本公開涉及光通信，特別涉及一種光放大器和通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在光通信領(lǐng)域中，在光信號傳輸過程中，通常需要使用光放大器對光信號的增益進(jìn)行放大。例如，光放大器為摻鉺光纖放大器(erbium?doped?fiber?amplifier，edfa)。光放大器包括泵浦激光器、增益光纖、波分復(fù)用器和隔離器等。泵浦激光器是光放大器中提供能量的組件，增益光纖為能量轉(zhuǎn)換的介質(zhì)，能夠?qū)⒈闷旨す馄鬏敵龅谋闷止獾墓β兽D(zhuǎn)化為待放大光信號的功率。隔離器的作用是抑制光放大器中反向放大自發(fā)輻射(amplifiedspontaneous?emission，ase)光通過，使得光放大器的光單向傳輸，能夠降低光放大器的噪聲系數(shù)。

2、為了提升增益飽和出光功率，通常采用兩級或者兩級以上光放大器進(jìn)行放大，那么需要采用多個(gè)光放大器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開提供了一種光放大器和通信系統(tǒng)，能夠節(jié)約放大器的數(shù)目。

2、第一方面，本公開提供了一種光放大器，該放大器用于放大n路光信號，n大于或等于1，光放大器包括合波組件、第一光纖陣列、第二光纖陣列和第一增益光纖。合波組件位于第一光纖陣列與第二光纖陣列之間的光路上，第一光纖陣列與第一增益光纖的一端連接，第二光纖陣列與第一增益光纖的另一端連接，第一光纖陣列用于，接收n路光信號中第i路光信號的第j級光信號，向第二光纖陣列輸入第j級光信號，第j級光信號為第i路光信號未放大的光信號或者經(jīng)過放大后的光信號，j大于或等于1，且小于或等于n，n為第i路光信號的第一放大級數(shù)，i小于或等于n，合波組件用于，接收第j級泵浦光信號，通過第一光纖陣列和/或第二光纖陣列向第一增益光纖輸入第j級泵浦光信號，第j級泵浦光信號用于為第j級光信號提供泵浦激勵，第二光纖陣列用于，向第一增益光纖輸入第j級光信號，以使第一增益光纖向第一光纖陣列輸入第j+1級光信號，第j+1級光信號為第j級光信號放大后的光信號，第一光纖陣列還用于，向第二光纖陣列輸入第j+1級光信號，第二光纖陣列還用于，輸出第j+1級光信號。

3、本公開所示的方案中，該光放大器用于放大n路光信號，第一光纖陣列用于輸入光信號，第二光纖陣列用于輸出光信號，第一增益光纖用于放大光信號，n路光信號在光放大器中被多級放大時(shí)，從第二光纖陣列輸出放大后的光信號，返回第一增益光纖進(jìn)行再次放大，能夠復(fù)用光放大器中的無源光器件，這樣，在實(shí)現(xiàn)一路或者多路光信號的多級放大時(shí)，無需使用多個(gè)光放大器。尤其針對多路光信號進(jìn)行放大時(shí)，無需設(shè)置多個(gè)光放大器，不僅能夠減少多級放大器的體積，而且能降低光放大的成本。

4、在一種可選的方式中，在j等于1時(shí)，第j級光信號來自于第一光纖陣列連接的外部輸入光纖，在j大于1時(shí)，第j級光信號來自于第一增益光纖；第二光纖陣列還用于，在j小于n時(shí)，向第一增益光纖輸入第j+1級光信號，以執(zhí)行第一放大處理，在j等于n時(shí)，輸出第j+1級光信號。這樣，能夠使用第一增益光纖循環(huán)對光信號進(jìn)行放大處理。

5、在一種可選的方式中，光放大器還包括第i路光信號的第二增益光纖和傳輸光纖，第二增益光纖的兩端與第二光纖陣列連接，傳輸光纖的兩端與第一光纖陣列連接；合波組件還用于，接收第m級泵浦光信號，向第二光纖陣列輸入第m級泵浦光信號，第m級泵浦光信號用于為第m級光信號提供泵浦激勵，m大于或等于1，且小于或等于d，d為第i路光信號的第二放大級數(shù)，第m級光信號來自于第一光纖陣列；第二光纖陣列還用于，向第二增益光纖輸入第m級泵浦光信號和第m級光信號，接收來自第二增益光纖第m+1級光信號，向合波組件輸入第m+1級光信號，第m+1級光信號為第m級光信號放大后的光信號；合波組件還用于，向第一光纖陣列輸入第m+1級光信號；第一光纖陣列還用于，向傳輸光纖輸入第m+1級光信號，接收來自傳輸光纖第m+1級光信號，向第二光纖陣列輸入第m+1級光信號；第二光纖陣列還用于，在m小于d時(shí)，向第一增益光纖或者第二增益光纖輸入第m+1級光信號，以執(zhí)行第一放大處理或者第二放大處理，在m等于d時(shí)，輸出第m+1級光信號。

