專利名稱：用于超長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖傳輸?shù)慕宇^盒，尤其是一種用于超長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒。
技術(shù)背景目前，超長距離密集波分復(fù)用光傳輸系統(tǒng)正沿著增大傳輸容量和延長傳輸距離這兩個(gè)方 向發(fā)展。每一次傳輸容量和傳輸距離的大幅度提升，都與市場需求和關(guān)鍵技術(shù)的突破這兩方 面緊密相關(guān)?；仡櫣鈧鬏斚到y(tǒng)的歷史發(fā)展軌跡可以明顯地看出，無電中繼傳輸距離的每一次 較大規(guī)模提升，總是基于新技術(shù)的采用和關(guān)鍵問題的克服而實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)又伴隨著對(duì)傳輸距 離的新限制因素的出現(xiàn)。這些物理限制因素包括放大自發(fā)射輻射噪聲積累、色度色散、非線性效應(yīng)和偏振模色散等。在單信道10Gbps的ULH DWDM光傳輸中，又以前三種物理效應(yīng) 最為明顯，而偏振模色散(PMD)效應(yīng)主要在更高速率如40G傳輸系統(tǒng)中才明顯起作用。為 了應(yīng)對(duì)這些技術(shù)挑戰(zhàn)，誕生了多種技術(shù)，包括喇曼放大技術(shù)、前向糾錯(cuò)技術(shù)、色散補(bǔ)償和非 線性技術(shù)等。長距離的光纖通訊必須考慮光信號(hào)衰減的問題；若傳輸距離太遠(yuǎn)，使得光信號(hào)衰減至收 信模塊無法偵檢時(shí)，就需要每隔適當(dāng)?shù)木嚯x加裝中繼器或光放大器，將信號(hào)放大后再繼續(xù)傳 輸。中繼器是用檢光器將光的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電的訊號(hào)，經(jīng)整波、放大后，再作電光轉(zhuǎn)換送回光 纖中傳輸。由于中繼器系使用光電元件及電子電路來達(dá)成信號(hào)的放大，其工作頻寬受到組件 及電路設(shè)計(jì)的限制，當(dāng)系統(tǒng)更改傳輸速率或傳輸模式時(shí)，中繼器亦須一起更換，更換起來不 但不經(jīng)濟(jì)，而且耗時(shí)費(fèi)力。光放大器是在不經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的狀況下，直接將光訊號(hào)加以放大；目前技術(shù)較成熟的光放 大器包括摻鉺光纖放大器(EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier)、摻鐠光纖放大器(P D F A: Praseodymium-Doped Fiber Amplifier)及半導(dǎo)體光放大器(SOA: Semiconductor Optical Amplifier)三種。光纖放大器是利用摻稀土離子玻璃(石英或其它類似介質(zhì))的增益特性，在光纖中直接 將信號(hào)放大，由于稀土離子在玻璃中不具方向性，其增益與信號(hào)偏極化無關(guān)，加上具有極高 的放大頻寬，因此應(yīng)用上架構(gòu)簡單，跟傳統(tǒng)的中繼器比起來，具有系統(tǒng)升級(jí)容易(僅需更換 終端設(shè)備)、可彈性運(yùn)用等優(yōu)點(diǎn)，更可配合分波多任務(wù)的傳輸模式來擴(kuò)增傳輸容量及距離。放大自發(fā)輻射(ASE)噪聲是光纖鏈路中光放大器生成的光噪聲。所有的放大器都會(huì)帶 來額外的噪聲，光放大器也一樣。在EDFA中，鉺離子周圍的電子從基態(tài)被泵浦到激發(fā)態(tài)。 