專利名稱：用于信號(hào)傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于信號(hào)傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備，特別地，用于光信號(hào)傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備。
傳送具有不同波長的多個(gè)信號(hào)的一定長度的光信號(hào)傳輸纜線在信號(hào)通過此長度的光信號(hào)傳輸纜線傳播時(shí)呈現(xiàn)從較短波長信號(hào)傳遞能量到較長波長信號(hào)的喇曼(Raman)效應(yīng)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是利用喇曼效應(yīng)在呈現(xiàn)喇曼效應(yīng)的信號(hào)傳輸纜線中提供分布式增益。
本發(fā)明提供通過一定長度的信號(hào)傳輸纜線發(fā)送具有不同波長的多個(gè)信號(hào)的方法，當(dāng)信號(hào)通過此長度的信號(hào)傳輸纜線傳播時(shí)，所述信號(hào)傳輸纜線呈現(xiàn)從較短波長信號(hào)傳遞能量到較長波長信號(hào)的喇曼效應(yīng)，該方法包括下列步驟提供多個(gè)泵激(pump)信號(hào)，以提供能量用于傳遞給通過此長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)，在與多個(gè)泵激信號(hào)的波長不同的波長上提供選擇波長探查(probe)信號(hào)，通過此長度的傳輸纜線發(fā)送探查信號(hào)和泵激信號(hào)，確定由于泵激信號(hào)導(dǎo)致的探查信號(hào)的功率電平的變化，設(shè)置泵激信號(hào)的功率電平，以便為具有不同波長的多個(gè)信號(hào)提供選擇的增益分布(profile)，根據(jù)探查信號(hào)的功率電平的變化并結(jié)合(in relation to)探查信號(hào)、泵激信號(hào)和具有不同波長的多個(gè)信號(hào)之間的波長差來確定泵激信號(hào)的功率電平，和通過此長度的信號(hào)傳輸纜線繼續(xù)以設(shè)定功率電平的比率(ratio)發(fā)送泵激信號(hào)以及具有不同波長的多個(gè)信號(hào)。
通常，如此選擇泵激信號(hào)的設(shè)定功率電平的比率，以便為具有不同波長的多個(gè)信號(hào)提供大致平坦的增益分布。
優(yōu)選地，探查信號(hào)的波長位于具有不同波長的多個(gè)信號(hào)的波長范圍之外。
在一種方法中，將監(jiān)測信道的波長用作探查信號(hào)。
在一選擇方法中，將具有不同波長的多個(gè)信號(hào)之中選擇的一個(gè)信號(hào)用作探查信號(hào)。
一種方法包括下列步驟提供多個(gè)泵激信號(hào)，以提供用于在正向中傳遞給通過此長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量。
一種選擇方法包括下列步驟提供多個(gè)泵激信號(hào)，以提供用于在反向中傳遞給通過此長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量。
本發(fā)明還提供一種設(shè)備，用于通過一定長度的信號(hào)傳輸纜線發(fā)送具有不同波長的多個(gè)信號(hào)，包括一定長度的信號(hào)傳輸纜線，在信號(hào)通過此長度的信號(hào)傳輸纜線傳播時(shí)，所述信號(hào)傳輸纜線呈現(xiàn)從較短波長信號(hào)傳遞能量到較長波長信號(hào)的喇曼效應(yīng)，多個(gè)信號(hào)發(fā)射機(jī)，被連接以激勵(lì)(energise)此長度的信號(hào)傳輸纜線，用于提供具有多個(gè)不同波長的多個(gè)信號(hào)給此長度的傳輸纜線，多個(gè)泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)，被連接以提供用于傳遞給通過此長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量，選擇波長探查信號(hào)發(fā)射機(jī)，被連接以激勵(lì)此長度的傳輸纜線，可操作在與多個(gè)泵激信號(hào)的波長不同的波長上，此設(shè)備通過以下方式來操作通過此長度的傳輸纜線發(fā)送探查信號(hào)和泵激信號(hào)，確定由于泵激信號(hào)導(dǎo)致的探查信號(hào)的功率電平的變化，設(shè)定泵激信號(hào)的功率電平，以便為具有不同波長的多個(gè)信號(hào)提供選擇的增益分布，根據(jù)探查信號(hào)的功率電平的變化并結(jié)合探查信號(hào)、泵激信號(hào)和具有不同波長的多個(gè)信號(hào)之間的波長差異來確定泵激信號(hào)的功率電平，和繼續(xù)通過此長度的傳輸纜線以設(shè)定功率電平的比率發(fā)送泵激信號(hào)以及具有不同波長的多個(gè)信號(hào)。
