Однопролетная волоконно-оптическая линия связи Российский патент 2025 года по МПК H04B10/291 H01S3/94 

Описание патента на изобретение RU2841363C1

Изобретение относится к области телекоммуникационного оборудования, в частности к однопролетным волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС), имеющим в своем составе оптически-стабилизированные усилители с удаленной оптической накачкой.

Отличительная черта однопролетных оптических линий связи - отсутствие необходимости в подводе электропитания к промежуточным точкам линии. Такая конструкция позволяет существенно снизить стоимость строительства и эксплуатации линии в сложных внешних условиях. В частности, однопролетные линии связи широко используются для организации связи между островами, удаленными прибрежными городами, побережьем и нефтяными платформами на шельфе, а также для создания отводов от подводных магистральных линий связи. Упомянутые усилители с удаленной оптической накачкой используются для организации настраиваемого усиления мощности вне пунктов обслуживания в однопролетных оптических линиях связи существующих или проектируемых магистральных сетей.

Существующая на сегодняшний день стандартная практика оснащения однопролетных ВОЛС усилителями с удаленной оптической накачкой (Remote Optically Pumped Amplifier, ROPA) заключается в установке кассет с активным волокном, легированным ионами эрбия, и подведении к ним излучения накачки по дополнительным и/или сигнальному волокну (см., например, В.В. Гайнов, В.А. Конышев, А.В. Леонов и др. Сверхдлинные однопролетные линии связи с удаленной накачкой оптических усилителей. Журнал технической физики, 2015, том 85, вып. 4, с. 83-89).

К недостаткам аналога следует отнести низкое качество сигнала, обусловленное неравномерным спектром коэффициента усиления (КУ), отсутствием возможности стабилизации и настройки КУ сигнальных каналов при изменениях доставленной мощности накачки, интегральной мощности входного сигнала, температуры активного волокна. Это объясняется тем, что усилители ROPA расположены вне пунктов обслуживания, они работают в тяжелых климатических условиях, когда перепады температуры могут достигать десятков градусов, а вызванные ими изменения КУ достигают 10 dB.

Наиболее близким техническим решением - прототипом - является однопролетная волоконно-оптическая линия связи, включающая ограниченное передатчиком и приемником оптическое волокно, разделенное на участки встроенным оптически-стабилизированным волоконным усилителем, выполненным в виде кольцевого резонатора, содержащего пару спектрально-селективных разветвителей, первый вход первого из которых соединен с первым участком оптического волокна линии связи, первый выход второго соединен со вторым участком оптического волокна линии связи, между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей встроен отрезок эрбиевого волокна, а второй выход второго и второй вход первого спектрально-селективных разветвителей оптически соединены последовательно интегрированными изолятором и переменным аттенюатором, при этом в линию включен источник удаленной оптической накачки, размещенный на стороне приемника и снабженный собственным оптическим волокном удаленной оптической накачки с окончанием в виде спектрально-селективного сплиттера, а встречная оптическая накачка осуществляется через упомянутый спектрально-селективный сплиттер, подключенный к сигнальному волокну (Kitamura K. et al, All-optical feedback gain control of remote optically pumped amplifiers. IEICE Communications Express, Vol. 6, No.9, 519-524). Прототип позволяет стабилизировать КУ ROPA при изменении интегральной мощности входного сигнала.

Прототип имеет существенный недостаток - отсутствует мониторинг мощности в канале генерации: при изменении температуры активного волокна и/или доставленной мощности накачки КУ ROPA с оптической стабилизацией будет сохранять свое значение вплоть до пропадания генерации. Это затрудняет оценку запаса надежности в канале связи и может привести к внезапным отказам линии связи, поэтому в отсутствии мониторинга надежность обеспечивается за счет постоянного введения в ROPA максимальной мощности накачки (в прототипе - порядка 25 дБм), что негативно отражается как на энергозатратах, так и на эксплуатационном ресурсе средства накачки.

Таким образом, выявленная проблема - обеспечение мониторинга мощности в канале генерации.

Технический результат - снижение эксплуатационных расходов за счет снижения энергозатрат и увеличения эксплуатационного ресурса средства накачки.

