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CN106170933B - 一种光中继器，及光纤通信系统 - Google Patents

一种光中继器，及光纤通信系统 Download PDF

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CN106170933B CN201480072816.3A CN201480072816A CN106170933B CN 106170933 B CN106170933 B CN 106170933B CN 201480072816 A CN201480072816 A CN 201480072816A CN 106170933 B CN106170933 B CN 106170933B
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Abstract

本发明实施例公开了一种光中继器，及光纤通信系统，其中光中继器的实现方案包括：光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第一掺铒光纤、第一耦合器，第二耦合器以及第一泵浦光处理组件；所述光中继器的第一输入端连接所述第一掺铒光纤的输入端、所述第一掺铒光纤的输出端连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端连接所述第二耦合器的第一输入端，所述第二耦合器的输出端连接所述光中继器的第一输出端；第一泵浦光处理组件的输入端连接所述第二耦合器的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的输出端连接所述第一耦合器的第二输出端；以上方案在本端泵浦光全部失效时，仍有反向泵浦光进入，可以提高光纤通信系统的可靠性。

Description

一种光中继器，及光纤通信系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种光中继器，及光纤通信系统。
背景技术
自1996年的海缆项目第一次采用掺铒光纤放大器(Erbium Doped FiberAmplifier，EDFA)用于海缆光中继器，开创了海缆光中继技术的新时代。相对传统再生型光中继器大大简化了设计并提高了系统可靠性。然而掺铒光纤放大器的引入也带来了新的问题，即自发辐射噪声的积累导致光信噪比(Optical Signal Noise Ratio，OSNR)的下降。有中继海缆系统中通常采用等跨段的中继距离，光中继器增益刚好补偿跨段光纤损耗，收端信号的光信噪比可采用如下公式计算得到。
其中NFi表示第i个光中继器的噪声系数(线性值)，Pi in表示第i个光中继器的单波输入功率(线性值)，N为光中继器个数。从如上公式可以看出信号光的OSNR由每一级光中继器的噪声系数以及每一级光中继器信号光输入功率决定的。
依据上述公式可以得到：当光中继器都正常时，每个光中继器的噪声系数和单波输入功率都是相同的，每个光中继器对系统OSNR积累的贡献也是相同的；如果当系统中的一个光中继器故障而使得其输出功率下降，则导致其下游相邻的光中继器输入功率降低而引入更多的自发辐射噪声积累；如果当系统中一个光中继器彻底失去泵浦功率时，光中继器中的掺铒光纤(Erbium Doped Fiber，EDF)对信号还会产生显著的吸收损耗，使得其下游相邻的光中继器输入功率降低很多，导致系统OSNR急剧劣化。为了使光中继器维持足够高的信号输入功率，抑制自发辐射噪声的过度积累，避免光信噪比的严重劣化，通常中继器采用两个泵浦冗余备份，其中一个泵浦失效也能维持足够高的输出功率，使得下游光中继器输入功率下降不是非常显著，光信噪比不会显著劣化。业界也有中继器设计采用4个泵浦冗余备份，此时其中3个泵浦失效也能维持系统业务不会中断。然而当一个纤对所有的泵浦失效，或者光中继器供电单元失效，以上方案会导致系统OSNR急剧劣化，甚至业务中断。
另一方面，随着海缆承载信号传输信号速率向100Gb/s以上发展，高阶调制格式，如8正交振幅调制(8 Quadrature Amplitude Modulation，8QAM)、16正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，16QAM)要求更高的光信噪比，限制了系统的传输距离。分布式喇曼放大技术可以提供更低的噪声系数来改善系统OSNR，但是由于功耗大、工作点接近线性区不利于故障容忍等因素限制使得水下光中继器产品化困难。反向分布式喇曼放大器和掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA)混合放大作为一种折中方案有利于降低噪声系数，同时也不至于功耗增加太多，是水下光中继器的发展技术趋势。然而分布式喇曼放大器与EDFA混合放大的光中继器仍然存在上述基于EDFA技术的光中继器所存在的技术不足问题，当EDFA泵浦失效时EDF会对信号产生吸收损耗，使得业务信号光信噪比劣化。
海缆通信系统水下的故障维修通常需要调用专用的海缆维修施工船只，维修周期平均需要2周左右，而且绝大部分时间耗费在备件运输和出海航行。系统故障期间导致业务中断的经济损失非常巨大，因此需要海缆光中继器有极高的可靠性。但是，当光中继器中EDFA泵浦失效时EDF会对信号产生吸收损耗，使得业务信号OSNR急剧劣化，甚至业务中断，因此可靠性较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种光中继器，及光纤通信系统，用于提高光纤通信系统的可靠性。
本发明实施例一方面提供了一种光中继器，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第一掺铒光纤、第一耦合器，第二耦合器以及第一泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第一掺铒光纤的输入端、所述第一掺铒光纤的输出端连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端连接所述第二耦合器的第一输入端，所述第二耦合器的输出端连接所述光中继器的第一输出端；第一泵浦光处理组件的输入端连接所述第二耦合器的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的输出端连接所述第一耦合器的第二输出端；
反向泵浦光从第一输出端进入所述光中继器，经第二耦合器的输出端进入所述第二耦合器，第二耦合器耦合出进入所述第二耦合器的反向泵浦光，并经所述第二耦合器的第二输入端发送至所述第一泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过所述第一掺铒光纤、第一耦合器以及第二耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
第一泵浦光处理组件的输出端向所述第一耦合器的第二输出端发送泵浦光；所述泵浦光包含所述第一泵浦光处理组件自身产生的本端泵浦光和/或所述反向泵浦光；第一耦合器将所述第一耦合器的第二输出端接收到的泵浦光，经所述第一耦合器的输入端发往所述第一掺铒光纤的输出端，从所述第一掺铒光纤的输出端进入所述第一掺铒光纤。
结合一方面的实现方式，在第一种可能的实现方式中，所述光中继器，还包括：第三耦合器；所述第一泵浦光处理组件的输出端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输出端和所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；
所述第三耦合器的输入端连接所述光中继器的第一输入端，所述第三耦合器的第一输出端连接所述第一掺铒光纤的输入端；所述第三耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；所述第一耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第一输出端；
所述第一泵浦光处理组件的第二输出端向所述第三耦合器的第二输出端发送泵浦光；所述第三耦合器将所述第三耦合器的第二输出端接收到的泵浦光从所述第三耦合器的输入端发往所述光中继器的第一输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输出端向所述第一耦合器的第二输出端发送泵浦光；第一耦合器将所述第一耦合器的第二输出端接收到的泵浦光，经所述第一耦合器的输入端发往所述第一掺铒光纤的输出端。
结合一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述光中继器，还包括：第六耦合器；所述第一泵浦光处理组件的输出端还包括：所述第一泵浦光处理组件的第三输出端；