在一種形式的設(shè)備中，此長度的傳輸纜線是串聯(lián)連接的多個(gè)長度的傳輸纜線之一。
優(yōu)選地，包括多個(gè)長度的傳輸纜線的這種形式的設(shè)備包括多個(gè)放大器級(jí)，所述放大器級(jí)使這多個(gè)長度的傳輸纜線相互隔開。
優(yōu)選地，此長度的傳輸纜線為一定長度的光纜，并且，優(yōu)選地所述多個(gè)長度的傳輸纜線是一定長度的光纜。
在一種形式的設(shè)備中，多個(gè)泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)是這樣連接的，以便在正向中提供用于傳遞給通過此長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量。
在另一選擇形式的設(shè)備中，所述多個(gè)泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)是這樣連接的，以便在反向中提供用于傳遞給通過此長度的傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量。
現(xiàn)在將參照附圖，僅僅通過示例的方式來描述根據(jù)本發(fā)明的用于信號(hào)傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備，其中

圖1表示用于在一定長度的光信號(hào)傳輸纜線中提供分布式增益的第一設(shè)備；和圖2表示用于在一定長度的光信號(hào)傳輸纜線中提供分布式增益的第二設(shè)備。
參照附圖之中的圖1，第一設(shè)備包括多個(gè)信號(hào)發(fā)射機(jī)1a、1b、1c、1d和1e，可操作在多個(gè)不同的波長上，被連接到多路復(fù)用器4的多個(gè)輸入端口，用于將多個(gè)信號(hào)發(fā)射(launch)在一定長度的光信號(hào)傳輸纜線5上，該纜線的一端與多路復(fù)用器4的輸出端口連接。此長度的光信號(hào)傳輸纜線5的另一端與放大器6的輸入端口6a連接，而放大器6的輸出端口與多路分用器7的輸入端口連接。該多路分用器7分離多個(gè)信號(hào)并在輸出端口8a、8b、8c、8d和8e上提供分離的信號(hào)。由信號(hào)發(fā)射機(jī)1a、1b、1c、1d和1e提供的波長構(gòu)成用于信號(hào)傳輸?shù)牡谝辉O(shè)備的工作信號(hào)波長。
放大器6的輸入端口6a包括監(jiān)測點(diǎn)，在該監(jiān)測點(diǎn)上可以監(jiān)測利用此長度的光信號(hào)傳輸纜線傳送的信號(hào)的功率電平。
探查信號(hào)發(fā)射機(jī)3連接到多路復(fù)用器4的輸入端口，用于將探查信號(hào)發(fā)射到此長度的光信號(hào)傳輸纜線5上，并且多路分用器7的輸出端口8f在探查信號(hào)通過此長度的光信號(hào)傳輸纜線5和放大器6傳播之后提供該探查信號(hào)。
第一泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)2a和第二泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)2b連接到多路復(fù)用器4的輸入端口，以便將泵激信號(hào)發(fā)射到此長度的光信號(hào)傳輸纜線5上。
在用于信號(hào)傳輸?shù)牡谝辉O(shè)備的操作中，利用探查發(fā)射機(jī)3將探查信號(hào)發(fā)射到此長度的光信號(hào)傳輸纜線5上，并且在探查信號(hào)已通過此長度的光信號(hào)傳輸纜線5傳播之后，在放大器6的輸入端口6a上監(jiān)測探查信號(hào)。在放大器7的輸入端口6a上測量和記錄探查信號(hào)的功率電平。
現(xiàn)在將來自第一泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)2a的第一泵激信號(hào)利用探查信號(hào)發(fā)射到此長度的光信號(hào)纜線5，并且測量和記錄在放大器6的輸入端口6a上的第一泵激信號(hào)的功率電平。在放大器6的輸入端口6a上對(duì)探查信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的測量并記錄測量的值。在放大器6的輸入端口6a上測量的探查信號(hào)的功率電平將隨著作為探查信號(hào)被第一泵激信號(hào)喇曼泵激的結(jié)果而導(dǎo)致的第一泵激信號(hào)在此長度的光信號(hào)傳輸纜線5上的引入而增加。記錄該增加。
現(xiàn)在斷開第一泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)2a，并將來自第二泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)2b的第二泵激信號(hào)利用探查信號(hào)發(fā)射到此長度的光信號(hào)傳輸纜線5上，而且測量和記錄在放大器6的輸入端口6a上第二泵激信號(hào)的功率電平。在放大器6的輸入端口6a上對(duì)探查信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的測量，以確定作為探查信號(hào)被第二泵激信號(hào)喇曼泵激的結(jié)果而導(dǎo)致的在放大器7的輸入端口6a上探查信號(hào)的功率電平的增加。