6、本公開所示的方案中，光放大器還包括第二增益光纖，第二增益光纖的兩端連接在第二光纖陣列，實(shí)現(xiàn)反向泵浦對光信號進(jìn)行放大，而且在通過反向泵浦實(shí)現(xiàn)多級放大時(shí)，從第二光纖陣列輸出放大后的光信號，返回第二增益光纖進(jìn)行再次放大，能夠復(fù)用光放大器中的無源光器件，這樣，在實(shí)現(xiàn)一路或者多路光信號的多級第二放大時(shí)，無需使用多個(gè)光放大器。而且正向泵浦和反向泵浦同時(shí)存在，能夠避免一種泵浦方式進(jìn)行放大時(shí)無法達(dá)到要求功率的情況。

7、在一種可選的方式中，在m等于1，j等于n時(shí)，第m級光信號為第j+1級光信號；第二光纖陣列還用于，在m小于d時(shí)，向第二增益光纖輸入第m+1級光信號，以執(zhí)行第二放大處理。這樣，在經(jīng)過第一放大后的光信號繼續(xù)經(jīng)過第二放大處理，以通過反向泵浦對第一放大后的光信號繼續(xù)進(jìn)行放大。

8、在一種可選的方式中，第一光纖陣列包括第i路光信號的各級第一輸入端和各級第一輸出端，第二光纖陣列包括第i路光信號的各級第二輸入端、各級第二輸出端和第d+1級輸出端，傳輸光纖包括第i路光信號對應(yīng)的各級傳輸子光纖，第二增益光纖包括第i路光信號對應(yīng)的各級第二增益子光纖，合波組件包括第i路光信號對應(yīng)的各級第一合波模塊；第m級傳輸子光纖的一端與第m級第一輸入端連接，另一端與第m級第一輸出端連接；第m級第二增益子光纖的一端與第m級第二輸入端連接，另一端與第m級第二輸出端連接；第m級第一合波模塊位于第m級第一輸出端與第m級第二輸入端之間的光路上；第d+1級輸出端位于第d級第一輸入端的出射光路上。

9、在一種可選的方式中，第m級第一合波模塊用于，接收第m級泵浦光信號，向第m級第二輸入端輸入第m級泵浦光信號；第m級第二輸入端用于，向第m級第二增益子光纖輸入第m級泵浦光信號；第m級第二輸出端用于，向第m級第二增益子光纖輸入第m級光信號；第m級第二輸入端還用于，接收來自第m級第二增益子光纖第m+1級光信號，向第m級第一合波模塊輸入第m+1級光信號；第m級第一合波模塊還用于，向第m級第一輸出端輸入第m+1級光信號；第m級第一輸出端用于，向第m級傳輸子光纖輸入第m+1級光信號；第m級第一輸入端用于，接收來自第m級傳輸子光纖第m+1級光信號，在m小于d時(shí)，向第m+1級第二輸出端輸入第m+1級光信號，在m等于d時(shí)，向第d+1級輸出端輸入第m+1級光信號；第m+1級第二輸出端用于，向第m+1級第二增益子光纖輸入第m+1級光信號，以執(zhí)行第二放大處理；第d+1級輸出端用于，輸出第m+1級光信號。

10、本公開所示的方案中，在正向泵浦對光信號進(jìn)行放大后，通過反向泵浦再次對光信號繼續(xù)進(jìn)行放大，能夠彌補(bǔ)正向泵浦放大時(shí)光信號無法被放大到要求功率的缺陷。

11、在一種可選的方式中，在使用第一增益光纖進(jìn)行放大時(shí)，第一光纖陣列包括第i路光信號的各級輸入端，第二光纖陣列包括第i路光信號的各級輸出端，第一增益光纖包括第i路光信號對應(yīng)的各級第一增益子光纖，合波組件包括第i路光信號對應(yīng)的各級第二合波模塊；第j級第二合波模塊位于第j級輸入端與第j級輸出端之間的光路上，第j+1級輸入端與第j級第一增益子光纖的一端連接，第j級輸出端與第j級第一增益子光纖的另一端連接，第n+1級輸出端位于第n+1級輸入端的出射光路上；或者，第1級輸出端位于第1級輸入端的出射光路上，第j級第二合波模塊位于第j+1級輸入端與第j+1級輸出端之間的光路上，第j+1級輸入端與第j級第一增益子光纖的一端連接，第j級輸出端與第j級第一增益子光纖的另一端連接，第n+1級輸出端位于第n級第二合波模塊的出射光路上。

12、在一種可選的方式中，第j級輸入端用于，向第j級第二合波模塊輸入第j級光信號；第j級第二合波模塊用于，接收第j級光信號和第j級泵浦光信號，將第j級光信號和第j級泵浦光信號合并為合并信號，向第j級輸出端輸入合并信號；第j級輸出端用于，向第j級第一增益子光纖輸入合并信號；第j+1級輸入端用于，接收來自第j級第一增益子光纖第j+1級光信號，在j小于n時(shí)，向第j+1級第二合波模塊輸入第j+1級光信號，以執(zhí)行第一放大處理，在j等于n時(shí)，向第n+1輸出端輸入第j+1級光信號；第n+1輸出端用于，輸出第j+1級光信號。