Выявленная проблема решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в однопролетной волоконно-оптической линии связи, включающей ограниченное передатчиком и приемником оптическое волокно, разделенное на участки встроенным оптически-стабилизированным волоконным усилителем, выполненным в виде кольцевого резонатора, содержащего пару спектрально-селективных разветвителей, первый вход первого из которых соединен с первым участком оптического волокна линии связи, первый выход второго соединен со вторым участком оптического волокна линии связи, между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей встроен отрезок эрбиевого волокна, а второй выход второго и второй вход первого спектрально-селективных разветвителей оптически соединены последовательно интегрированными изолятором и переменным аттенюатором, при этом в линию включен источник удаленной оптической накачки, снабженный собственным оптическим волокном удаленной оптической накачки с окончанием в виде спектрально-селективного сплиттера и размещенный на стороне приемника, между первым выходом второго спектрально-селективного разветвителя и вторым участком оптического волокна линии связи установлен оптический фильтр выравнивания спектра коэффициента усиления, кольцевой резонатор на участке между вторым выходом второго спектрально-селективного разветвителя и изолятором и выход оптического фильтра выравнивания спектра коэффициента усиления снабжены оптически соединенными спектрально-селективными сплиттерами, отводящими часть оптического излучения кольцевого резонатора во второй участок оптического волокна линии связи в попутном направлении, спектрально-селективный сплиттер собственного оптического волокна удаленной оптической накачки источника удаленной оптической накачки встроен в кольцевой резонатор между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей, источник удаленной оптической накачки оснащен средством управления мощностью средства накачки с измерителем мощности генерации в кольцевом резонаторе, а на выходе второго участка перед приемником в линию связи введен спектрально-селективный сплиттер, отводящий упомянутую часть оптического излучения кольцевого резонатора на вход измерителя мощности генерации в кольцевом резонаторе; допускается встройка спектрально-селективного сплиттера собственного оптического волокна источника удаленной оптической накачки в кольцевой резонатор между выходом первого спектрально-селективного разветвителя и отрезком эрбиевого волокна или между отрезком эрбиевого волокна и входом второго спектрально-селективного разветвителя; кроме того, однопролетная волоконно-оптическая линия связи может быть снабжена размещенным со стороны передатчика и подключенным к средству управления мощностью средства накачки дополнительным источником удаленной накачки, снабженным собственным оптическим волокном удаленной оптической накачки с окончанием в виде спектрально-селективного сплиттера, встроенного в кольцевой резонатор между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей, при этом спектрально-селективный сплиттер собственного оптического волокна одного из источников удаленной оптической накачки встроен в кольцевой резонатор между выходом первого спектрально-селективного разветвителя и отрезком эрбиевого волокна, а спектрально-селективный сплиттер собственного оптического волокна другого источника удаленной оптической накачки встроен в кольцевой резонатор между отрезком эрбиевого волокна и входом второго спектрально-селективного разветвителя.

Изобретение иллюстрируется изображениями:

Фиг. 1 - принципиальная схема заявленной однопролетной волоконно-оптической линии связи в соответствии с п. 1 и п. 2 формулы изобретения;

Фиг. 2 - принципиальная схема заявленной однопролетной волоконно-оптической линии связи в соответствии с п. 1 и п. 3 формулы изобретения;

Фиг. 3 - принципиальная схема заявленной однопролетной волоконно-оптической линии связи в соответствии с п. 4 формулы изобретения.

Позиции на изображениях означают следующее:

1 - передатчик;

2 - приемник;

3 - оптическое волокно;

4 - первый участок оптического волокна;

5 - второй участок оптического волокна;

6 - встроенный оптически-стабилизированный волоконный усилитель;

7, 8 - спектрально-селективные разветвители;

9 - отрезок эрбиевого волокна;

10 - изолятор;

11 - переменный аттенюатор;

12 - источник удаленной оптической накачки;

13 - оптический фильтр выравнивания спектра коэффициента усиления;

14, 15 - спектрально-селективные сплиттеры;

16 - собственное оптическое волокно удаленной оптической накачки источника удаленной оптической накачки;

17 - спектрально-селективный сплиттер;

18 - средство управления мощностью средства накачки;

19 - измеритель мощности генерации в кольцевом резонаторе;

20 - спектрально-селективный сплиттер;

21 - дополнительный источник удаленной накачки;

22 - собственное оптическое волокно удаленной оптической накачки дополнительного источника удаленной накачки;

23 - спектрально-селективный сплиттер.