第一泵激信號(hào)對(duì)探查信號(hào)的影響和這些信號(hào)之間的波長分離是公知的，確定對(duì)于第一泵激信號(hào)的每個(gè)單位的泵激功率的喇曼增益并用于預(yù)測由信號(hào)發(fā)射機(jī)1a、1b、1c、1d和1e提供的工作信號(hào)波長的相應(yīng)喇曼增益。
第二泵激信號(hào)對(duì)探查信號(hào)的影響和這些信號(hào)之間的波長分離也是公知的，并且確定第二泵激信號(hào)的每個(gè)單位的泵激功率的喇曼增益。第二泵激信號(hào)的每個(gè)單位的泵激功率的喇曼增益用于預(yù)測由信號(hào)發(fā)射機(jī)1a、1b、1c、1d和1e提供的工作信號(hào)波長的相應(yīng)喇曼增益。
現(xiàn)在利用上述確定的結(jié)果來調(diào)節(jié)第一和第二泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)2a和2b的功率電平，以獲得由信號(hào)發(fā)射機(jī)1a、1b、1c、1d和1e提供的工作信號(hào)波長的特定的預(yù)測喇曼增益。泵激信號(hào)的功率電平的比率確定整個(gè)結(jié)果。
通常尋求的結(jié)果是在多路分用器7的輸出端口8a、8b、8c、8d和8e上檢測到的信號(hào)表示與由信號(hào)發(fā)射機(jī)1a、1b、1c、1d和1e發(fā)送的信號(hào)相關(guān)的恒定增益。但是，情況可能命令選擇除通常結(jié)果之外的其他結(jié)果。
第一設(shè)備允許自泵激發(fā)射機(jī)沿此長度的傳輸纜線的傳輸正向中的能量傳遞。
參照附圖之中的圖2，用于信號(hào)傳輸?shù)牡诙O(shè)備如圖1所示包括多個(gè)信號(hào)發(fā)射機(jī)1a、1b、1c、1d和1e，連接到多路復(fù)用器4的多個(gè)輸入端口，用于將多個(gè)信號(hào)發(fā)射到一定長度的光信號(hào)傳輸纜線5上，該纜線的一端與多路復(fù)用器4的輸出端口連接。如圖1所示，此長度的光信號(hào)傳輸纜線5的另一端與放大器6的輸入端口連接，并且放大器6的輸出端口與多路分用器7的輸入端口連接，該多路分用器7分離多個(gè)信號(hào)并在輸出端口8a、8b、8c、8d和8e上提供分離的信號(hào)。
如圖1所示，探查信號(hào)發(fā)射機(jī)3與多路復(fù)用器4的輸入端口連接，用于將探查信號(hào)發(fā)射到此長度的光信號(hào)傳輸纜線5上，而多路分用器7的輸出端口8f在探查信號(hào)已經(jīng)通過此長度的光信號(hào)傳輸纜線5和放大器6傳播之后提供該探查信號(hào)。
參照?qǐng)D2，功率監(jiān)視器9被連接在放大器6的輸入端口和此長度的光信號(hào)傳輸纜線5之間，用于監(jiān)視在放大器6的輸入端口上信號(hào)的功率電平。
第三泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)12a和第四泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)12b利用第二多路復(fù)用器10通過耦合結(jié)構(gòu)11耦合到此長度的光信號(hào)傳輸纜線5。
圖2中所示的第二設(shè)備的操作方式大致與圖1所示的第一設(shè)備的操作方式相同。
雖然圖2包括功率監(jiān)視器9，但是在放大器6的輸入端口上監(jiān)視點(diǎn)的圖1結(jié)構(gòu)可以用作所述功率監(jiān)視器的一種替換形式。
在圖2中，耦合結(jié)構(gòu)11和第二多路復(fù)用器10用作圖1中用于將泵激信號(hào)發(fā)射到此長度的光信號(hào)傳輸纜線5上的一種替換結(jié)構(gòu)，并且功率監(jiān)視器11測量在放大器6的輸入端口上信號(hào)的功率電平。
圖2所示的耦合結(jié)構(gòu)11可以允許從泵激發(fā)射機(jī)中正向或反向傳遞能量到一定長度的光傳輸纜線。
雖然在附圖中示出的設(shè)備中包括兩個(gè)信號(hào)泵激發(fā)射機(jī)，但是可以使用多于兩個(gè)的信號(hào)泵激發(fā)射機(jī)，并且將明白在波分復(fù)用(WDM)設(shè)備中，泵激發(fā)射機(jī)的數(shù)量取決于可用于在波長范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)增益平坦度或某一其他選擇條件的波長的數(shù)量。如上所述，泵激信號(hào)的功率電平的比率確定整個(gè)結(jié)果。
在第一和第二設(shè)備中，探查信號(hào)發(fā)射機(jī)3可以操作在帶外波長或在設(shè)備中使用的光學(xué)監(jiān)測信道的波長上?；蛘撸O(shè)備的信號(hào)發(fā)射機(jī)可以被選擇用作探查信號(hào)發(fā)射機(jī)。
