PDL。
此外，老化會大大提高線路的PDL，因此，在現在的線路中，現有的解決方案不能補償所有類型的PDL以及隨時間發(fā)生或改變的PDL。
本發(fā)明的目的是實現一種光纖傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)在任何時間至少對于具有給定頻譜帶內的波長的載波信號都具有很低的PDL效應，該給定頻譜帶被包含在傳輸頻帶中。
發(fā)明概述為實現此目的，本發(fā)明提供了一種光纖傳輸系統(tǒng)，用于傳輸具有第一頻譜帶內的波長的至少一個第一載波。該系統(tǒng)包括光纖；至少一個第一拉曼放大器模塊，用于將適當波長的第一泵浦信號發(fā)送到所述光纖，以便對所述第一載波信號進行受激拉曼放大。所述第一拉曼放大器模塊包括具有兩個光源的第一抽運裝置。一個光源以適當的波長沿第一偏振軸發(fā)射線性光束，另一個光源以該適當的波長沿不同于所述第一偏振軸的第二偏振軸發(fā)射線性光束。該模塊進一步包括用于組合這些光束以提供所述的第一泵浦信號的第一組合裝置。
第一拉曼放大器模塊包括第一偏振調整裝置，該調整裝置用于實時地將至少一個偏振軸疊加到偏振相關損耗(PDL)軸。拉曼放大典型地應用在超遠程傳輸系統(tǒng)中，用來補償沿傳輸路徑產生的衰減，同時降低被放大的自發(fā)噪聲。大家知道，在拉曼放大器中，根據載波信號和泵浦信號之間的相對偏振狀態(tài)，增益隨載波信號的偏振狀態(tài)而改變，這種現象稱為偏振相關增益(PDG)。
本發(fā)明的第一拉曼放大器模塊能夠引起(例如自動引起)一個隨時間而變的拉曼PDG的受控電平。這種拉曼PDG基本上補償了在發(fā)射器端的該拉曼模塊之前系統(tǒng)中出現的PDL，這是由于本發(fā)明可以將第一泵浦信號的第一和/或第二偏振軸疊加到“造成”PDL的軸上。因此，提供一種適當的拉曼放大，它隨第一載波信號的偏振狀態(tài)而變化。例如，這種拉曼PDG可以補償被包括在摻鉺光纖放大器(EDFA)中的復用器、光學隔離器和濾波器的PDL，該EDFA位于該拉曼模塊之前。此外，本發(fā)明的第一泵浦信號只放大對應于本發(fā)明的第一頻譜帶的某一頻譜帶內的第一載波信號。因此，被包括在傳輸頻帶內的第二頻譜帶中的其他載波信號沒有被放大。此外，被放大的第一載波信號(非常接近第一頻譜帶的邊界)被第一拉曼模塊放大的程度較小。因此，這種未放大或較小程度放大的載波信號仍受PDL效應的影響?？梢赃x擇兩個頻譜帶以包括較小程度放大的第一載波信號，從而向其提供更好的放大效果。
有利的是，本發(fā)明的系統(tǒng)可進一步包括至少一個第二拉曼放大器模塊，用于以適當波長向光纖發(fā)送第二泵浦信號，以便對第二載波信號進行受激拉曼放大。第二拉曼放大器模塊不同于第一拉曼放大器模塊，其包括第二抽運裝置、第二組合裝置和類似于第一偏振調整裝置的第二偏振調整裝置。
這樣，傳輸頻帶的每個頻譜帶都可以與用來校正PDL的專用拉曼放大器模塊相關聯(lián)。因此，本發(fā)明消除了PDL隨波長的變化。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，每個偏振調整裝置包括用來改變至少一個光源的光功率的功率調整裝置。
PDL校正通過適當調整至少一個線性偏振的振幅來改善。利用本發(fā)明的抽運裝置的配置，所產生的每個泵浦信號的偏振可以是-線性的，例如，如果這些光源中的一個光源關閉時，-圓形的，例如，如果光源提供相同級別的光功率的光束，并且偏振軸相互垂直，-或更加廣義地，為橢圓形。
例如，由于使用功率調整裝置，一個光源可提供具有可變功率(從0到給定的最大功率)的光束，而另一個光源提供恒定功率(0或給定值)的光束。另一個例子是，由于使用功率調整裝置，使兩個光源都提供具有可變功率的光束，其中第二偏振軸垂直于第一偏振軸。
在本發(fā)明的所有配置中，可取的是，能夠使該泵浦信號的總光功率保持恒定，從而使載波信號的光輸出功率保持恒定。
優(yōu)選的是，可以在功率可調激光二極管和功率可調光纖激光器中選擇每個光源。這些光源的功率調整是通過電壓或電流變化實現的。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，每個偏振調整裝置包括旋轉裝置，用來實時地旋轉這些偏振軸中的至少一個。這樣，例如，第一偏振軸和/或第二偏振軸可以獨立地或一起被旋轉，提供抵消PDL的PDG。優(yōu)選的是，本發(fā)明的每個旋轉裝置可包括至少一個由可變電壓調諧的可調普克爾盒(Pockets cell)。該可變電壓在普克爾盒中引起雙折射，導致軸的旋轉。線性光束組合前，可以在這些光源附近放置兩個普克爾盒，或者在線性光束組合后，可在光源的相對側放置一個普克爾盒。