В соответствии с заявленным изобретением, однопролетная волоконно-оптическая линия связи включает ограниченное передатчиком 1 и приемником 2 оптическое волокно 3, разделенное на участки 4 и 5 встроенным оптически-стабилизированным волоконным усилителем 6, выполненным в виде кольцевого резонатора, содержащего пару спектрально-селективных разветвителей 7 и 8, первый вход первого из которых (7) соединен с первым участком (4) оптического волокна 3 линии связи, первый выход второго (8) соединен со вторым участком (5) оптического волокна 3 линии связи. Между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей соответственно 7 и 8 встроен отрезок эрбиевого волокна 9, а второй вход первого (7) и второй выход второго (8) спектрально-селективных разветвителей оптически соединены последовательно интегрированными изолятором 10 и переменным аттенюатором 11, при этом в линию со стороны приемника 2 включен источник удаленной оптической накачки 12. Между первым выходом второго спектрально-селективного разветвителя 8 и вторым участком 5 оптического волокна 3 линии связи установлен оптический фильтр 13 выравнивания спектра коэффициента усиления. Кольцевой резонатор на участке между вторым входом первого спектрально-селективного разветвителя 7 и изолятором 10 и на выходе оптического фильтра 13 выравнивания спектра коэффициента усиления снабжен оптически соединенными спектрально-селективными сплиттерами соответственно 14 и 15, отводящими часть оптического излучения кольцевого резонатора во второй участок 5 оптического волокна 3 линии связи в попутном направлении. Источник удаленной оптической накачки 12 размещен со стороны приемника 2 и снабжен собственным оптическим волокном 16 удаленной оптической накачки с окончанием в виде спектрально-селективного сплиттера 17, встроенного в кольцевой резонатор между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей соответственно 7 и 8, и средством управления мощностью средства накачки 18 с измерителем мощности генерации в кольцевом резонаторе 19. На выходе второго участка 5 перед приемником 2 в оптическое волокно 3 линии связи введен спектрально-селективный сплиттер 20, отводящий упомянутую часть оптического излучения кольцевого резонатора на вход измерителя мощности генерации в кольцевом резонаторе 19. Допускается встройка спектрально-селективного сплиттера 17 собственного оптического волокна 16 источника удаленной оптической накачки 12 в кольцевой резонатор между выходом первого спектрально-селективного разветвителя 7 и отрезком эрбиевого волокна 9 (Фиг. 1) или между отрезком эрбиевого волокна 9 и входом второго спектрально-селективного разветвителя 8 (Фиг. 2). Кроме того, заявленная однопролетная волоконно-оптическая линия связи может быть снабжена, как это указано в п. 4 формулы изобретения, размещенным со стороны приемника 2 и подключенным к средству управления мощностью средства накачки 18 с измерителем мощности генерации в кольцевом резонаторе 19 дополнительным источником удаленной накачки 21, снабженным собственным оптическим волокном 22 удаленной оптической накачки с окончанием в виде спектрально-селективного сплиттера 23, встроенного в кольцевой резонатор между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей соответственно 7 и 8. При этом, спектрально-селективный сплиттер (17 или 23) собственного оптического волокна (соответственно 16 или 22) одного из источников удаленной оптической накачки (соответственно 12 или 21) встроен в кольцевой резонатор между выходом первого спектрально-селективного разветвителя 7 и отрезком эрбиевого волокна 9, а спектрально-селективный сплиттер (соответственно 23 или 17) собственного оптического волокна (соответственно 22 или 16) другого источника удаленной оптической накачки (соответственно 21 или 12) встроен в кольцевой резонатор между отрезком эрбиевого волокна 9 и входом второго спектрально-селективного разветвителя 8 (Фиг. 3). В приведенном на Фиг. 1 исполнении (п. 2 формулы изобретения) накачка подводится к эрбиевому волокну 9 сонаправленно с распространением сигнала в нем. В приведенном на Фиг. 2 исполнении (п. 3 формулы изобретения) накачка подводится против направления распространения сигнала в эрбиевом волокне 9. В приведенном на Фиг. 4 исполнении (п. 4 формулы изобретения) накачка подводится по двум отдельным волокнам соответственно сонаправленно и против направления распространения сигнала в активном волокне, в результате чего достигается более равномерная инверсия населенности по длине активного волокна, при этом средство управления мощностью средства накачки 18 настраивает сразу оба источника удаленной оптической накачки 12 и 21.

