[发明专利]带宽加倍的紧凑波分复用光传输系统

说明书

本发明涉及光学传输系统，其具体地涉及宽带多信道波分复用(WDM)系统。

紧凑波分复用(DWDM)被用于在光纤传输系统以通过一单根的光学传输纤维携载数据和声音信号。市场上销售的DWDM系统通常使用常规的掺铒光纤放大器(EDFA)作为中继器以对由于光纤中的衰减而遭受损失的信号进行放大。EDFA通常在一中心位于1545nm左右的光信号带中(这里称为1545带，其从约1528nm至约1562nm，即为一34nm通带)进行放大。结果，多条信道必须在该通带内被狭窄地间隔开以使可容纳最大数目的复用信号。结果，实际的WDM系统可携载具有50GHZ信道间隔的80条信道，以使假定各信道以2.5Gbit/s运行时总的系统容量相当于200Gbit/s(或对于各信道以10Gbit/s运行时相当于800Gbit/s)。

如果期望更多的信道被容纳在该带宽中，信道间隔可被减小到小于50GHZ(0.4nm)。然而，当信道间隔低于50GHZ时，例如四光子混频的非线性效应开始具有高增益，导致系统性能劣化。

图1说明了具有n条信道的容量和由EDFA提供的1528和1562nm之间的一带宽的一典型的DWDM系统。该系统包括n个激光源1A-1N，向n个高速调制器3A-3N馈送。调制这些激光信号的信号是数据和/或数字化声音。通常，这些调制器或者是集成电吸收型或者是外部的。共同地，这些激光源和调制器形成-n-信道转发器。

由该转发器提供的在1528和1562nm之间(1545nm带)伸展的光信号通过一紧凑波分复用器5被多路复用，且该被多路复用的光信号被提供给一光纤7A。

由于该光纤和/或其连接装置和/或多路复用器5引入损失，掺铒光纤放大器(EDFA)9A-9K被用于助推在由该光纤携载的已被衰减至一预定功率级，通常至每信道-20dbm的位置处的该些光信号。在该信号通过放大器9A被助推后，继续其在光纤7B中的传输，且放大和传输被重复直至最终部分7(k+1)。这些EDFA的通带的曲线被示出在图2中。

在传输路径的最后，信号被馈送给一解复用器11的输入端，该解复用器11将组成该多路复用的信号的被不同的波长调制的信号(信道)分开进入不同的接收器13A-13N。该系统有时还可包括其它的特征例如分插(add/drop)能力，具有典型的EDFA之间50至100km的间隔。

为了增加信道数，即增大该传输光纤的容量，通过该EDFA带宽(1545nm带)受限的该系统带宽必须被扩展。我发明的且在1998年2月20日递交的美国专利申请[档案号582P03US]中描述的双带宽光纤放大器(DBFA)可提供两倍的由常规EDFA提供的带宽的一带宽。然而，为了将DWDM传输系统从常规的EDFA带宽升级到DBFA带宽，需要花费昂贵的成本来放弃现有的EDFA而替换以DBFA。

根据本发明的一实施例，不必替换现有的EDFA，使用相同的光纤以携载1545nm带和更长的波长1585nm带两者中的DWDM光信号。使用一新的1585nm带放大器以将实际的DWDM带宽自1545nm进行扩展以包括1545nm和1585nm带。

在此被称为分插滤波器的一新的光耦合器被使用以将被多路复用的信号耦合至光纤或将被多路复用的信号自该光纤去耦，以使该新的放大器可放大1585nm中的信号同时现有的EDFA可放大1545nm带中的光信号。

1585nm带中被调制的光信号形成一第二信道群，它们通过与1545nm带中相同的光纤被传送。可由该系统携载的总信道数因此可基本上被加倍，例如到约160而不必减小信道间隔而小于50GHZ或替换现有的EDFA。这样扩展的成本被显著地降低。

根据本发明的一实施例，一种传送宽带波分复用信号的方法包括在具有不同的带宽的放大器中分开地放大在具有所述不同的分离的带宽的组合的信号中的波分复用的信号，并经相同的光纤传送所有被放大的不同的分离带宽的光信号。

一种使用现有的波分复用传输系统传送宽带波分复用信号的方法，其中该现有系统包括一多路复用器，用于将第一多个输入光信号多路复用成一较低带宽信号，将第一多路复用的光信号提供给一光纤传输线的第一部分，该光纤传输线包括若干较低带宽光放大器并用于将第一多路复用的光信号提供给一解复用器的输入端。