在光信號(hào)穿過摻鉺光纖(典型長度5-10米)時(shí)，前者從受激發(fā)的電子中抽取能量，信號(hào)也隨 之放大(通過受激輻射放大)。但是，電子會(huì)自發(fā)地回落到基態(tài)，同時(shí)隨機(jī)輻射出光子。摻鉺 光纖的前端隨機(jī)輻射生成的光子可在光纖的后部分獲得放大。這種額外噪聲可以由噪聲指數(shù)(NF)描述，該參數(shù)說明了光放大器的放大特性有多"嘈雜"。實(shí)際應(yīng)用中EDFA的噪聲指數(shù) 一般是6dB。由于光放大器不但能對(duì)輸入的光信號(hào)和ASE噪聲進(jìn)行相同增益的放大，而且還 會(huì)額外增加一部分ASE噪聲功率，這種噪聲還會(huì)沿著傳輸光纖路徑積累起來。定義光信噪比 (OSNR)為某信道的光功率與該信道波長上的ASE光功率之間的比值。顯然，沿著傳輸光 纖路徑，OSNR數(shù)值是逐歩降低(劣化)的。對(duì)于一個(gè)帶光放大的傳輸鏈路，作為衡量系統(tǒng)性能最終手段的接收比特誤碼率(BER) 直接與接收器的OSNR有關(guān)，其它條件不變，OSNR越大，則BER越低。顯然，OSNR最終也會(huì)對(duì)傳輸距離造成限制。利用一個(gè)簡單公式可以估計(jì)典型的帶光放 大的傳輸鏈路的OSNR。假設(shè)每段光纖的損耗相同，每段光纖使用的光放大器增益和噪聲指 數(shù)也相同，則在經(jīng)過N段光纖傳輸后，光信號(hào)的OSNR為OSNR-58dB +入纖光功率一NF—每跨段損耗—101og (跨段數(shù)目)(1)從式(1)可以看出，為使傳輸距離更長，同時(shí)保持足夠的OSNR，可增加入纖光功率， 入纖光功率增加3dB可將傳輸距離延長一倍。然而， 一味地提高入纖光功率會(huì)引發(fā)較大的非 線性效應(yīng)，反而不利于超長距離的傳輸。延長傳輸距離可采用兩種方法降低OSNR容限，如采用前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)、碼型 技術(shù)等，或采用低噪聲光放大器，延緩OSNR的劣化，如喇曼放大技術(shù)等。分布式喇曼放大器也是近期廣泛研究和應(yīng)用的新型光放大器方案。由于這種放大器在光 傳輸系統(tǒng)擴(kuò)容和增加傳輸距離方面具有巨大潛力，被認(rèn)為是研發(fā)新一代高速超長距離DWDM 光纖通信骨干網(wǎng)中的核心技術(shù)之一。分布式喇曼放大基于光纖受激喇曼散射(SRS)效應(yīng)， 一般采用反向泵浦方式。具體的實(shí)現(xiàn)方法如下將高功率(0.5W)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)激光從光纖跨段的輸出端注入傳輸光 纖，該泵浦光的傳輸方向與信號(hào)光傳輸方向相反。泵浦激光器的波長比信號(hào)光短約100nm。 高功率光場泵浦光纖中的組分物質(zhì)，產(chǎn)生虛激發(fā)態(tài)；電子從這些虛激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，從而 實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的增益，光放大方式與EDFA類似。分布式喇曼與EDFA放大的主要區(qū)別在于-K分布式放大喇曼放大釆用傳輸光纖本身作為放大介質(zhì)，增益區(qū)分布在很長距離(20公里)的傳輸光 纖中，這對(duì)降低入纖光功率，減弱光纖非線性效應(yīng)的危害具有非常積極的作用。2、 低噪聲指數(shù)分布式喇曼放大使光信號(hào)還遠(yuǎn)未到達(dá)傳輸光纖輸出端口處即獲得放大，可降低有效跨段 損耗(在G652光纖中的典型值是5.5dB)。在OSNR演化計(jì)算中，上述有效跨段損耗的降低 通常被歸結(jié)于光放大器噪聲指數(shù)的降低。