Заявленное изобретение основано на формировании в однопролетной волоконно-оптической линии связи системы полностью оптической стабилизации коэффициента усиления волоконного усилителя с удаленной оптической накачкой с контролем мощности в канале генерации. Для реализации оптической стабилизации коэффициента усиления активное эрбиевое волокно усилителя помещается в спектрально-селективный кольцевой резонатор лазера, генерирующего на нерабочей длине волны. Принцип действия системы основан на том, что коэффициент усиления в лазерном резонаторе в режиме генерации в точности равен потерям в резонаторе. При мощности накачки активного волокна, обеспечивающей превышение порогового коэффициента усиления, запускается генерация на длине волны вне рабочего диапазона сигнальных каналов. В результате КУ на частоте генерации лазера стабилизируется на пороговом значении, определяемом потерями в резонаторе. Уменьшение общей мощности входящего оптического сигнала автоматически компенсируется увеличением лазерной мощности и наоборот. Для достижения равномерности спектра КУ на выходе из оптически-стабилизированного волоконного усилителя 6 устанавливается фильтр 13, выравнивающий спектр коэффициентов усиления (Gain flattering filter, GFF). Часть излучения из канала генерации выделяется с помощью сплиттера 14, доставляется к измерителю мощности генерации в кольцевом резонаторе 19 в конце линии, где измеряется и средством управления мощностью средства накачки 18 подстраивается мощность источника удаленной оптической накачки 12. Таким образом, информация об уровне мощности в канале генерации позволяет подстраивать мощность источника удаленной оптической накачки и поддерживать систему оптической стабилизации в рабочем состоянии.