所述設(shè)備可以包括如圖1和2中所示的單個(gè)長度的光信號(hào)傳輸纜線或包括多個(gè)串聯(lián)連接或由放大器級(jí)分離的多個(gè)長度的光信號(hào)傳輸纜線。
上述操作可以作為設(shè)備的正常啟動(dòng)程序的一部分來執(zhí)行或作為專用交付使用程序被執(zhí)行。一旦功率電平的比率被設(shè)定，則動(dòng)態(tài)監(jiān)視泵激功率和平均增益。隨后保持通常為平坦增益分布的增益分布，因?yàn)橛捎诶鐭嵝?yīng)和重新接合的效果引起的變化同等地影響泵激波長。通過調(diào)節(jié)泵功率來考慮增益中的變化，同時(shí)保持原始確定的功率比。
假定在利用類似的泵替換一個(gè)泵時(shí)，通過執(zhí)行上述方法而獲得的結(jié)果可以應(yīng)用于考慮由于制造容限而導(dǎo)致的泵激波長中的變化。該方法可應(yīng)用于其中泵激信號(hào)在與工作信號(hào)相同的方向中傳播的共同泵激(co-pumping)結(jié)構(gòu)或者可應(yīng)用于其中泵激信號(hào)在與工作信號(hào)相反的方向中傳播的對(duì)抗泵激(counter-pumping)結(jié)構(gòu)。
在特定泵激波長上獲得的增益量以及由此所要求的比率根據(jù)用于不同類型光纖的泵激功率、生產(chǎn)批料而不同，并且必須在逐個(gè)間隔的基礎(chǔ)上進(jìn)行確定。上述方法通過確定用于選擇泵的增益量來根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定各個(gè)纖維類型和間隔的每個(gè)泵所要求的峰值增益的比率。
在設(shè)備的正常操作期間測量泵激功率是容易和相對(duì)便宜的，而監(jiān)視所述設(shè)備的增益分布將是困難和昂貴的。而且，即使在正常操作期間監(jiān)視增益分布，也很難確定哪個(gè)泵激信號(hào)或哪些泵激信號(hào)應(yīng)調(diào)節(jié)功率以及如何實(shí)現(xiàn)所希望的增益分布。
發(fā)現(xiàn)喇曼放大對(duì)于在長通信距離和超長通信距離光纖傳輸系統(tǒng)中提供分布式增益、改善信號(hào)-噪聲比以及信號(hào)的Q是有用的。
本發(fā)明的方法在設(shè)備由于其選址或由于任何其他原因而被遠(yuǎn)程控制的情況下是特別有用的。
權(quán)利要求
1.通過一定長度的信號(hào)傳輸纜線發(fā)送具有不同波長的多個(gè)信號(hào)的一種方法，當(dāng)信號(hào)通過所述長度的信號(hào)傳輸纜線傳播時(shí)，所述長度的信號(hào)傳輸纜線呈現(xiàn)從較短波長信號(hào)傳遞能量到較長波長信號(hào)的喇曼效應(yīng)，該方法包括下列步驟提供多個(gè)泵激信號(hào)，用于提供能量以便傳遞給通過所述長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)，在不同于多個(gè)泵激信號(hào)波長的波長上提供選擇波長探查信號(hào)，通過所述長度的傳輸纜線發(fā)送探查信號(hào)和泵激信號(hào)，確定由于泵激信號(hào)而導(dǎo)致的探查信號(hào)的功率電平的變化，設(shè)置泵激信號(hào)的功率電平，以便為具有不同波長的多個(gè)信號(hào)提供選擇增益分布，根據(jù)探查信號(hào)的功率電平的變化并結(jié)合探查信號(hào)、泵激信號(hào)和具有不同波長的多個(gè)信號(hào)之間的波長差異來確定泵激信號(hào)的功率電平，和繼續(xù)通過所述長度的信號(hào)傳輸纜線以設(shè)定功率電平的比率發(fā)送泵激信號(hào)以及具有不同波長的多個(gè)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇泵激信號(hào)的設(shè)定功率電平的比率，以便為具有不同波長的多個(gè)信號(hào)提供大致平坦的增益分布。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中探查信號(hào)的波長位于具有不同波長的多個(gè)信號(hào)的波長范圍之外。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中監(jiān)測信道的波長用作探查信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中具有不同波長的多個(gè)信號(hào)之中選擇的一個(gè)信號(hào)用作探查信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1至5之中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括以下步驟提供多個(gè)泵激信號(hào)，以提供用于在正向中傳遞給通過所述長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量。