后向泵浦喇曼放大器的等效噪聲指數(shù)一般為0dB。 這對(duì)于為提高單跨段長度、增加系統(tǒng)OSNR預(yù)算和傳輸距離方面有顯著的優(yōu)勢。3、 超寬帶光放大喇曼放大的增益波段由泵浦激光器波長所決定，通過選擇合適的泵浦激光器波長，其增 益范圍可覆蓋1300-1700nm的整個(gè)單模光纖低損耗頻段，并在1550nm波長附近連續(xù)增益帶寬達(dá)100nm，非常適合S-band、 XL-band等常規(guī)EDFA難于放大的波段。在實(shí)際應(yīng)用中，分布式喇曼放大器也有一些需要注意的地方。例如，在機(jī)站集線器處總 是有許多光纖連接器與光纖熔接連接，這種光纖連接會(huì)吸收泵浦光功率并產(chǎn)生后向散射，劣 化信號(hào)光質(zhì)量。此外，后泵浦喇曼放大帶來的4-5dB OSNR改善，并不能完全貢獻(xiàn)光纖跨段 的數(shù)冃和傳輸距離的增加，因?yàn)楣饫w跨段數(shù)目更重要的是由光纖非線性效應(yīng)決定的。除了反向泵浦分布式喇曼放大外，還誕生了其它形態(tài)的喇曼放大技術(shù)，如前向泵浦和雙 向泵浦喇曼放大，可提供更高的增益和更低的噪聲指數(shù)，并可同時(shí)實(shí)現(xiàn)增益和噪聲指數(shù)平坦。 采用色散補(bǔ)償光纖(DCF)作為增益介質(zhì)制成的分立式喇曼放大器，可在對(duì)傳輸鏈路進(jìn)行色 散補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的超寬帶集總放大，并有調(diào)節(jié)增益斜率的潛力。此外，還有采 用分布式、分立式喇曼放大器實(shí)現(xiàn)的全喇曼傳輸系統(tǒng)，連續(xù)增益帶寬達(dá)到100nm，支持包括 S-band、 xL-band在內(nèi)的超寬帶傳輸。當(dāng)然，這些喇曼放大形態(tài)也有固有的缺點(diǎn)。前向泵浦和雙向泵浦喇曼放大有較強(qiáng)的泵浦 光相對(duì)強(qiáng)度噪聲(RIN)轉(zhuǎn)移的問題，對(duì)喇曼放大器的噪聲特性有明顯影響。特別是在G.655 等色散系數(shù)較小的傳輸光纖中，這種RIN轉(zhuǎn)移問題更為嚴(yán)重，會(huì)大大劣化喇曼放大器的噪聲 指數(shù)。分立式拉曼放大器的經(jīng)濟(jì)效益、噪聲指數(shù)與EDFA相比尚無明顯優(yōu)勢。綜上所述，分布式喇曼放大技術(shù)的最佳應(yīng)用場合，應(yīng)該是用于單長跨距系統(tǒng)，或者ULH 傳輸系統(tǒng)中的個(gè)別長跨距。遙泵技術(shù)是用于單長跨距傳輸?shù)膶ｉT技術(shù)，主要解決單長跨距傳輸中信號(hào)光的OSNR受 限問題。大家知道，在對(duì)信號(hào)光進(jìn)行光放大時(shí)，假設(shè)光放大器具有恒定不變的增益和噪聲指 數(shù)值，光放大器輸入端的信號(hào)光功率越小，則光放大器輸出信號(hào)光的OSNR越低，因此應(yīng)盡 量避免對(duì)低功率信號(hào)光進(jìn)行放大。在單長跨距傳輸系統(tǒng)中，光纖輸出端口處的光功率總是很 小，經(jīng)光功率放大后，極易造成接收端OSNR受限，因此單長跨距系統(tǒng)一般都采用高入纖光 功率。同時(shí)為了避免出現(xiàn)非線性失真，總光功率一般限制在30dBm以下。 為了進(jìn)一步解決OSNR受限、延長傳輸距離，可在光纖鏈路中間部分對(duì)光信號(hào)進(jìn)行預(yù)先放大。 在傳輸光纖的適當(dāng)位置熔入一段摻鉺光纖，并從單長跨距傳輸系統(tǒng)的端站(發(fā)射端或接收端) 發(fā)送一個(gè)高功率泵浦光，經(jīng)過光纖傳輸和合波器后注入鉺纖并激勵(lì)鉺離子。