Заявленная однопролетная волоконно-оптическая линия связи работает следующим образом. Оптический сигнал формируется в передатчике 1 и передается в линию по оптическому волокну 3. В начале линии стоит усилитель (бустер - на Фиг. 1, 2 и 3 изображен треугольником в составе передатчика), устанавливающий заданный уровень мощности сигнала на входе в первый участок оптического волокна 4. Уровень мощности сигнальных каналов на выходе из усилителя (бустера) рассчитывается для каждой линии индивидуально в зависимости от длины участков оптического волокна и конфигурации усилителей. Далее встроен оптически-стабилизированный волоконный усилитель с удаленной оптической накачкой 6, содержащий активное волокно 9, легированное ионами эрбия. Излучение удаленной оптической накачки подводится к активному волокну по собственному оптическому волокну 16, с окончанием в виде спектрально-селективного сплиттера 17. Луч накачки передает свою энергию ионам эрбия, переводя их внешние (оптические) электроны в возбужденные состояния, создается инверсная заселенность энергетических уровней эрбия. При поступлении в систему фотона полезного (усиливаемого) сигнала, он, взаимодействуя с возбужденным атомом эрбия, вынуждает его излучить запасенную энергию в виде дополнительного кванта излучения, свойства которого идентичны свойствам изначального кванта полезного сигнала. Таким образом, на каждый влетевший фотон полезного сигнала на выходе образуется дополнительный когерентный фотон с такой же энергией, фазой, поляризацией и направлением распространения - в этом и заключается процесс увеличения интенсивности (усиления) входного сигнала. Поскольку усилители ROPA расположены вне пунктов обслуживания, они работают в тяжелых климатических условиях, когда перепады температуры могут достигать многих десятков градусов, а вызванные ими изменения коэффициента усиления достигают 10 дБ. При этом стабилизация ROPA затруднена в силу их удаленности от блоков питания и управления, расположенных в пунктах обслуживания. Помимо этого, изменение числа работающих каналов передатчика приводит к значительным изменениям мощности каналов, усиленных ROPA, что может привести к их некорректному приему. Предлагаемая система оптической стабилизации обеспечивает постоянство коэффициентов усиления ROPA в условиях изменяющегося числа работающих каналов передатчика, температуры окружающей среды, мощности накачки. Эта система реализуется следующим образом. Оптически-стабилизированный волоконный усилитель выполняют в виде кольцевого резонатора, содержащего пару спектрально-селективных разветвителей 7 и 8, первый вход первого (7) из которых соединен с первым участком 4 оптического волокна 3 линии связи, первый выход второго (8) соединен со вторым участком 5 оптического волокна 3 линии связи, между выходом первого (7) и входом второго (8) спектрально-селективных разветвителей встроен отрезок эрбиевого волокна 9, а второй выход второго (8) и второй вход первого (7) спектрально-селективных разветвителей оптически соединены последовательно интегрированными изолятором 10 и переменным аттенюатором 11. При мощности накачки активного волокна, обеспечивающей превышение порогового коэффициента усиления, запускается генерация на длине волны вне рабочего диапазона сигнальных каналов. Принцип действия системы основан на том, что коэффициент усиления в лазерном резонаторе в режиме генерации в точности равен потерям в резонаторе. При мощности накачки активного волокна, обеспечивающей превышение порогового коэффициента усиления, запускается генерация на длине волны вне рабочего диапазона сигнальных каналов. В результате КУ на частоте генерации лазера стабилизируется на пороговом значении, определяемом потерями в резонаторе. Уменьшение общей мощности входящего оптического сигнала автоматически компенсируется увеличением лазерной мощности и наоборот. Это позволяет установить КУ с помощью переменного аттенюатора при настройке оборудования. В процессе эксплуатации настроенное значение КУ не изменяется. При изменении температуры активного волокна и/или доставленной мощности накачки КУ ROPA с оптической стабилизацией будет сохранять свое значение вплоть до пропадания генерации. Качество сигнала на приеме при изменении внешних условий будет долгое время оставаться неизменным, и, после пропадания генерации, - резко изменяться. Это затрудняет оценку запаса надежности в канале связи и может привести к внезапным отказам линии связи. Для контроля запаса надежности системы оптической стабилизации и своевременной подстройки мощности источника удаленной оптической накачки для обеспечения необходимой мощности в канале генерации, волоконно-оптическая линия связи снабжается средством управления мощностью средства накачки 18 с измерителем мощности генерации в кольцевом резонаторе 19. Часть излучения генерации выводится из резонатора с помощью спектрально-селективного сплиттера 14 и с помощью спектрально-селективного сплиттера 15 передается во второй участок 5 оптического волокна 3 в сторону приемника 2. Пройдя в конец второго участка 5 оптического волокна 3, упомянутая часть излучения генерации выводится через спектрально-селективный сплиттер 20 на измеритель мощности генерации в кольцевом резонаторе 19, который связан со средством управления 18 мощностью средства накачки (источника удаленной оптической накачки) 12. Средство управления 18 обеспечивает постоянный запас мощности генерации относительно порога генерации. В конце оптически-стабилизированного волоконного усилителя 6 установлен оптический фильтр выравнивания спектра коэффициента усиления 13, устраняющий неравномерность спектра КУ, которая может привести к возникновению ошибок на принимающей стороне вследствие недостаточной или завышенной мощности каналов. Как отмечалось выше, при недостаточной мощности каналов прием сигнала ограничен деградацией оптического отношения сигнал-шум (OSNR) на последующих усилителях, при слишком высокой мощности каналов возникают нелинейные искажения. Далее усиленный и выровненный спектр сигналов распространяется по второму участку 5 к усилителю (предусилителю) приемника 2. Предусилитель приемника 2 обеспечивает уровень мощности сигнальных каналов в диапазоне работы приемника.