有利的是，本發(fā)明的系統(tǒng)可進一步包括實時控制所述偏振調整裝置之每一個的反饋裝置。這種反饋裝置對PDL校正進行診斷，以適用于每組載波信號，并且控制每個偏振調整裝置適當地調整光束的至少一個線性偏振的幅度和方向。為此，本發(fā)明的該反饋裝置可包括-提取裝置，該裝置用于獲取至少所述第一載波信號的一小部分，-選擇裝置，該裝置用于在每個頻譜帶內選擇至少一個典型的被提取載波信號，-分析裝置，該裝置用于分析對所述典型的被提取載波信號的PDL效應和PDG效應之和，-控制裝置，該裝置用于實時地控制每個所述的偏振調整裝置。
該分析裝置可獲得PDL效應和PDG效應的總和，使得后者被調整以抵消前者(PDL+PDG＝0)。該典型載波信號可以是例如在其頻譜帶內具有中心波長的信號，甚至可以是一組信號。隨著信息傳輸速率的增加，光纖傳輸系統(tǒng)通常設計為可在很寬的傳輸頻帶內傳輸DWDM(密集波分多路復用)載波信號。
由于載波信號可以被多路復用，本發(fā)明的反饋裝置優(yōu)選為可包括分離裝置，用于分離所復用的被提取載波信號。
此外，根據載波信號的偏振狀態(tài)來選擇分析裝置，這些載波信號可能是加擾信號，這些混合信號是具有相同或交叉偏振的相鄰載波信號。本發(fā)明的分析裝置可以從一個或多個以下裝置中選擇光電二極管、功率譜分析儀和DOP測量裝置。
本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)可包括低頻偏振加擾裝置。因此，當PDL+PDG的和不為0時，在該加擾的頻率(典型地為低于100MHz)對載波信號進行臨時調制。當加擾的周期高于光電二極管的響應時間(約10ns)時，光電二極管可用來檢測每個典型信號的時間變化。這樣，直到這些變化基本上為0時，本發(fā)明的控制裝置才控制每個偏振調整裝置。
本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)可傳輸具有交叉偏振的相鄰載波信號。當PDL+PDG的和不為0時，相鄰的交叉偏振信號不具備相同級別的光功率。因此，本發(fā)明的功率譜分析儀給出關于PDL和PDG的總效應的信息。
載波信號的偏振度(DOP)表示此信號被偏振的程度。本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)可包括低或高頻偏振倒頻裝置和/或傳輸具有交叉偏振的載波信號。因此，當PDL+PDG的和不為0時，載波信號的DOP具有非零值。本發(fā)明的DOP測量裝置可用來檢測每個代表信號的該DOP變化。這樣，直到該變化基本為0時，本發(fā)明的控制裝置才控制每個偏振調整裝置。同樣，當相鄰的載波信號具有平行的偏振時，DOP測量裝置可用來檢測最初為1的每個典型信號的DOP變化。這樣，直到該變化基本為0時，本發(fā)明的控制裝置才控制每個偏振調整裝置。
更廣義地，光纖傳輸系統(tǒng)可包括若干組與反饋裝置相連的拉曼放大器模塊，例如，其在該光纖系統(tǒng)中周期性地重復，從而在需要時校正累積的PDL。
附圖簡述以下通過給出示例及參考附圖，描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述，將更清楚地說明本發(fā)明的其他特點和優(yōu)勢，附圖如下

圖1是本發(fā)明的光纖傳輸系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中傳輸的載波信號的頻譜圖，并示出泵浦信號的特征；圖2是傳輸圖1的載波信號的光纖傳輸系統(tǒng)的示意圖；圖3是圖2的第一拉曼放大器模塊的示意圖。
本發(fā)明的詳細描述圖1是本發(fā)明的光纖傳輸系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中傳輸的載波信號的頻譜圖，并示出泵浦信號的特征；本發(fā)明的這種光纖傳輸系統(tǒng)傳輸DWDM信號。所得到的每個載波信號ST包括-具有第一頻譜帶B1(如5nm帶寬)內的波長的第一多路復用載波信號(全部稱之為S1i)，也就是具有中心載波波長為λ1C的中心載波信號S1C。