所述第六耦合器位于所述第三耦合器与所述第一掺铒光纤之间的信号光的光路中；所述第三耦合器的第一输出端连接所述第六耦合器的第一输入端，所述第一泵浦光处理组件的第三输出端连接所述第六耦合器的第二输入端，所述第六耦合器的输出端连接所述第一掺铒光纤的输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第三输出端向所述第六耦合器的第二输入端发送泵浦光；第六耦合器将所述第六耦合器的第二输入端接收到的泵浦光，经所述第六耦合器的输出端发往所述第一掺铒光纤的输入端。
结合一方面的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述光中继器，还包括：第四耦合器、光隔离器以及第五耦合器；
所述第四耦合器、光隔离器以及第五耦合器依次连接于所述光中继器与所述第一掺铒光纤之间的信号光的光路中；所述第五耦合器的输入端与所述光中继器的第一输入端连接，所述第五耦合器的第一输出端与所述光隔离器的输入端连接，所述光隔离器的输出端与所述第四耦合器的第一输入端连接，所述第五耦合器的第二输出端与所述第四耦合器的第二输入端连接；
进入所述第一掺铒光纤的泵浦光对经所述第一掺铒光纤的信号光进行放大之后，进入所述第一掺铒光纤的泵浦的残余泵浦光经所述第一掺铒光纤的输出端发往所述第四耦合器的输出端，第四耦合器将所述第四耦合器的输出端接收到的残余泵浦光经所述第四耦合器的第二输入端发往所述第五耦合器的第二输出端，所述第五耦合器将所述第五耦合器的输出端接收到的残余泵浦光经所述第五耦合器的输入端发往所述光中继器的第一输入端。
结合一方面的实现方式，一方面的第一种、第二种或者第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光。
结合一方面的实现方式，一方面的第一种、第二种或者第三种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光；
所述第一泵浦光处理组件包括：第一泵浦源，第一偏振合束器、第十耦合器、第十一耦合器；
第一泵浦源的输出端连接所述第一偏振合束器的输入端、第一偏振合束器的输出端连接所述第十耦合器的第一输入端，所述第十耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的输出端；
第十一耦合器的第一输入端作为所述第一泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十一耦合器的第二输入端作为所述第一泵浦光处理组件的第二输入端，所述第十一耦合器的第一输出端与所述第十耦合器的第二输入端连接；
所述第一泵浦源产生本端泵浦光并将所述本端泵浦光发送到所述第一偏振合束器的输入端，所述第一偏振合束器将所述第一偏振合束器的输入端进入的本端泵浦光经所述第一偏振合束器的输出端，发往所述第十耦合器的第一输入端；所述第十一耦合器将从所述第十一耦合器的第一输入端进入的反向泵浦光以及从所述第十一耦合器的第二输入端进入的反向泵浦光耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光在所述第十一耦合器的第一输出端发往所述第十耦合器的第二输入端；所述第十耦合器将从所述第十耦合器的第一输入端进入的本端泵浦光以及从所述第十耦合器的第二输入端进入的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分泵浦光从所述第十耦合器的第一输出端输出。
结合一方面的第二种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述第一泵浦光处理组件包括：
第二泵浦源、第三泵浦源、第十二耦合器、第十三耦合器；
所述第二泵浦源的输出端与所述第十二耦合器的输入端连接，所述第十二耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；所述第三泵浦源的输出端与所述第十三耦合器的输入端连接，所述第十三耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的第三输出端；
第二泵浦源产生第一本端泵浦光，并经所述第二泵浦源的输出端将所述第一本端泵浦光发送至所述第十二耦合器的输入端，所述第十二耦合器将所述第十二耦合器的输入端进入的第一本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分第一本端泵浦光在所述第十二耦合器的第一输出端输出；
第三泵浦源产生第二本端泵浦光，并经所述第三泵浦源的输出端将所述第二本端泵浦光发送至所述第十三耦合器的输入端，所述第十三耦合器将所述第十三耦合器的输入端进入的第二本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分第二本端泵浦光在所述第十三耦合器的第一输出端输出；
来自第二耦合器的第二输出端的反向泵浦光从所述第一泵浦光处理组件的输入端进入，并直接从所述第一泵浦光处理组件的第一输出端输出至所述第一耦合器的第二输出端；
若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光，所述来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光直接从所述第一泵浦光处理组件的第一输出端输出至所述第一耦合器的第二输出端。
结合一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件还包括：第十四耦合器；
所述第十四耦合器的第一输入端与作为所述第一泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十四耦合器的第二输入端与作为所述第一泵浦光处理组件的第二输入端，所述第十四耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的第一输出端；
所述第十四耦合器将进入所述第十四耦合器的第一输入端的来自所述第二耦合器的反向泵浦光，以及进入所述第十四耦合器的第二输入端的来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光从所述第十四耦合器的第一输出端发往所述第一耦合器的第二输出端。
结合一方面的实现方式，一方面的第一种、第二种或者第三种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述第二耦合器为第一环形器；所述第一环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第一环形器的第一端口为所述第二耦合器的第一输入端，所述第一环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第一环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
结合一方面的第一种、第二种或者第三种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述第三耦合器为第二环形器；所述第二环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第二环形器的第一端口为所述第三耦合器的第二输出端，所述第二环形器的第二端口为所述第三耦合器的输入端，所述第二环形器的第三端口为所述第三耦合器的第一输出端。
结合一方面的实现方式，一方面的第一种、第二种或者第三种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
本发明实施例二方面提供了一种光中继器，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第二掺铒光纤、第七耦合器、第八耦合器，第九耦合器以及第二泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第九耦合器的输入端，第九耦合器的第一输出端连接所述第七耦合器的第一输入端，第七耦合器的输出端连接所述第二掺铒光纤，所述第二掺铒光纤的输出端连接所述第八耦合器的第一输入端，第八耦合器的输出端连接所述光中继器的输出端；所述第二泵浦光处理组件的输入端连接所述第八耦合器的第二输入端；所述第二泵浦光处理组件的第一输出端连接所述第九耦合器的第二输出端，所述第二泵浦光处理组件的第二输出端连接所述第七耦合器的第二输入端；
反向泵浦光从第一输出端进入所述光中继器，经第八耦合器的输出端进入所述第八耦合器，第八耦合器耦合出进入所述第八耦合器的反向泵浦光，并经所述第八耦合器的第二输入端发送至所述第二泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过所述第九耦合器、第七耦合器、第二掺铒光纤以及第八耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