7.如權(quán)利要求1至5之中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括以下步驟提供多個(gè)泵激信號(hào)，以提供用于在反向中傳遞給通過所述長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量。
8.發(fā)送具有不同波長的多個(gè)信號(hào)的一種方法，大致如在本文中參照附圖所述的。
9.用于通過一定長度的信號(hào)傳輸纜線發(fā)送具有不同波長的多個(gè)信號(hào)的一種設(shè)備，包括一定長度的信號(hào)傳輸纜線，其在信號(hào)通過所述長度的信號(hào)傳輸纜線傳播時(shí)呈現(xiàn)從較短波長信號(hào)傳遞能量到較長波長信號(hào)的喇曼效應(yīng)，多個(gè)信號(hào)發(fā)射機(jī)，被連接以激勵(lì)所述長度的信號(hào)傳輸纜電，用于提供具有多個(gè)不同波長的信號(hào)到所述長度的傳輸纜線，多個(gè)泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)，被連接以提供用于傳遞給通過所述長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量，選擇波長探查信號(hào)發(fā)射機(jī)，被連接以激勵(lì)所述長度的傳輸纜線，可操作在不同于多個(gè)泵激信號(hào)波長的波長上，所述設(shè)備利用以下方式來操作通過所述長度的傳輸纜線發(fā)送探查信號(hào)和泵激信號(hào)，確定由于泵激信號(hào)而導(dǎo)致的探查信號(hào)的功率電平的變化，設(shè)定泵激信號(hào)的功率電平，以便為具有不同波長的多個(gè)信號(hào)提供選擇增益分布，根據(jù)探查信號(hào)的功率電平的變化并結(jié)合探查信號(hào)、泵激信號(hào)和具有不同波長的多個(gè)信號(hào)之間的波長差異來確定泵激信號(hào)的功率電平，和繼續(xù)通過所述長度的傳輸纜線以設(shè)定功率電平的比率發(fā)送泵激信號(hào)以及具有不同波長的多個(gè)信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述長度的傳輸纜線是串聯(lián)連接的多個(gè)長度的傳輸纜線之一。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，包括多個(gè)放大器級(jí)，所述放大器級(jí)使所述多個(gè)長度的傳輸纜線相互分離。
12.如權(quán)利要求9至11之中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述長度的傳輸纜線是一定長度的光纜。
13.如權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)長度的傳輸纜線為多個(gè)長度的光纜。
14.如權(quán)利要求9至13之中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中多個(gè)泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)被連接，以便在正向中提供用于傳遞給通過所述長度的信號(hào)傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量。
15.如權(quán)利要求9至13之中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中多個(gè)泵激信號(hào)發(fā)射機(jī)被連接，以便在反向中提供用于傳遞給通過所述長度的傳輸纜線傳播的多個(gè)信號(hào)的能量。
16.一種設(shè)備，基本上如在本文中參照附圖1所述的并且如附圖1所示的。
17.一種設(shè)備，基本上如在本文中參照附圖2所述的并且如附圖2所示的。
全文摘要
一種方法和設(shè)備，用于通過一定長度的光纜發(fā)送具有不同波長的多個(gè)信號(hào)，通過使所述光纜在多個(gè)泵激波長上經(jīng)受喇曼泵激而使之提供分布式增益，泵激信號(hào)的功率電平在設(shè)定比率中，用于優(yōu)選地在多個(gè)信號(hào)的波長范圍上提供平坦的增益分布，根據(jù)測量的泵激信號(hào)對(duì)探查信號(hào)的影響并結(jié)合探查信號(hào)、泵激信號(hào)和具有不同波長的多個(gè)信號(hào)之間的波長分離來確定泵激信號(hào)的設(shè)定功率電平。
文檔編號(hào)H04B10/291GK1620769SQ02828030
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2002年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月12日
發(fā)明者S·阿勒斯頓, L·格利森, T·埃林哈姆, T·瓦爾斯 申請(qǐng)人:馬科尼英國知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司