信號(hào)光在鉺纖內(nèi) 部獲得放大，并可顯著提高傳輸光纖的輸出光功率。由于泵浦激光器的位置和增益介質(zhì)(鈄 纖)不在同一個(gè)位置，因此稱為"遙泵(RemotePump)"，參見附圖1，具有發(fā)射端21，摻鉺 光纖22、光纜23、合波器24、傳輸光纖25、泵浦光纖26、接收端27。遙泵光源通常采用瓦級(jí)的1480nm激光器，以克服長距離光纖傳輸?shù)膿p耗問題。根據(jù)泵 浦光和信號(hào)光是否在一根光纖中傳輸，遙泵又分為"旁路"(泵浦光和信號(hào)光經(jīng)由不同光纖傳 輸)和"隨路"(兩者通過同一光纖傳輸)兩種形態(tài)。隨路方式中泵浦光還可對(duì)光纖中的信號(hào) 光進(jìn)行喇曼放大，進(jìn)一步增加傳輸距離，并可節(jié)省光纖資源，應(yīng)用廣泛。遙泵技術(shù)通常還可 綜合其它新技術(shù)，如光纖有效截面管理、二階喇曼泵浦、兩級(jí)遙泵增益區(qū)等。目前遙泵技術(shù) 己經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)單長跨距傳輸420公里的記錄?？傊b泵傳輸技術(shù)是在光纜線路中插入摻鉺光纖等增益介質(zhì)來進(jìn)行光放大，這些點(diǎn)不 需要供電設(shè)施，也無需維護(hù)，適合那些穿越沙漠、高原、湖泊、海峽的環(huán)境。不便之處在于， 它需要在適當(dāng)?shù)奈恢们袛喙饫|纖，將摻鉺光纖串聯(lián)到原來的光纖中，施工改動(dòng)量和難度較大。5發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在長距離光纖傳輸線路的接頭盒中預(yù)留摻鉺光纖，提供一種用于超 長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒，它克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)所述的接頭盒包括接頭盒殼體、支架和接頭盒底座，所述 的接頭盒底座上設(shè)有支架，所述的支架上固定有穿纖管纏繞器和存纖盤，所述的存纖盤上設(shè) 有熱熔管卡座，存纖盤內(nèi)盤有摻鉺光纖，所述的接頭盒底座上罩有接頭盒殼體，所述的接頭 盒底座下部還設(shè)有安裝架連接器和進(jìn)纜壓板。所述的進(jìn)纜壓板內(nèi)設(shè)有墊板。所述的接頭盒殼體和接頭盒底座通過鋼帶連接密封。 所述的接頭盒通過安裝架連接器連接的安裝架與桿塔連接。 所述的摻鉺光纖串接在接頭盒內(nèi)。由于本實(shí)用新型采用了上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)接頭盒內(nèi)預(yù) 留摻鉺光纖，由變電站內(nèi)的泵浦激光器發(fā)射泵浦光，在接頭盒內(nèi)摻鉺光纖受激輻射的信號(hào)光 子不斷增加產(chǎn)生信號(hào)放大，解決光信噪比(OSNR)受限，延長傳輸距離。不需要供電設(shè)施， 無需維護(hù)，安全可靠。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1為遙泵技術(shù)原理圖；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的另一方向示意圖。圖中l(wèi).接頭盒殼體；2.摻鉺光纖；3.熱熔管卡座；4.存纖盤；5.支架； 6.鋼帶； 7.接頭盒底座；8.進(jìn)纜壓板；9.安裝架連接器；IO.穿纖管纏繞器。
具體實(shí)施方式