-具有頻譜帶B2、B3、B4(如5nm帶寬，且不同于第一頻譜帶B1)內的波長的第二多路復用載波信號(稱為S2i或S3i或S4i并隨頻譜帶而變化)，也就是具有中心載波波長為λ2C到λ4C的中心載波信號S2C到S4C。
頻譜帶B1到B4被包含在傳輸頻帶內，如C波段(1530nm-1560nm)或C+L波段(1530nm-1610nm)。例如，每個載波信號S1i到S4i具有帶交叉偏振的相鄰載波信號。此外，頻譜帶B1到B4被定義為若干個拉曼放大器模塊的拉曼頻帶。一些載波信號屬于兩個頻譜帶，其中之一對應于更高的拉曼放大。圖1還顯示了泵浦信號S1P到S4P的特征，每個泵浦信號通過兩個光束以適當波長λ1P到λ4P而形成，用于拉曼放大，例如，波長λ1P到4P比各相應的中心載波波長λ1C到λ4C低100nm。線性光束S1A到S4A沿第一偏振軸X方向，另一個線性光束S1B到S4B沿與X軸垂直的第二偏振軸Y方向。為使表達簡化，每一對光束與相同的一對軸X、Y相關聯(lián)。
圖2是本發(fā)明的光纖傳輸系統(tǒng)100之優(yōu)選實施例的示意圖，其中含有圖1的信號。以下結合圖3進行描述。
系統(tǒng)100包括光纖10、用于將第一泵浦信號S1P發(fā)送到光纖10的第一拉曼放大器模塊1，例如其發(fā)送方向是相對于第一載波信號Sli的傳送方向Z相反的方向Z’。第一放大器模塊1包括第一抽運裝置2，該裝置包括兩個光源(見圖3)，第一光源2A沿偏振軸X發(fā)送線性光束S1A，第二光源2B沿Y軸發(fā)送線性光束S1B，第一組合裝置3，用于組合這些光束S1A、S1B并提供第一泵浦信號S1P，第一偏振調整裝置4，用于實時地將兩個偏振軸X、Y疊加到PDL軸線性偏振(未示出)。
如圖3所示，第一偏振調整裝置4包括功率調整裝置410，用于改變光源2A、2B的光功率，每個光源例如是一個具有給定電流i1、i2的功率可調的激光二極管，功率調整是通過電流的變化來實現的，旋轉裝置(如可調普克爾盒420)，該裝置通過可變電壓(未示出)來調諧，并用于實時地分別旋轉偏振軸X和Y，成為旋轉軸X′和Y′。
系統(tǒng)100進一步包括三個第二拉曼放大器模塊21、31和41，用來將適當波長的第二泵浦信號S2P到S4P發(fā)送到光纖10，用于所述第二載波信號S2i、S3i、S4i的受激拉曼放大。每個拉曼放大器模塊21、31、41包括第二抽運裝置22、32、42，該第二抽運裝置包括兩個功率可調激光二極管(未示出)；第二組合裝置23、33、43以及包括功率調整裝置(未示出)和旋轉裝置(未示出)的第二偏振調整裝置24、34、44。這些裝置具有與上述的第一單元相同的功能。
系統(tǒng)100進一步包括實時控制每個偏振調整裝置4、24、34、44的反饋裝置5，該反饋裝置包括提取裝置(extraction means)15，沿Z方向設置，在相關的泵浦信號S1P到S4P的發(fā)送位置11之后，并且提取裝置可用來獲得所提取得到的載波信號S’T的一小部分。
分離裝置25，用于分離這些所提取的多路復用載波信號S’1i到S’4i，選擇裝置35，用于在每個頻譜帶內選擇至少一個典型的所提取載波信號，例如所提取的中心載波信號S’1C到S’4C，分析裝置45，如DOP測量裝置或功率譜分析器451到454，用于分析對每個典型的所提取載波信號S’1C到S’4C的PDL效應與PDG效應之和，控制裝置55，用于實時地控制偏振調整裝置4、24、34和44之每一個。
此外，一個隔離器16被設置在提取裝置15和發(fā)送位置11之間。
此外，傳輸系統(tǒng)100還可以包括與反饋裝置(未示出)相連的其他類似的拉曼放大器模塊組，例如周期性地重復在光纖系統(tǒng)100中，以便在需要時校正累積的PDL。此外，如果本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)100(包括與反饋裝置相連的拉曼放大器模塊)的一部分沒有PDL，則本發(fā)明的那些裝置可以消除PDG效應。
當然，本發(fā)明并不僅限于這里描述的例子和實施例，對于本領域的技術人員來說，可以實現本發(fā)明的許多變型。
典型信號可以是非中心載波信號。
此外，由于若干個信號可以表示每個頻譜帶，分析裝置可以包括的DOP測量裝置或光電二極管在每個頻譜帶多于一個。
每個泵浦信號可以在與載波信號的傳播相反和/或相同的方向上被發(fā)送。