Обоснованность заявленного технического решения полностью подтвердилась в ходе проведения многочисленных натурных испытаний. Натурные испытания проводились на стенде, собранном согласно Фиг. 1 на основе DWDM-платформы «Волга» производства компании Т8. В качестве первого и второго участков оптического волокна использовалось по 50 км волокна SMF-28. Накачка активного волокна ROPA осуществляется лазером с длиной волны 1480 нм. Лазер, стабилизирующий коэффициент усиления EDFA, работал на длине волны 1561.42 нм (канал 20). Кольцевой резонатор, создающий селективную обратную связь (ОС), образован парой мультиплексоров ввода/вывода (Optical Add-Drop Multiplexer, OADM) производства T8, соединенных пассивным участком и активным участком, содержащим EDF. Пассивный участок кольцевого резонатора содержит оптоволоконный изолятор AC Photonics (АСР), пропускающий излучение в сторону первого OADM, и аттенюатор EXFO LTB8 для варьирования потерь в резонаторе. Сигналы каналов визуализировались с помощью анализатора оптического спектра (Optical Spectrum Analyzer, OSA) Anritsu MS9740A при его подключении после катушки оптоволокна (входной сигнал) и между активным волокном и вторым OADM (спектр усиленного сигнала и канала генерации). При проведении температурных исследований кассета с активным волокном помещалась в промышленную климатическую камеру тепло-холод-влажность Espec SH-662. Генерация в резонаторе возникает при условии превышения мощности средства накачки порогового значения (в данном эксперименте 21,5 дБм). При эксплуатации ВОЛС собственное волокно средства накачки может подвергаться воздействию, в результате которого доставляемая мощность накачки в ROPA может стать ниже порогового значения, и генерация пропадет. Средство мониторинга мощности в канале генерации позволяет оперативно подстраивать мощность средства накачки для поддержания мощности в канале генерации в заданном диапазоне. Границы диапазона подстройки мощности средства накачки устанавливаются от +1 до +3 дБ от порога генерации (от 22,5 до 24,5 дБм в данном эксперименте), что обеспечивает одновременно корректную работу оптической системы стабилизации КУ и экономию расхода энергии и ресурса средства накачки. В результате достигается технический результат - снижение эксплуатационных расходов за счет снижения энергозатрат и увеличения эксплуатационного ресурса средства накачки. В отсутствии мониторинга (характерно для прототипа) максимальный запас надежности может быть достигнут за счет введения в ROPA максимальной мощности средства накачки (порядка 32 дБм). При таком подходе энергозатраты постоянно находятся на максимуме, а ресурс средства накачки расходуется не рационально и средство накачки быстро выходит из строя.

Значимые результаты испытаний представлены ниже:

- коэффициент усиления ROPA изменяется на величину не более 0,17 дБ при вариации мощности лазера накачки в диапазоне от 21,5 дБм до 29 дБм (данные для сравнения в прототипе отсутствуют);

- коэффициент усиления ROPA изменяется на величину не более 0,1 dB при модуляции мощности входного сигнала от 2 дБм до 10 дБм (не хуже аналогичного показателя прототипа - 0,2 дБ при модуляции мощности входного сигнала 7 дБ);

- коэффициент усиления ROPA изменяется на величину не более 0,24 дБ при изменении температуры окружающей среды в диапазоне от -40°С до +50°С (данные для сравнения в прототипе отсутствуют).

При этом, оценочно, эксплуатационные энергозатраты средства накачки снижены как минимум вдвое, а ресурс увеличен до 30%.

Изложенное позволяет сделать вывод о том, что выявленная проблема - обеспечение мониторинга мощности в канале генерации - решена, а заявленный технический результат - снижение эксплуатационных расходов за счет снижения энергозатрат и увеличения эксплуатационного ресурса средства накачки - достигнут.