如圖2所示的一種用于超長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒，該接頭盒包括有接頭盒殼體1、接 頭盒底座7、存纖盤4 (包括熱熔管卡座3)、摻鉺光纖2盤放在存纖盤4內(nèi)，穿纖管纏繞器 10、存纖盤4固定在支架5上安裝于接頭盒底座7上；進(jìn)纜壓板8與接頭盒底座7連接以保 證光纜的固定；接頭盒還包括安裝架連接器9、鋼帶6,其中安裝架連接器9可連接安裝架及 附件，這樣接頭盒便通過安裝架及附件與桿塔連接。摻鉺光纖2串接在接頭盒內(nèi)，可使兩條 或多條光纜可同時(shí)接入接頭盒內(nèi)，將光纜切開，露出光纖，將光纖穿入光纖穿纖管穿過接頭 盒底座7，將光纜用進(jìn)纜壓板8壓緊(光纜與進(jìn)纜壓板8之間套有鋁套管，進(jìn)纜壓板8內(nèi)附 設(shè)有墊板)，在鋁螺栓內(nèi)注膠擰緊鋁螺帽密封。將光纖穿纖管固定在穿纖管纏繞器10上的管 夾上，另一頭從底部進(jìn)入存纖盤4，并用扎帶固定。在存纖盤4內(nèi)，將光纜的光纖和預(yù)留的 摻鉺光纖2熔接。墊好密封圈，蓋上接頭盒殼體l，連好鋼帶6，用螺絲將兩邊均衡張緊，把 接頭盒殼體1與接頭盒底座7密封在一起。接頭盒內(nèi)預(yù)留摻鉺光纖2，由變電站內(nèi)的泵浦激光器發(fā)射泵浦光，在接頭盒內(nèi)摻鉺光纖2 受激輻射的信號(hào)光子不斷增加產(chǎn)生信號(hào)放大，解決光信噪比(OSNR)受限，延長傳輸距離。不需要供電設(shè)施，無需維護(hù)，安全可靠。本實(shí)用新型有普通型(金屬型)和防盜型(復(fù)合材料型)兩種類型。
權(quán)利要求1. 一種用于超長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒，所述的接頭盒包括接頭盒殼體、支架和接頭盒底座，其特征在于所述的接頭盒底座上設(shè)有支架，所述的支架上固定有穿纖管纏繞器和存纖盤，所述的存纖盤上設(shè)有熱熔管卡座，存纖盤內(nèi)盤有摻鉺光纖，所述的接頭盒底座上罩有接頭盒殼體，所述的接頭盒底座下部還設(shè)有安裝架連接器和進(jìn)纜壓板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒，其特征在于所述的進(jìn)纜壓 板內(nèi)設(shè)有墊板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒，其特征在于所述的接頭盒 殼體和接頭盒底座通過鋼帶連接密封。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒，其特征在于所述的接頭盒 通過安裝架連接器連接的安裝架與桿塔連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒，其特征在于所述的摻鉺光 纖串接在接頭盒內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光纖傳輸?shù)慕宇^盒，尤其是一種用于超長距離光纖傳輸?shù)慕宇^盒，該接頭盒包括接頭盒殼體、支架和接頭盒底座，所述的接頭盒底座上設(shè)有支架，所述的支架上固定有穿纖管纏繞器和存纖盤，所述的存纖盤上設(shè)有熱熔管卡座，存纖盤內(nèi)盤有摻鉺光纖，所述的接頭盒底座上罩有接頭盒殼體，所述的接頭盒底座下部還設(shè)有安裝架連接器和進(jìn)纜壓板。本實(shí)用新型采用預(yù)留摻鉺光纖串接在接頭盒內(nèi)，從而解決遙泵傳輸?shù)慕橘|(zhì)問題，達(dá)到超長距離傳輸?shù)哪康?。并且不需要供電設(shè)施，無需維護(hù)，安全可靠。
文檔編號(hào)H04B10/02GK201107853SQ20062012791
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日
發(fā)明者陳廣生 申請(qǐng)人:陳廣生