權利要求
1.一種光纖傳輸系統(tǒng)，其中傳輸至少一個第一載波信號，該信號具有第一頻譜帶內的波長，所述系統(tǒng)包括光纖、至少一個第一拉曼放大器模塊，用于將適當波長的第一泵浦信號發(fā)送到所述光纖，以便對所述第一載波信號進行受激拉曼放大，所述第一拉曼放大器模塊包括第一抽運裝置，該裝置包括兩個光源，其第一光源以所述的適當波長沿第一偏振軸發(fā)射線性光束，其第二光源以所述的適當波長沿不同于所述第一偏振軸的第二偏振軸發(fā)射線性光束，第一組合裝置，用于組合所述的光束以提供所述的第一泵浦信號，其中，所述的第一拉曼放大器模塊包括第一偏振調整裝置，該調整裝置用于實時地將至少一個所述的偏振軸疊加到偏振相關損耗(PDL)軸。
2.如權利要求1所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其中，所述的系統(tǒng)進一步傳輸至少一個第二載波信號，該信號具有不同于第一頻譜帶的第二頻譜帶內的波長，所述的系統(tǒng)包括至少一個第二拉曼放大器，用于將適當波長的第二泵浦信號發(fā)送到所述光纖，以便對所述第二載波信號進行受激拉曼放大，所述的第二拉曼放大器模塊不同于所述的第一拉曼放大器模塊，其中包括第二抽運裝置、第二組合裝置和類似于所述的第一偏振調整裝置的第二偏振調整裝置。
3.如權利要求1所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其中，每個所述的偏振調整裝置包括功率調整裝置，用于改變至少一個所述光源的光功率。
4.如權利要求3所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其中，每個光源選自功率可調激光二極管和功率可調光纖激光器。
5.如權利要求1所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其中，每個所述的偏振調整裝置包括旋轉裝置，用于實時地旋轉至少一個所述的偏振軸。
6.如權利要求5所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其中，所述的旋轉裝置包括至少一個可調諧的普克爾盒，該普克爾盒是通過可變電壓來調諧的。
7.如權利要求1所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其中，它包括實時控制每個所述的偏振調整裝置的反饋裝置。
8.如權利要求7所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其中，該反饋裝置包括提取裝置，用于獲取至少所述第一載波信號的一小部分，選擇裝置，用于選擇每個頻譜帶的典型的所提取載波信號，分析裝置，用于分析對所述典型的所提取載波信號的PDL效應和PDG效應之和，控制裝置，用于實時地控制每個所述的偏振調整裝置。
9.如權利要求8所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其中，所述的載波信號被多路復用，該反饋裝置包括分離裝置，用于分離被多路復用的所提取載波信號。
10.如權利要求8所述的光纖傳輸系統(tǒng)，其中，所述的分析裝置選自一個或多個以下的裝置光電二極管、功率譜分析器和DOP測量裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖傳輸系統(tǒng)，其中至少傳輸具有第一頻譜帶內的波長的第一載波信號，所述系統(tǒng)包括光纖、至少一個第一拉曼放大器模塊，用于將適當波長的第一泵浦信號發(fā)送到所述光纖，以便對所述第一載波信號進行受激拉曼放大，所述第一拉曼放大器模塊包括第一抽運裝置，該裝置包括兩個光源，其第一光源以所述的適當波長沿第一偏振軸發(fā)射線性光束，其第二光源以所述的適當波長沿不同于所述第一偏振軸的第二偏振軸發(fā)射線性光束，第一組合裝置，用于組合所述的光束以提供所述的第一泵浦信號。第一拉曼放大器模塊還包括第一偏振調整裝置，該調整裝置用于實時地將至少一個所述的偏振軸疊加到偏振相關損耗軸。
文檔編號H04B10/2507GK1450733SQ0310541
公開日2003年10月22日 申請日期2003年2月20日 優(yōu)先權日2002年2月21日
發(fā)明者桑德里那·屈塞－勃朗, 讓－皮埃爾·阿邁德 申請人:阿爾卡特公司