第二泵浦光处理组件的第一输出端向所述第九耦合器的第二输出端发送泵浦光；第二泵浦光处理组件的第二输出端向所述第七耦合器的第二输入端发送泵浦光；所述泵浦光包含所述第一泵浦光处理组件自身产生的本端泵浦光和/或所述反向泵浦光；进入所述第九耦合器的第二输出端的泵浦光经所述第九耦合器的输入端，从所述光中继器的第一输入端传出所述光中继器；进入所述第七耦合器的第二输入端的泵浦光被所述第七耦合器耦合，并在所述第七耦合器的输出端发往所述第二掺铒光纤的输入端。
结合二方面的实现方式，在第一种可能的实现方式中，所述第二泵浦光处理组件的输入端包括：所述第二泵浦光处理组件的第一输入端和所述第二泵浦光处理组件的第二输入端；
所述第二泵浦光处理组件的第一输入端为所述第二泵浦光处理组件与所述第八耦合器的第二输入端连接的端口；所述第二泵浦光处理组件的第二输入端是接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光。
结合二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第二泵浦光处理组件包括：
第四泵浦源、第二偏振合束器、第十五耦合器、第十六耦合器、以及第十七耦合器；
所述第四泵浦源的输出端与所述第二偏振合束器的输入端连接，所述第二偏振合束器的输出端与所述第十五耦合器的输入端连接，所述第十五耦合器的第一输出端与所述第十六耦合器的第一输入端连接，所述第十六耦合器的第一输出端作为所述第二泵浦光处理组件的第一输出端，所述第十六耦合器的第二输出端作为所述第二泵浦光处理组件的第二输出端；所述第十七耦合器的第一输入端作为所述第二泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十七耦合器的第二输入端作为所述第二泵浦光处理组件的第二输入端；所述第十七耦合器的第一输出端与所述是十六耦合器的第二输入端连接；
第四泵浦源产生本端泵浦光，并经所述第二泵浦源的输出端将所述本端泵浦光发送至所述第二偏振合束器的输入端，经所述第二偏振合束器的输出端发往所述第十五耦合器的输入端，所述第十五耦合器对进入所述第十五耦合器的本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分本段泵浦光发送所述第十六耦合器的第一输入端；所述第十七耦合器将进入所述第十七耦合器的第一输入端的来自所述第八耦合器的反向泵浦光，以及进入所述第十七耦合器的第二输入端的来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光经所述第十七耦合器的第一输出端发往所述第十六耦合器的第二输入端；所述第十六耦合器将进入所述第十六耦合器的第二输入端的反向泵浦光，以及进入所述第十六耦合器的第一输入端的本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的一部分泵浦光经所述第十六耦合器的第一输出端发往所述第九耦合器，将耦合得到的另一部分泵浦光经所述第十六耦合器的第二输出端发往所述第七耦合器。
结合二方面的实现方式，二方面的第一种或者第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第八耦合器为第三环形器；所述第三环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第三环形器的第一端口为所述第八耦合器的第一输入端，所述第三环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第三环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
结合二方面的实现方式，二方面的第一种或者第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第九耦合器为第四环形器；所述第四环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第四环形器的第一端口为所述第九耦合器的第二输出端，所述第四环形器的第二端口为所述第九耦合器的输入端，所述第四环形器的第三端口为所述第九耦合器的第一输出端。
结合二方面的实现方式，二方面的第一种或者第二种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
本发明实施例三方面还提供了一种光纤通信系统，包括：光缆，光缆内置光中继器，所述光中继器为本发明实施例提供的任意一项的光中继器。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：如果光中继器本端产生的本端泵浦光全部失效或者其它故障导致无泵浦光输出情况下，光中继器仍然有来自光中继器外部的反向泵浦光进入，仍然能够对掺铒光纤起到激励作用，使得信号光不至于被严重吸收，甚至有小幅增益，从而使光通信系统的业务仍然能够维持不会中断。另外，如果端站提供有反向喇曼泵浦光，那么首尾跨段的光中继器也能耦合来自端站的残余喇曼泵浦光，并对掺铒光纤起到激励作用。因此可以提高光纤通信系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本发明实施例光纤通信系统结构示意图；
图1B为本发明实施例光纤通信系统结构示意图；
图2为本发明实施例光中继器结构示意图；
图3为本发明实施例光中继器结构示意图；
图4为本发明实施例光中继器结构示意图；
图5为本发明实施例光中继器结构示意图；
图6A为本发明实施例第一泵浦光处理组件结构示意图；
图6B为本发明实施例第一泵浦光处理组件结构示意图；
图6C为本发明实施例第一泵浦光处理组件结构示意图；
图6D为本发明实施例第一泵浦光处理组件结构示意图；
图7为本发明实施例光中继器结构示意图；
图8为本发明实施例第二泵浦光处理组件结构示意图；
图9为本发明实施例光中继器结构示意图；
图10为本发明实施例光中继器结构示意图；
图11A为本发明实施例光中继器结构示意图；
图11B为本发明实施例增益、噪声系数谱线对比示意图；
图11C为本发明实施例增益、噪声系数谱线对比示意图；
图11D为本发明实施例光中继器全部泵浦失效对OSNR的影响示意图；
图12为本发明实施例光中继器结构示意图；
图13为本发明实施例光中继器结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中的海缆光纤通信系统，如图1A和图1B所示，其中图1A为光中继器全部正常时的示意图，图1B为出现光中继器故障的示意图(斜线填充的为故障的中继器)；在两个海缆端站(端站A和端站B)之间通过若干个光中继器和海缆连接起来，并且至少提供一对传输方向相反的光纤传输链路。其中光中继器提供反向喇曼放大泵浦光，并耦合到传输光纤，利用喇曼效应对传输光纤中的光信号进行放大；同时在中继器内部提供一个集中式放大器，集中式放大器采用掺铒光纤放大器技术；此外集中式光放大器还提供一个喇曼泵浦光耦合通道，用于把来自下游或上游中继器的残余喇曼泵浦光耦合到掺铒光纤中去。当系统中其中一个光中继器(图1B中斜线填充的为故障的中继器)故障导致某个纤对所有泵浦都无光输出时，由于上游或下游残余的喇曼泵浦光仍然能够对掺铒光纤起到激励作用，使得信号光不至于被严重吸收，甚至有小幅增益，系统业务仍然能够维持不会中断。端站也可以提供反向喇曼泵浦光，使得首尾跨段的光中继器也能耦合来自端站的残余喇曼泵浦光。
以下实施例将就光中继器的内部结构进行详细说明，本发明实施例的海缆光纤通信系统中的每一个光中继器可以采用以下实施例中的任意一种具体结构。
光缆中的光中继器通常包含有至少两根光纤对应两条信号光路，这两条信号光路中，光信号传播方向是相反的，以图1为例，端站A发送端站B的信号光经过一条光路，端站B发送端站A的信号光经过另外一条光路，这两条光路是对称的，因此在后续实施例中对其中一条光路进行说明，另一光路结构参考实施，本发明实施例不予一一赘述。
本发明实施例提供了一种光中继器，如图2所示，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第一掺铒光纤、第一耦合器，第二耦合器以及第一泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第一掺铒光纤的输入端、所述第一掺铒光纤的输出端连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端连接所述第二耦合器的第一输入端，所述第二耦合器的输出端连接所述光中继器的第一输出端；第一泵浦光处理组件的输入端连接所述第二耦合器的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的输出端连接所述第一耦合器的第二输出端；
反向泵浦光从第一输出端进入所述光中继器，经第二耦合器的输出端进入所述第二耦合器，第二耦合器耦合出进入所述第二耦合器的反向泵浦光，并经所述第二耦合器的第二输入端发送至所述第一泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过所述第一掺铒光纤、第一耦合器以及第二耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