13、本公開所示的方案中，在正向泵浦時(shí)，待放大光信號與泵浦光信號經(jīng)過第二合波模塊后，合為合并信號，合并信號在第一增益光纖中傳輸，待放大光信號被放大后，經(jīng)過下一級輸入端，再次進(jìn)入第一增益光纖被放大，直至得到完成放大的光信號。

14、在一種可選的方式中，第1級輸入端用于，向第1級輸出端輸入第1級光信號；第j級第二合波模塊用于，接收第j級泵浦光信號，向第j+1級輸入端輸入第j級泵浦光信號；第j+1級輸入端用于，向第j級第一增益子光纖輸入第j級泵浦光信號；第j級輸出端用于，向第j級第一增益子光纖輸入第j級光信號，第j級光信號來自于第j級輸入端；第j+1級輸入端還用于，接收來自第j級第一增益子光纖第j+1級光信號，向第j級第二合波模塊輸入第j+1級光信號；第j級第二合波模塊還用于，向第j+1級輸出端輸入j+1級光信號；第j+1級輸出端用于，在j小于n時(shí)，向第j+1級第一增益子光纖輸入j+1級光信號，以執(zhí)行第一放大處理，在j等于n時(shí)，輸出第j+1級光信號。

15、本公開所示的方案中，在反向泵浦時(shí)，待放大光信號與泵浦光信號在第一增益光纖中沿著相反方向傳輸，待放大光信號被放大后，經(jīng)過下一級輸入端，再次進(jìn)入第一增益光纖被放大，直至得到完成放大的光信號。

16、在一種可選的方式中，n路光信號的第一放大級數(shù)相同，n路光信號的放大級數(shù)等于k除以n，k等于第i路光信號的輸入端的數(shù)目減n。

17、在一種可選的方式中，第一光纖陣列用于，向合波組件輸入第j級光信號，合波組件還用于，向第二光纖陣列輸入第j級光信號。

18、在一種可選的方式中，光放大器還包括分光組件和監(jiān)測組件，分光組件位于第一光纖陣列與合波組件之間的光路上，監(jiān)測組件與合波組件位于分光組件的相互垂直的出射光路上。這樣，在對光信號的放大功能進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，將監(jiān)測組件與合波組件設(shè)置在不同光路上，即使反向ase光返回，也不會進(jìn)而監(jiān)測組件，從而不會影響監(jiān)測的準(zhǔn)確率，進(jìn)而能夠減少隔離器的使用。

19、在一種可選的方式中，光放大器還包括第一準(zhǔn)直組件、第二準(zhǔn)直組件和第三準(zhǔn)直組件，第一準(zhǔn)直組件位于第一光纖陣列與合波組件之間的光路上，第二準(zhǔn)直組件位于合波組件與第二光纖陣列之間的光路上，第三準(zhǔn)直組件位于合波組件的入射光路上。這樣，通過設(shè)置準(zhǔn)直組件，能夠使得被放大后的光信號長距離傳輸。

20、在一種可選的方式中，光放大器還包括平坦濾波組件，平坦濾波組件位于第一光纖陣列與合波組件之間的光路上，或者位于第一增益光纖與第一光纖陣列之間的光纖鏈路上。這樣，通過設(shè)置平坦濾波組件，能夠?qū)庑盘栠M(jìn)行平坦濾波處理，使得放大后的光信號平坦。

21、在一種可選的方式中，為了在光信號被放大過多時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)功率，光放大器還包括可變光衰減組件，可變光衰減組件的一端與第一光纖陣列連接，可變光衰減組件的另一端與第二光纖陣列連接，可變光衰減組件用于，接收來自第二光纖陣列第j+1級光信號，對第j+1級光信號進(jìn)行衰減處理，得到衰減后的光信號，向第一光纖陣列輸入衰減后的光信號，以使第一光纖陣列向第二光纖陣列輸入衰減后的光信號。

22、在一種可選的方式中，光放大器還包括隔離器組件，隔離器組件位于第一光纖陣列與第二光纖陣列之間的第一光路上，第一光路為第一光纖陣列向第二光纖陣列輸入待放大的光信號的光路。這樣，能夠阻止反向ase光反向傳輸，降低對輸入端的影響。

23、第二方面，本公開提供了一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括第一通信設(shè)備、如第一方面或者其可選的方式中所述的光放大器和第二通信設(shè)備；所述第一通信設(shè)備用于，向所述光放大器發(fā)送n路光信號；所述光放大器用于，對所述n路光信號進(jìn)行放大處理，得到完成放大的光信號，向所述第二通信設(shè)備發(fā)送所述完成放大的光信號；所述第二通信設(shè)備用于，接收所述完成放大的光信號。