Похожие патенты RU2841363C1

название год авторы номер документа
Компактный одночастотный линейно-поляризованный волоконный источник излучения (варианты) 2023
  • Бабин Сергей Алексеевич
  • Вольф Алексей Анатольевич
  • Достовалов Александр Владимирович
  • Немов Илья Николаевич
  • Скворцов Михаил Игоревич
  • Чурин Алексей Евгеньевич
RU2816557C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ОПТИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ И СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА ИЗЛУЧЕНИЯ ВОЛОКОННОГО ЛАЗЕРА УЛЬТРАКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ 2015
  • Мясников Даниил Владимирович
  • Бычков Илья Николаевич
RU2605639C1
СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ПИКОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ И ЛАЗЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2024
  • Бычков Илья Николаевич
RU2834265C1
Многофункциональный волоконный лазерный источник шумоподобных импульсов 2021
  • Волков Игорь Александрович
  • Ушаков Сергей Николаевич
  • Нищев Константин Николаевич
  • Власов Михаил Юрьевич
RU2773109C1
Способ управления количеством связанных солитонов в фемтосекундном волоконном лазере 2020
  • Орехов Илья Олегович
  • Дворецкий Дмитрий Алексеевич
  • Сазонкин Станислав Григорьевич
RU2764384C1
РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 2011
  • Беловолов Михаил Иванович
  • Дианов Евгений Михайлович
  • Заренбин Алексей Владимирович
  • Туртаев Сергей Николаевич
RU2485454C2
Источник генерации разностной частоты на основе нестационарных солитонов в волоконном лазере с пассивной синхронизацией мод 2023
  • Власов Михаил Юрьевич
  • Волков Игорь Александрович
  • Нищев Константин Николаевич
  • Спирин Александр Валентинович
  • Судьин Александр Владимирович
  • Усламина Мария Анатольевна
  • Ушаков Сергей Николаевич
  • Юдин Никита Андреевич
RU2816863C1
Устройство для перестройки длины волны генерации волоконного лазера 2019
  • Бабин Сергей Алексеевич
  • Вольф Алексей Анатольевич
  • Достовалов Александр Владимирович
  • Скворцов Михаил Игоревич
  • Распопин Кирилл Сергеевич
RU2730879C1
Дистанционный оптический абсорбционный лазерный газоанализатор с длиной волны излучения в области 1,6 мкм (2 варианта), способ его осуществления и оптоволоконный рамановский усилитель для дистанционного оптического абсорбционного лазерного газоанализатора с длиной волны излучения в области 1,6 мкм 2018
  • Ермаков Александр Арнольдович
  • Минеев Александр Петрович
  • Стельмах Олег Митрофанович
  • Понуровский Яков Яковлевич
RU2694461C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОТЯЖЕННОГО ОБЪЕКТА 2013
  • Греков Михаил Владимирович
  • Гречанов Александр Владимирович
  • Наумов Александр Николаевич
  • Солодянкин Максим Алексеевич
RU2550768C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 841 363 C1

Реферат патента 2025 года Однопролетная волоконно-оптическая линия связи

Изобретение относится к области телекоммуникационного оборудования, в частности к однопролетным волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС). Техническим результатом является снижение энергозатрат и увеличение эксплуатационного ресурса средства накачки. Упомянутый технический результат достигается тем, что однопролетная ВОЛС включает ограниченное передатчиком 1 и приемником 2 оптическое волокно 3 (ОВ), разделенное на участки 4 и 5 встроенным оптически-стабилизированным волоконным усилителем 6, выполненным в виде кольцевого резонатора, содержащего пару спектрально-селективных разветвителей 7 и 8, первый вход первого из которых (7) соединен с первым участком (4) ОВ 3 линии связи, первый выход второго (8) соединен со вторым участком (5) ОВ 3 линии связи, между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей соответственно 7 и 8 встроен отрезок эрбиевого волокна 9, а второй вход первого (7) и второй выход второго (8) спектрально-селективных разветвителей оптически соединены последовательно интегрированными изолятором 10 и переменным аттенюатором 11, при этом в линию со стороны приемника 2 включен источник удаленной оптической накачки 12, между первым выходом второго спектрально-селективного разветвителя 8 и вторым участком 5 ОВ 3 линии связи установлен оптический фильтр 13 выравнивания спектра коэффициента усиления, кольцевой резонатор на участке между вторым входом первого спектрально-селективного разветвителя 7 и изолятором 10 и на выходе оптического фильтра 13 выравнивания спектра коэффициента усиления снабжен оптически соединенными спектрально-селективными сплиттерами соответственно 14 и 15, отводящими часть оптического излучения кольцевого резонатора во второй участок 5 ОВ 3 линии связи в попутном направлении, источник удаленной оптической накачки 12 снабжен собственным ОВ 16 удаленной оптической накачки с окончанием в виде спектрально-селективного сплиттера 17, встроенного в кольцевой резонатор между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей соответственно 7 и 8, и средством управления мощностью средства накачки 18 с измерителем мощности генерации в кольцевом резонаторе 19, на выходе второго участка 5 перед приемником 2 в ОВ 3 линии связи введен спектрально-селективный сплиттер 20, отводящий упомянутую часть оптического излучения кольцевого резонатора на вход измерителя мощности генерации в кольцевом резонаторе 19. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 841 363 C1