第一泵浦光处理组件的输出端向所述第一耦合器的第二输出端发送泵浦光；所述泵浦光包含所述第一泵浦光处理组件自身产生的本端泵浦光和/或所述反向泵浦光；第一耦合器将所述第一耦合器的第二输出端接收到的泵浦光，经所述第一耦合器的输入端发往所述第一掺铒光纤的输出端，从所述第一掺铒光纤的输出端并进入所述第一掺铒光纤。
在本实施例中，所述第一耦合器的第二输出端接收到的泵浦光从所述第一掺铒光纤的输出端进入所述第一掺铒光纤，并被所述第一掺铒光纤部分吸收，从而对经过所述第一掺铒光纤的信号光进行放大，剩余部分泵浦光从所述掺铒光纤输入端输出，并至所述光中继器第一输入端输出，用于对传输光纤激励并对信号光产生喇曼放大。
在本发明实施例中，如果光中继器本端产生的本端泵浦光全部失效或者其它故障导致无泵浦光输出情况下，光中继器仍然有来自光中继器外部的反向泵浦光进入，仍然能够对掺铒光纤起到激励作用，使得信号光不至于被严重吸收，甚至有小幅增益，从而使光通信系统的业务仍然能够维持不会中断。另外，如果端站提供有反向喇曼泵浦光，那么首尾跨段的光中继器也能耦合来自端站的残余喇曼泵浦光，并对掺铒光纤起到激励作用。
如图3所示，在图2所示的光中继器的基础上，所述光中继器还包括：第三耦合器；所述第一泵浦光处理组件的输出端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输出端和所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；
所述第三耦合器的输入端连接所述光中继器的第一输入端，所述第三耦合器的第一输出端连接所述第一掺铒光纤的输入端；所述第三耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；所述第一耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第一输出端；
所述第一泵浦光处理组件的第二输出端向所述第三耦合器的第二输出端发送泵浦光；所述第三耦合器将所述第三耦合器的第二输出端接收到的泵浦光从所述第三耦合器的输入端发往所述光中继器的第一输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输出端向所述第一耦合器的第二输出端发送泵浦光；第一耦合器将所述第一耦合器的第二输出端接收到的泵浦光，经所述第一耦合器的输入端发往所述第一掺铒光纤的输出端。
如图4所示，在图3所示的光中继器的基础上，所述光中继器还包括：第六耦合器；所述第一泵浦光处理组件的输出端还包括：所述第一泵浦光处理组件的第三输出端；
所述第六耦合器位于所述第三耦合器与所述第一掺铒光纤之间的信号光的光路中；所述第三耦合器的第一输出端连接所述第六耦合器的第一输入端，所述第一泵浦光处理组件的第三输出端连接所述第六耦合器的第二输入端，所述第六耦合器的输出端连接所述第一掺铒光纤的输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第三输出端向所述第六耦合器的第二输入端发送泵浦光；第六耦合器将所述第六耦合器的第二输入端接收到的泵浦光，经所述第六耦合器的输出端发往所述第一掺铒光纤的输入端。
如图5所示，在图2所示的光中继器的基础上，所述光中继器还包括：第四耦合器、光隔离器以及第五耦合器；
所述第四耦合器、光隔离器以及第五耦合器依次连接于所述光中继器与所述第一掺铒光纤之间的信号光的光路中；所述第五耦合器的输入端与所述光中继器的第一输入端连接，所述第五耦合器的第一输出端与所述光隔离器的输入端连接，所述光隔离器的输出端与所述第四耦合器的第一输入端连接，所述第五耦合器的第二输出端与所述第四耦合器的第二输入端连接；
进入所述第一掺铒光纤的泵浦光对经所述第一掺铒光纤的信号光进行放大之后，进入所述第一掺铒光纤的泵浦的残余泵浦光经所述第一掺铒光纤的输出端发往所述第四耦合器的输出端，第四耦合器将所述第四耦合器的输出端接收到的残余泵浦光经所述第四耦合器的第二输入端发往所述第五耦合器的第二输出端，所述第五耦合器将所述第五耦合器的输出端接收到的残余泵浦光经所述第五耦合器的输入端发往所述光中继器的第一输入端。
在前述实施例中，第一泵浦光处理组件的输入端显示为一个，作为另一个可选的方案，第一泵浦光处理组件可以有其他的输入端，如图2～4所示的点线箭头方向输入的反向泵浦光；该反向泵浦光是与信号光的传播方向相反的泵浦光，其来源可以是图2～4所示的信号光路一侧，也可以是与该光路相对的另一侧，或者两者的结合；因此图2～4所示的点线箭头方向输入的反向泵浦光并不是必须的，不应理解为本发明实施例的光中继器的必要组成部分。可选地，所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光。
在以上实施例中，对第一泵浦光处理组件的功能以及泵浦光在第一泵浦光处理组件的传播进行了限定，只要能够实现上述功能的第一泵浦光处理组件的结构都是可以的，本发明实施例不作唯一性限定。另需说明的是，在本发明实施例中，泵浦光处理组件(包括第一泵浦光处理组件和第二泵浦光处理组件)的输出端输出的泵浦光可以包含反向泵浦光和/或者本端产生的泵浦光。以下实施例将就其中的几种优选结构举例进行举例说明：
(一)，如图6A所示，该第一泵浦光处理组件的结构可以应用于图2或者图5所示的光中继器，具体如下：
若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光；
所述第一泵浦光处理组件包括：第一泵浦源，第一偏振合束器、第十耦合器、第十一耦合器；所述第一泵浦源可以包含2N个泵浦激光器，N≥1；一个偏振合束器通常包含两个输入端；
第一泵浦源的输出端连接所述第一偏振合束器的输入端、第一偏振合束器的输出端连接所述第十耦合器的第一输入端，所述第十耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的输出端；
第十一耦合器的第一输入端作为所述第一泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十一耦合器的第二输入端作为所述第一泵浦光处理组件的第二输入端，所述第十一耦合器的第一输出端与所述第十耦合器的第二输入端连接；
所述第一泵浦源产生本端泵浦光并将所述本端泵浦光发送到所述第一偏振合束器的输入端，所述第一偏振合束器将所述第一偏振合束器的输入端进入的本端泵浦光经所述第一偏振合束器的输出端，发往所述第十耦合器的第一输入端；所述第十一耦合器将从所述第十一耦合器的第一输入端进入的反向泵浦光以及从所述第十一耦合器的第二输入端进入的反向泵浦光耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光在所述第十一耦合器的第一输出端发往所述第十耦合器的第二输入端；所述第十耦合器将从所述第十耦合器的第一输入端进入的本端泵浦光以及从所述第十耦合器的第二输入端进入的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分泵浦光从所述第十耦合器的第一输出端输出。
另外，在图6A中，第十耦合器的第二输出端输出的泵浦光发送至与图2或者图5所示的信号光路的对称的光路中。
在本发明实施例中，偏振合束器用于将两束相互垂直的线偏振光耦合到同一端口输出。在喇曼放大器中，喇曼增益具有泵浦光偏振方向的依赖性，使用偏振合束器(Polarization Beam Combiner，PBC)将两束偏振方向互相垂直的线偏振泵浦光合波，然后作为喇曼泵浦光降低了偏振度，使得喇曼放大器的偏振相关增益得到有效降低。在本发明实施例中，使用PBC将两束偏振方向互相垂直的线偏振泵浦光合波，然后作为喇曼泵浦光降低了偏振度，使得喇曼放大器的偏振相关增益得到有效降低。
(二)、如图6B和图6C所示，该第一泵浦光处理组件的结构可以应用于图3或图4所示的光中继器，具体如下：
图6B和图6C所示结构的共同部分如下：所述第一泵浦光处理组件包括：第二泵浦源、第三泵浦源、第十二耦合器、第十三耦合器；
所述第二泵浦源的输出端与所述第十二耦合器的输入端连接，所述第十二耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；所述第三泵浦源的输出端与所述第十三耦合器的输入端连接，所述第十三耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的第三输出端；
第二泵浦源产生第一本端泵浦光，并经所述第二泵浦源的输出端将所述第一本端泵浦光发送至所述第十二耦合器的输入端，所述第十二耦合器将所述第十二耦合器的输入端进入的第一本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分第一本端泵浦光在所述第十二耦合器的第一输出端输出；
第三泵浦源产生第二本端泵浦光，并经所述第三泵浦源的输出端将所述第二本端泵浦光发送至所述第十三耦合器的输入端，所述第十三耦合器将所述第十三耦合器的输入端进入的第二本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分第二本端泵浦光在所述第十三耦合器的第一输出端输出；
其中图6B所示与图6C不同的结构如下：来自第二耦合器的第二输出端的反向泵浦光从所述第一泵浦光处理组件的输入端进入，并直接从所述第一泵浦光处理组件的第一输出端输出至所述第一耦合器的第二输出端；
其中图6C所示与图6B不同的结构如下：若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光，所述来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光直接从所述第一泵浦光处理组件的第一输出端输出至所述第一耦合器的第二输出端。
另外，在图6B和图6C中第十二耦合器的第二输出端输出的本端泵浦光发送至与图2或者图5所示的信号光路的对称的光路中；第十三耦合器的第二输出端输出的本端泵浦光发送至与图2或者图5所示的信号光路的对称的光路中。以上第十二耦合器的第二输出端以及第十三耦合器的第二输出端，与本实施例中第十二耦合器的第一输出端以及第十三耦合器的第一输出端是对称的。
在图6C中，从第一泵浦光处理组件的第一输入端进入的反向泵浦光，与第一泵浦光处理组件的第二输入端进入的反向泵浦光输出方式也可以是对称的。
(三)、如图6D所示，该第一泵浦光处理组件的结构可以应用于图3或图4所示的光中继器，具体如下：
若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件还包括：第十四耦合器；
所述第十四耦合器的第一输入端与作为所述第一泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十四耦合器的第二输入端与作为所述第一泵浦光处理组件的第二输入端，所述第十四耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的第一输出端；
所述第十四耦合器将进入所述第十四耦合器的第一输入端的来自所述第二耦合器的反向泵浦光，以及进入所述第十四耦合器的第二输入端的来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光从所述第十四耦合器的第一输出端发往所述第一耦合器的第二输出端。
另外，在图6D中，第十二耦合器的第二输出端输出的本端泵浦光发送至与图4所示的信号光路的对称的光路中；第十三耦合器的第二输出端输出的本端泵浦光发送至与图2或者图5所示的信号光路的对称的光路中。以上第十二耦合器的第二输出端以及第十三耦合器的第二输出端，与本实施例中第十二耦合器的第一输出端以及第十三耦合器的第一输出端是对称的。
理论上图2～图5中所有的耦合器(除第六耦合器外)都可以使用环形器代替，另外，图2～6D的光路中还可以包含光隔离器来保证光路的单向性，对此本发明实施例不作严格限制；其中，有两处可以优选使用环形器替代光隔离器的部分，具体如下：
可选地，所述第二耦合器为第一环形器；所述第一环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第一环形器的第一端口为所述第二耦合器的第一输入端，所述第一环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第一环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
可选地，所述第三耦合器为第二环形器；所述第二环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第二环形器的第一端口为所述第三耦合器的第二输出端，所述第二环形器的第二端口为所述第三耦合器的输入端，所述第二环形器的第三端口为所述第三耦合器的第一输出端。
优选地，在图2～4所示的光中继器中，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
本发明实施例还提供了另一种光中继器，如图7所示，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第二掺铒光纤、第七耦合器、第八耦合器，第九耦合器以及第二泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第九耦合器的输入端，第九耦合器的第一输出端连接所述第七耦合器的第一输入端，第七耦合器的输出端连接所述第二掺铒光纤，所述第二掺铒光纤的输出端连接所述第八耦合器的第一输入端，第八耦合器的输出端连接所述光中继器的输出端；所述第二泵浦光处理组件的输入端连接所述第八耦合器的第二输入端；所述第二泵浦光处理组件的第一输出端连接所述第九耦合器的第二输出端，所述第二泵浦光处理组件的第二输出端连接所述第七耦合器的第二输入端；
反向泵浦光从第一输出端进入所述光中继器，经第八耦合器的输出端进入所述第八耦合器，第八耦合器耦合出进入所述第八耦合器的反向泵浦光，并经所述第八耦合器的第二输入端发送至所述第二泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过所述第九耦合器、第七耦合器、第二掺铒光纤以及第八耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
第二泵浦光处理组件的第一输出端向所述第九耦合器的第二输出端发送泵浦光；第二泵浦光处理组件的第二输出端向所述第七耦合器的第二输入端发送泵浦光；所述泵浦光包含所述第一泵浦光处理组件自身产生的本端泵浦光和/或所述反向泵浦光；进入所述第九耦合器的第二输出端的泵浦光经所述第九耦合器的输入端，从所述光中继器的第一输入端传出所述光中继器；进入所述第七耦合器的第二输入端的泵浦光被所述第七耦合器耦合，并在所述第七耦合器的输出端发往所述第二掺铒光纤的输入端。
在本实施例中，所述第二掺铒光纤的输入端接收到的泵浦光进入所述第二掺铒光纤的，并被所述第二掺铒光纤部分吸收，从而对经过所述第二掺铒光纤的信号光进行放大。
在本发明实施例中，如果光中继器本端产生的本端泵浦光全部失效或者其它故障导致无泵浦光输出情况下，光中继器仍然有来自光中继器外部的反向泵浦光进入，仍然能够对掺铒光纤起到激励作用，使得信号光不至于被严重吸收，甚至有小幅增益，从而使光通信系统的业务仍然能够维持不会中断。另外，如果端站提供有反向喇曼泵浦光，那么首尾跨段的光中继器也能耦合来自端站的残余喇曼泵浦光，并对掺铒光纤起到激励作用。
在前述实施例中，第一泵浦光处理组件的输入端显示为一个，作为另一个可选的方案，第一泵浦光处理组件可以有其他的输入端，如图7所示的点线箭头方向输入的反向泵浦光；反向泵浦光是与信号光的传播方向相反的泵浦光，其来源可以是图7所示的信号光路一侧，也可以是与该光路相对的另一侧，或者两者的结合；因此图7所示的点线箭头方向输入的反向泵浦光并不是必须的，不应理解为本发明实施例的光中继器的必要组成部分。可选地，所述第二泵浦光处理组件的输入端包括：所述第二泵浦光处理组件的第一输入端和所述第二泵浦光处理组件的第二输入端；
所述第二泵浦光处理组件的第一输入端为所述第二泵浦光处理组件与所述第八耦合器的第二输入端连接的端口；所述第二泵浦光处理组件的第二输入端是接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光。
在以上实施例中，对第一泵浦光处理组件的功能以及泵浦光在第一泵浦光处理组件的传播进行了限定，只要能够实现上述功能的第一泵浦光处理组件的结构都是可以的，本发明实施例不作唯一性限定。以下实施例将就其中的几种优选结构举例进行举例说明：
(四)，如图8所示，该第一泵浦光处理组件的结构可以应用于图7所示的光中继器，具体如下：
所述第二泵浦光处理组件包括：第四泵浦源、第二偏振合束器、第十五耦合器、第十六耦合器、以及第十七耦合器；所述第二泵浦源可以包含2N个泵浦激光器，N≥1；一个偏振合束器通常包含两个输入端；
所述第四泵浦源的输出端与所述第二偏振合束器的输入端连接，所述第二偏振合束器的输出端与所述第十五耦合器的输入端连接，所述第十五耦合器的第一输出端与所述第十六耦合器的第一输入端连接，所述第十六耦合器的第一输出端作为所述第二泵浦光处理组件的第一输出端，所述第十六耦合器的第二输出端作为所述第二泵浦光处理组件的第二输出端；所述第十七耦合器的第一输入端作为所述第二泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十七耦合器的第二输入端作为所述第二泵浦光处理组件的第二输入端；所述第十七耦合器的第一输出端与所述是十六耦合器的第二输入端连接；
第四泵浦源产生本端泵浦光，并经所述第二泵浦源的输出端将所述本端泵浦光发送至所述第二偏振合束器的输入端，经所述第二偏振合束器的输出端发往所述第十五耦合器的输入端，所述第十五耦合器对进入所述第十五耦合器的本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分本段泵浦光发送所述第十六耦合器的第一输入端；所述第十七耦合器将进入所述第十七耦合器的第一输入端的来自所述第八耦合器的反向泵浦光，以及进入所述第十七耦合器的第二输入端的来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光经所述第十七耦合器的第一输出端发往所述第十六耦合器的第二输入端；所述第十六耦合器将进入所述第十六耦合器的第二输入端的反向泵浦光，以及进入所述第十六耦合器的第一输入端的本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的一部分泵浦光经所述第十六耦合器的第一输出端发往所述第九耦合器，将耦合得到的另一部分泵浦光经所述第十六耦合器的第二输出端发往所述第七耦合器。