1. Однопролетная волоконно-оптическая линия связи, включающая ограниченное передатчиком и приемником оптическое волокно, разделенное на участки встроенным оптически-стабилизированным волоконным усилителем, выполненным в виде кольцевого резонатора, содержащего пару спектрально-селективных разветвителей, первый вход первого из которых соединен с первым участком оптического волокна линии связи, первый выход второго соединен со вторым участком оптического волокна линии связи, между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей встроен отрезок эрбиевого волокна, а второй выход второго и второй вход первого спектрально-селективных разветвителей оптически соединены последовательно интегрированными изолятором и переменным аттенюатором, при этом в линию включен источник удаленной оптической накачки, снабженный собственным оптическим волокном удаленной оптической накачки с окончанием в виде спектрально-селективного сплиттера и размещенный на стороне приемника, отличающаяся тем, что между первым выходом второго спектрально-селективного разветвителя и вторым участком оптического волокна линии связи установлен оптический фильтр выравнивания спектра коэффициента усиления, кольцевой резонатор на участке между вторым выходом второго спектрально-селективного разветвителя и изолятором и выход оптического фильтра выравнивания спектра коэффициента усиления снабжены оптически соединенными спектрально-селективными сплиттерами, отводящими часть оптического излучения кольцевого резонатора во второй участок оптического волокна линии связи в попутном направлении, спектрально-селективный сплиттер собственного оптического волокна удаленной оптической накачки источника удаленной оптической накачки встроен в кольцевой резонатор между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей, источник удаленной оптической накачки оснащен средством управления мощностью средства накачки с измерителем мощности генерации в кольцевом резонаторе, а на выходе второго участка перед приемником в линию связи введен спектрально-селективный сплиттер, отводящий упомянутую часть оптического излучения кольцевого резонатора на вход измерителя мощности генерации в кольцевом резонаторе.

2. Однопролетная волоконно-оптическая линия связи по п. 1, отличающаяся тем, что спектрально-селективный сплиттер собственного оптического волокна источника удаленной оптической накачки встроен в кольцевой резонатор между выходом первого спектрально-селективного разветвителя и отрезком эрбиевого волокна.

3. Однопролетная волоконно-оптическая линия связи по п. 1, отличающаяся тем, что спектрально-селективный сплиттер собственного оптического волокна источника удаленной оптической накачки встроен в кольцевой резонатор между отрезком эрбиевого волокна и входом второго спектрально-селективного разветвителя.

4. Однопролетная волоконно-оптическая линия связи по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена размещенным со стороны приемника и подключенным к средству управления мощностью средства накачки дополнительным источником удаленной накачки, снабженным собственным оптическим волокном удаленной оптической накачки с окончанием в виде спектрально-селективного сплиттера, встроенного в кольцевой резонатор между выходом первого и входом второго спектрально-селективных разветвителей, при этом спектрально-селективный сплиттер собственного оптического волокна одного из источников удаленной оптической накачки встроен в кольцевой резонатор между выходом первого спектрально-селективного разветвителя и отрезком эрбиевого волокна, а спектрально-селективный сплиттер собственного оптического волокна другого источника удаленной оптической накачки встроен в кольцевой резонатор между отрезком эрбиевого волокна и входом второго спектрально-селективного разветвителя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2841363C1

Kitamura K
et al
All-optical feedback gain control of remote optically pumped amplifiers
IEICE Communications Express, v
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1
Разборный с внутренней печью кипятильник 1922
  • Петухов Г.Г.
SU9A1
Gainov V.V
et al
Способ обмыливания жиров и жирных масел 1911
  • Петров Г.С.
SU500A1

RU 2 841 363 C1

Авторы

Воробьева Екатерина Денисовна

Игуменов Александр Юрьевич

Лукиных Сергей Николаевич

Наний Олег Евгеньевич

Трещиков Владимир Николаевич

Даты

2025-06-06Публикация

2024-12-04Подача