另外，在图8中，第十五耦合器的第二输出端可以输出本端泵浦光，第十七耦合器的第二输出端可以输出反向泵浦光，这两路泵浦光可以经另一耦合器耦合，采用与第十六耦合器对称的结构对与图7所示信号光的光路对称的光路实现泵浦光的输入。
在图6A～图6D以及图8中，泵浦光处理组件中，泵浦源(包括第一泵浦源、第二泵浦源、第三泵浦源、第四泵浦源)产生的泵浦光的波长可以根据需要进行设定，为了覆盖更多的放大带宽，还可以增加更多的泵浦源，对此本发明实施例不予唯一性限定。
理论上图7～8中所有的耦合器都可以使用环形器代替，另外，图7～8的光路中还可以包含光隔离器来保证光路的单向性，对此本发明实施例不作严格限制；其中，有两处可以优选使用环形器替代光隔离器的部分，具体如下：
可选地，所述第八耦合器为第三环形器；所述第三环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第三环形器的第一端口为所述第八耦合器的第一输入端，所述第三环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第三环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
可选地，所述第九耦合器为第四环形器；所述第四环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第四环形器的第一端口为所述第九耦合器的第二输出端，所述第四环形器的第二端口为所述第九耦合器的输入端，所述第四环形器的第三端口为所述第九耦合器的第一输出端。
优选地，在图2～4所示的光中继器中，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
在本发明实施例中泵浦光源产生泵浦光以后，其用途有两种，一种是作为喇曼泵浦光使用，一种是发送给EDF作为EDF泵浦光使用；在本发明实施例在介绍光的传播方向过程中，不对其进行功能性区分。
一、
本发明实施例提供了一种光中继器结构，如图9所示，本实施例结构可以与前述实施例中的图4以及图6B的组合对应。
光中继器包含：波分复用器(Wavelength Division Multiplexer，WDM)、EDF、耦合器(Coupler)、光隔离器(Isolator)，14XX nm泵浦(pump)和980nm pump的泵浦源；在图9中，有两个输入端(输入端1和输入端2，)两个输出端(输出端1和输出端2)分别对应相反方向的一对光路，两者是对称的，在本实施例中对其中一个光路进行说明，另一光路不再赘述。
在图9中，WDM1～WDM8中WDM1～WDM4属于上面一路光路，EDF1～EDF2中EDF1属于上面一路光路，Isolator 1和Isolator 2中，Isolator 1属于上面一路光路，14XX nm pump和980nm pump的泵浦源是两路光路共用的，在上面一路光路中，各器件的连接关系如下：
WDM1的输入端连接输入端1，WDM1的输出端1连接WDM2的输入端1，WDM1的输出端连接WDM2的输入端1，WDM2的输出端连接EDF1的输入端，EDF1的输出端连接WDM3的输入端，WDM3的输出端1连接Isolator 1的输入端，Isolator 1的输出端连接WNM4的输入端1，WNM4的输出端连接输出端1；
WDM4的输入端2连接WDM3的输出端2；
14XX nm的泵浦源1和14XX nm的泵浦源2分别连接耦合器1的输入端1和输入端2，耦合器1的输出端1连接WDM1的输出端2；980nm的泵浦源1和980nm的泵浦源2分别连接耦合器2的输入端1和输入端2，耦合器2的输出端1连接WDM2的输入端2。
以下对光的传播方向进行详细说明：
在图9中，实线箭头方向为信号光传播方向，虚线箭头方向为反向泵浦光传播方向，点线箭头方向为正向泵浦光传播方向。所谓反向泵浦光是与信号光传播方向相反的泵浦光，正向泵浦光是与信号光传播方向相同的泵浦光。
泵浦光的传播方向如下：
14XX nm的泵浦源1和14XX nm的泵浦源2分别产生14XX nm的泵浦光，并分别进入耦合器1的输入端1和输入端2，耦合器1对输入的泵浦光进行耦合，并在耦合器1的输出端1和输出端2输出，其中在耦合器1的输出端1输出的泵浦光进入WDM1的输出端2；从WDM1的输出端2进入的泵浦光穿过所述WDM1从所述WDM1的输入端传出；这一路泵浦光通过对传输光纤激励，使得信号光在受激喇曼效散射应作用下被放大，并沿输入端1的方向传入海缆光纤通信系统上一个光中继器。
980nm的泵浦源1和980nm的泵浦源2分别产生980nm的泵浦光，并分别进入耦合器2的输入端1和输入端2；耦合器2对输入的泵浦光进行耦合，并在耦合器2的输出端1和输出端2输出，其中在耦合器2的输出端1输出的泵浦光进入WDM2的输入端2。
信号光的传播方向如下：信号光从输入端1进入光中继器，进入WDM1的输入端，并穿过WDM1经WDM1的输出端1进入WDM2的输入端1；WDM2将WDM2的输入端1输入的信号光和WDM2的输入端2输入的泵浦光从WDM2的输出端输出到EDF1的输入端，进入EDF1的泵浦光对进入EDF1的信号光进行放大，并从EDF1的输出端输出到WDM3的输入端，WDM3将WDM3的输入端输入的光信号从WDM3的输出端1输出给Isolator 1的输入端，Isolator 1放行从Isolator 1的输入端输入的信号光并从Isolator 1的输出端输出给WDM4的输入端1，WDM4将进入WDM4的输入端1的信号光从WDM4的输出端输出到输出端1；
在图9中，从输出端1进入的反向的泵浦光是来自于海缆光纤通信系统的下一个光中继器；该路反向泵浦光的传播方向如下：
来自于海缆光纤通信系统的下一个光中继器的反向泵浦光经输出端1进入WDM4的输出端，WDM4将从WDM4的输出端进入的反向泵浦光从WDM4的输入端2传出，从WDM4的输入端2传出的反向泵浦光进入WDM3的输出端2，WDM3将从WDM3的输出端2进入的反向泵浦光从WDM3的输入端传出，从WDM3的输入端传出的反向泵浦光进入所述EDF1的输出端；从EDF1的输出端进入的反向泵浦光对经所述EDF1的信号光进行放大。
以上实施例中，14XXnm波段的泵浦光，波长在1400～1500nm之间可选，优选1450～1460nm。以上实施例，14XXnm波段的泵浦光反向耦合到传输光纤中，对传输光纤进行激励，并利用受激喇曼散射效应对信号光进行放大；此外还使用了980nm波段泵浦光(也可以是14XX泵浦光)耦合到中继器内部的掺铒光纤对其中的铒离子产生激励，利用受激辐射原理对信号光进行放大。上述Isolator 1是信号波段单向性器件，用于隔离信号光波段反向噪声光。以上实施例的结构中，还提供了反向残留泵浦光耦合通道(在图9中采用的是，在单向性器件前后用WDM4连接一个旁路通道实现)，用于将下游或上游中继器输出的残余喇曼泵浦光耦合输入到掺铒光纤中。
图10所示的结构可以与前述实施例中的图4以及图6C的组合对应。区别点在于，图10与图9所示的结构基本一致，来自于海缆光纤通信系统的下一个光中继器的反向泵浦光的路径有所不同，路径的不同是因为如何提供反向残留泵浦光耦合通道，不同造成的。在图10中，WDM4的输入端2连接的是WDM7的输出端2，WDM8的输入端2连接的是WDM3的输出端2；也即是说EDF的反向泵浦光是来自于相对一侧的光路；仍然以上面一路进入的反向泵浦光的光路为例：
结构的变化如下：
从输出端1进入的反向泵浦光经WDM4的输出端进入WDM4，WDM4将进入WDM4的反向泵浦光分离出来并发送给相对一侧的WDM8的输出端2，进入WDM7的输出端2，WDM7将进入WDM7的输出端2的反向泵浦光从WDM7的输入端发往EDF2的输出端，从EDF2的输出端进入的反向泵浦光对经EDF2的信号光进行放大。
光路的变化如下：
经输出端1进入WDM4的输出端，WDM4将从WDM4的输出端进入的反向泵浦光从WDM4的输入端2传出，从WDM4的输入端2传出的反向泵浦光进入WDM3的输出端2，WDM3将从WDM3的输出端2进入的反向泵浦光从WDM3的输入端传出，从WDM3的输入端传出的反向泵浦光进入所述EDF1的输出端；从EDF1的输出端进入的反向泵浦光对经所述EDF1的信号光进行放大。
二、
本发明实施例提供了另一种光中继器结构，如图11A所示，本实施例结构可以与前述实施例中的图4以及图6D的组合对应。包括：WDM、GFF(Gain Flatness Filter，增益平坦滤波器)、Isolator、EDF、耦合器以及偏振合束器(Polarization Beam Combiner，PBC)。在图11A中，有两个输入端(输入端1和输入端2，)两个输出端(输出端1和输出端2)分别对应相反方向的一对光路，两者是对称的，在本实施例中对其中一个光路进行说明，另一光路不再赘述。
在图11A中，WDM1～WDM8中WDM1、WDM3、WDM5、WDM7属于上面一路光路，GFF1和GFF2中，GFF1属于上面一路光路，EDF1～EDF2中EDF1属于上面一路光路，Isolator 1～Isolator4中，Isolator 1和Isolator2属于上面一路光路，1455nm泵浦(pump)和980nm pump的泵浦源是两路光路共用的，耦合器1～耦合器3以及PBC均是两路光路共用的，在上面一路光路中，各器件的连接关系如下：
WDM1的输入端连接输入端1，WDM1的输出端1连接GFF1的输入端，GFF1的输出端连接Isolator 1的输入端，Isolator 1的输出端连接WDM3的输入端1，WDM3的输出端连接EDF1的输入端，EDF1的输出端连接WDM5的输入端，WDM5的输出端1连接Isolator 2的输入端，Isolator 2的输出端连接WDM7的输入端1，WDM7的输出端连接输出端1；
1455nm的泵浦源1和1455nm的泵浦源2分别连接PBC的输入端1和输入端2，PBC的输出端连接耦合器1的输入端1，耦合器1的输出端1连接WDM1的输出端2，耦合器1的输出端2连接WDM2的输出端2；
980nm的泵浦源1和980nm的泵浦源2分别连接耦合器2的输入端1和输入端2，耦合器2的输出端1连接WDM2的输入端2，耦合器2的输出端2连接WDM4的输入端2。
以下对光的传播方向进行详细说明：
图11A所示的结构中，包含上下两条光路，其中Isolator所示的方向为信号光的传播方向，在图11A中不再单独使用箭头标识。虚线箭头方向为反向泵浦光传播方向，点线箭头方向为正向泵浦光传播方向。所谓反向泵浦光是与信号光传播方向相反的泵浦光，正向泵浦光是与信号光传播方向相同的泵浦光。
泵浦光的传播方向如下：
1455nm的泵浦源1和1455nm的泵浦源2分别产生1455nm的泵浦光，并分别进入PBC的输入端1和输入端2，PBC将进入PBC的输入端1和输入端2的耦合的泵浦光耦合并在PBC的输出端输出到耦合器1的输入端，耦合器1将耦合器1的泵浦光分为两路，其中一路发送到WDM1的输出端2，另一路发送到WDM2的输出端2；从WDM1的输出端2进入的泵浦光穿过所述WDM1从所述WDM1的输入端传出；这一路泵浦光将沿输入端1的方向传入海缆光纤通信系统上一个光中继器；从WDM2的输出端2进入的泵浦光穿过所述WDM2从所述WDM2的输入端传出；这一路泵浦光将沿输入端2的方向传入海缆光纤通信系统下一个光中继器；
980nm的泵浦源1和980nm的泵浦源2分别产生980nm的泵浦光，并分别进入耦合器2的输入端1和输入端2；耦合器2对输入的泵浦光进行耦合，并在耦合器2的输出端1和输出端2输出，其中在耦合器2的输出端1输出的泵浦光进入WDM3的输入端2，在耦合器2的输出端2输出的泵浦光进入WDM4的输入端2。
信号光的传播方向如下：信号光从输入端1进入光中继器，进入WDM1的输入端，并穿过WDM1经WDM1的输出端1进入GFF1的输入端，并穿过GFF1经GFF1的输出端进入Isolator1的输入端，Isolator 1放行从Isolator 1的输入端输入的信号光并从Isolator 1的输出端输出给WDM3的输入端1；WDM3将WDM3的输入端1输入的信号光和WDM3的输入端2输入的泵浦光从WDM3的输出端输出到EDF1的输入端，进入EDF1的泵浦光对进入EDF1的信号光进行放大，并从EDF1的输出端输出到WDM5的输入端，WDM5将WDM5的输入端输入的光信号从WDM5的输出端1输出给Isolator 2的输入端，Isolator 2放行从Isolator 2的输入端输入的信号光并从Isolator 2的输出端输出给WDM7的输入端1，WDM7将进入WDM7的输入端1的信号光从WDM7的输出端输出到输出端1；
在图11A中，从输出端1和输出端2进入的反向的泵浦光分别来自于海缆光纤通信系统的下一个光中继器和上一个中继器；反向泵浦光的传播方向如下：
来自于海缆光纤通信系统的下一个光中继器的反向泵浦光经输出端1进入WDM7的输出端，WDM7将从WDM7的输出端进入的反向泵浦光从WDM7的输入端2传出，从WDM7的输入端2传出的反向泵浦光进入耦合器3的输入端1；
来自于海缆光纤通信系统的上一个光中继器的反向泵浦光经输出端1进入WDM8的输出端，WDM8将从WDM8的输出端进入的反向泵浦光从WDM8的输入端2传出，从WDM8的输入端2传出的反向泵浦光进入耦合器3的输入端1；
耦合器3将进入耦合器3的输入端1以及进入耦合器3的输入端2的反向泵浦光耦合并分为两路，一路从耦合器3的输出端1传出并发往WDM5的输出端2，另一路从耦合器3的输出端2传出并发送WDM6的输出端2；
从WDM5的输出端2进入的反向泵浦光穿过WDM5并从WDM5的输入端传出，从WDM5的输入端传出的反向泵浦光进入所述EDF1的输出端；从EDF1的输出端进入的反向泵浦光对经所述EDF1的信号光进行放大。
以上实施例，泵浦光的波长选择1455nm泵浦，使得1550nm波段信号光获得最高喇曼增益，有利于降低光中继器噪声系数；同时该波长亦处在掺铒光纤的受激吸收带宽范围内，残余泵浦光可以起到激励铒离子的作用。
另外，在图11A所示的结构中耦合器可以均使用3dB耦合器；1455nm的两个喇曼泵浦通过PBC合波，然后再通过3dB耦合器分光，通过WDM器件耦合到信号光的光路中。1455nm泵浦通过PBC合波使得泵浦光具有较低的偏振度，有利于降低偏振相关增益。在EDFA的输入侧使用一个光隔离器(Isolator 1)用于隔离EDF中产生的反向自发辐射。进一步的还可以使用一个增益平坦滤波器(GFF)对增益谱进行均衡。
以上实施例，通过WDM器(WDM7\WDM8)件从正、反向传输光纤耦合出来的残余泵浦光通过一个2*2耦合器(耦合器3)混合以后再耦合到掺铒光纤中，实现残余泵浦光的冗余，即只有正向或反向残余泵浦光时两个EDFA的掺铒光纤都可以受到残余泵浦光激励。
以上实施例中，业务信号光从Input1(输入端1)输入，然后依次经过WDM1，GFF1，光隔离器1和WDM3进入掺铒光纤1被放大，然后再经过WDM5，光隔离器和WDM7，然后从Output1(输出端1)输出进入下游传输光纤；两路1455nm泵浦光经过PBC合波，然后经过3dB耦合器1分为两路，其中一部分通过WDM1耦合到Input1输出端注入到传输光纤中；两路980泵浦经过3dB耦合器2混合后分成两路，其中一路通过WDM3耦合到掺铒光纤中被铒离子吸收；下游光纤中残余的泵浦光从Output1端口输入，然后被WDM7耦合分出然后经过3dB耦合器3分成两路，其中一路经过WDM5耦合到掺铒光纤中被铒离子吸收。
在本实施例中，WDM1、WDM2还可以通过光环形器替代；GFF1、GFF2的位置可以调整到隔离器2和隔离器4之后；980泵浦方向可以调整为反向泵浦，残余喇曼泵浦可以调整为前向泵浦；为了获得更宽的增益带宽，以及更大的跨段长度，还可以增加一对喇曼泵浦激光器，比如3dB耦合器1更换为2×23dB耦合器，另一输入端再连接一对1425nm喇曼泵浦可以使得放大带宽覆盖到1530-1565nm。
为更加具体说明本发明实施例方案的有益效果，按照如上实施例一设计了一个12dB增益光中继器，并与EDFA方案和无残余泵浦耦合的喇曼/EDFA混合放大方案一起进行对比，具体如下表1所示：
表1
上述EDFA以及喇曼/EDFA混合放大方案和本发明实施例方案在不同条件下的增益、噪声系数谱线见图11B和图11C所示。
在图11B中，以波长1540nm为基准，图11B中的曲线从上到下依次为：
喇曼/EDFA混合放大或EDFA放大(有/无残余泵浦耦合)：中继器内部所有泵浦正常；
喇曼/EDFA混合放大(有残余泵浦耦合)：中继器内部所有泵浦失效；
喇曼/EDFA混合放大(无残余泵浦耦合)：中继器内部所有泵浦失效；
EDFA放大：全部泵浦失效。
在图11C中，以波长1550nm为基准，图11C中的曲线从上到下依次为：
EDFA放大：中继器内部所有泵浦失效；
喇曼/EDFA混合放大(无残余泵浦耦合)：中继器内部所有泵浦失效；
喇曼/EDFA混合放大(有残余泵浦耦合)：中继器内部所有泵浦失效；
EDFA放大：中继器内部所有泵浦正常；
喇曼/EDFA混合放大(有/无残余泵浦耦合(有无残余泵浦耦合对NF影响很小，差异可以忽略))：中继器内部所有泵浦正常。
由此可见本发明实施例方案相对EDFA方案在噪声系数方面有0.5dB左右改善；相对EDFA放大方案和喇曼/EDFA混合放大方案，在全部泵浦失效的场景下有效降低了信号损耗，在长波长区域还可提供少许增益，并且显著降低了泵浦失效时的噪声系数。这都有利于提升光中继器泵浦失效的容忍能力。
基于本发明实施例进一步提供如下海缆传输系统实施例。系统组网图如图1A和图1B，其中光中继器采用实施例一光中继器方案，采用无色散补偿大有效面积纯硅芯光纤链路，系统主要配置参数如下表2所示：
表2
经仿真计算评估，当系统中所有光中继器处于正常状态时，系统OSNR在18.5-19.3dB OSNR之间(见图11D，为系统中一个光中继器全部泵浦失效对OSNR的影响示意图)；
在图11D中，以波长1545nm为基准，图11D中的曲线从上到下依次为：
喇曼/EDFA混合放大链路(所有中继器泵浦正常)；
EDFA放大链路(所有中继器泵浦正常)；
喇曼/EDFA混合放大链路(其中一个光中继器泵浦全部失效，有上下游残余泵浦耦合)；
喇曼/EDFA混合放大链路(其中一个光中继器泵浦全部失效，无上下游残余泵浦耦合)；
信号光经过系统传输后接收OSNR容限；
EDFA放大链路(其中一个光中继器泵浦全部失效)。
从图11D所示图中可以看出，系统应用本发明光中继器，当其中一个光中继器的所有泵浦都不工作时，系统OSNR劣化0.8-0.4dB，短波长劣化略大，但所有波长OSNR都还保持在17.6dB以上，离信号经过传输后的OSNR容限14.2dB仍然有3.4Db OSNR裕量，所有业务信号光都可以保持正常传输。
而当光中继器如果没有将上下游残余喇曼泵浦光耦合到掺铒光纤时，1540nm附近部分业务信号光OSNR将劣化，并低于信号光经过传输后的OSNR容限，会导致业务中断或性能不稳定。如果系统采用传统的纯EDFA放大光中继器而非喇曼/EDFA混合放大光中继器，一个光中继器中的所有泵浦失效则会导致绝大部分业务信号OSNR低于业务信号过系统OSNR容限及业务中断。
由此可见，本发明实施例将上下游残余喇曼泵浦光耦合到EDFA显著提升了系统对光中继器故障的容忍能力，在本实施例场景下，即使一个光中继器中所有泵浦失效，仍然可以保证所有业务不中断，相对传统的EDFA放大以及喇曼/EDFA混合放大光中继器有实质性改善。
三、
本发明实施例提供了另一种光中继器结构，如图12所示，本实施例结构可以与前述实施例中的图7以及图8的组合对应。包括：环形器、WDM、EDF、耦合器以及PBC。在图12中，有两个输入端(输入端1和输入端2，)两个输出端(输出端1和输出端2)分别对应相反方向的一对光路，两者是对称的，在本实施例中对其中一个光路进行说明，另一光路不再赘述。
在图12中，环形器1～环形器4中，环形器1和环形器3属于上面一路光路，WDM1～WDM2中WDM1属于上面一路光路，EDF1～EDF2中EDF1属于上面一路光路，1455nm泵浦(pump)是两路光路共用的，耦合器1～耦合器4以及PBC均是两路光路共用的，在上面一路光路中，各器件的连接关系如下：
输入端1连接环形器1的接口2，环形器的接口3连接WDM1的输入端1，WDM1的输出端连接EDF1的输入端、EDF1的输出端连接环形器3的接口1，环形器3的接口2连接输出端1；
1455nm的泵浦源1和1455nm的泵浦源2分别连接PBC的输入端1和输入端2，PBC的输出端连接耦合器1的输入端1，耦合器1的输出端1连接耦合器2的输入端1，耦合器1的输出端2连接耦合器3的输入端1；耦合器2的输出端1连接环形器1的端口1，耦合器2的输出端2连接WDM1的输入端2；环形器3的端口3连接耦合器4的输入端1，环形器1的端口3连接耦合器4的输入端2，耦合器4的输出端1连接耦合器2的输入端2，耦合器4的输出端2连接耦合器3的输入端2。
以下对光的传播方向进行详细说明：
图12所示的结构中，包含上下两条光路，其中上面一路光路信号光的传播方向为从左到右(信号光从输入端1进入从输出端1传出)，在图11A中不再单独使用箭头标识。虚线箭头方向为反向泵浦光传播方向，点线箭头方向为正向泵浦光传播方向。所谓反向泵浦光是与信号光传播方向相反的泵浦光，正向泵浦光是与信号光传播方向相同的泵浦光。
泵浦光的传播方向如下：
1455nm的泵浦源1和1455nm的泵浦源2分别产生1455nm的泵浦光，并分别进入PBC的输入端1和输入端2，PBC将进入PBC的输入端1和输入端2的耦合的泵浦光耦合并在PBC的输出端输出到耦合器1的输入端，耦合器1将耦合器1的泵浦光分为两路，其中一路发送到耦合器的输入端1，另一路发送到耦合器3的输入端1；
从环形器3的端口2进入的反向泵浦光从环形器3的端口3传出，并进入耦合器4的输入端1；从环形器4的端口2进入的反向泵浦光从环形器4的端口3传出，并进入耦合器4的输入端2；耦合器4将耦合器4的输入端1以及耦合器4的输入端2进入的反向泵浦光耦合并分为两路，一路发送至耦合器2的输入端2，另一路发送至耦合器3的输入端2；
耦合器2将进入耦合器2的输入端1的泵浦光以及进入耦合器2的输入端2的反向泵浦光耦合，并分为两路，一路泵浦光在耦合器2的输出端1发往环形器1的端口1，进入环形器1的端口1的泵浦光从环形器1的端口3发往输入端1，另一路泵浦光在耦合器2的输出端2发往WDM1的输入端2。
信号光的传播方向如下：信号光从输入端1进入光中继器，进入环形器1的端口2，并从环形器1的端口3传出，从环形器1的端口3传出的信号光进入WDM1的输入端1；WDM1将WDM1的输入端1进入的信号光以及WDM1的输入端2进入的泵浦光发送到EDF1的输入端，进入EDF1的泵浦光对进入EDF1的信号光进行放大，并从EDF1的输出端输出到环形器3的端口1，从环形器3的端口1进入的信号光从环形器3的端口2输出到输出端1。
在以上实施例中，一组1455nm泵浦光，通过PBC合波以后，然后通过耦合器1等分为两份，然后每一份再通过一个耦合器分成两份，然后再分别通过环形器和WDM耦合到传输光纤和掺铒光纤，分别作为喇曼泵浦光和EDFA的泵浦光。两个传输方向来自下游光中继器的残余喇曼泵浦光通过另一环形器耦合输出，然后通过一个2*2耦合器混合，再从耦合器2、3的另一输入端输入，分成两路后分别注入铒纤和传输光纤。在该实施例中耦合器1和耦合器4为等比例耦合器，即50/50耦合器，耦合器2和耦合器3为不等比例耦合器，比如30/70耦合器。
光信号流向如下：业务信号光从Input1输入，然后依次经过环形器1，WDM1进入掺铒光纤1被放大，然后再经过环形器3，然后从Output1输出进入下游传输光纤。两路1455nm泵浦光经过PBC合波，然后经过耦合器1分为两路，其中一部分再通过耦合器2分为两路，比例较大的一路通过环形器1耦合注入到上游传输光纤中，比例较小的一路通过WDM1耦合注入掺铒光纤1；耦合器1分出的另一部分泵浦光以相同的方式最终耦合到另一条光纤链路的上游传输光纤和掺铒光纤2。下游光纤中残余的泵浦光从Output1端口输入，然后被环形器3耦合分出然后经过耦合器4等分成两路，其中一路经过耦合器2再分为两路，比例较小的一路通过环形器1耦合注入到上游传输光纤中，比例较大的一路通过WDM1耦合注入掺铒光纤1；另一路以相同的方式最终耦合到另一条光纤链路的上游传输光纤和掺铒光纤2。
四、
本发明实施例提供了另一种光中继器结构，如图13所示，本实施例结构可以与前述实施例中的图5以及图6A的组合对应。包括：WDM、GFF、Isolator、EDF、耦合器以及PBC。在图13中，有两个输入端(输入端1和输入端2，)两个输出端(输出端1和输出端2)分别对应相反方向的一对光路，两者是对称的，在本实施例中对其中一个光路进行说明，另一光路不再赘述。
在图13中，WDM1～WDM8中WDM1、WDM3、WDM5、WDM7属于上面一路光路，GFF1和GFF2中，GFF1属于上面一路光路，EDF1～EDF2中EDF1属于上面一路光路，Isolator 1～Isolator4中，Isolator 1和Isolator3属于上面一路光路，1455nm泵浦(pump)的泵浦源是两路光路共用的，耦合器1、耦合器2以及PBC均是两路光路共用的，在上面一路光路中，各器件的连接关系如下：
WDM1的输入端连接输入端1，WDM1的输出端1连接GFF1的输入端，WDM1的输出端2连接WDM3的输入端2；GFF1的输出端连接Isolator 1的输入端，Isolator 1的输出端连接WDM3的输入端1，WDM3的输出端连接EDF1的输入端，EDF1的输出端连接WDM5的输入端，WDM5的输出端1连接Isolator 3的输入端，WDM5的输出端2连接耦合器1的输出端1，Isolator 3的输出端连接WDM7的输入端1，WDM7的输出端连接输出端1；
1455nm的泵浦源1和1455nm的泵浦源2分别连接PBC的输入端1和输入端2，PBC的输出端连接耦合器1的输入端1，耦合器1的输出端1连接WDM5的输出端2，耦合器1的输出端2连接WDM6的输出端2；
WDM7的输入端2连接耦合器2的输入端1，WDM8的输入端2连接耦合器2的输入端2，耦合器2的输出端连接耦合器1的输入端2。
以下对光的传播方向进行详细说明：
图13所示的结构中，包含上下两条光路，其中Isolator所示的方向为信号光的传播方向，在图13中不再单独使用箭头标识。虚线箭头方向为反向泵浦光传播方向，实线箭头方向为光中继器内产生的泵浦光传播方向。所谓反向泵浦光是与信号光传播方向相反的泵浦光，正向泵浦光是与信号光传播方向相同的泵浦光。
在图13中，从输出端1和输出端2进入的反向的泵浦光分别来自于海缆光纤通信系统的下一个光中继器和上一个中继器；反向泵浦光的传播方向如下：
反向泵浦光从输出端1传入光中继器，进入WDM7的输出端，WDM7将反向泵浦光耦合出来从WDM7的输入端2传出，发往耦合器2的输入端1；反向泵浦光从输出端2传入光中继器，进入WDM8的输出端，WDM8将反向泵浦光耦合出来并从WDM8输入端2传出，发往耦合器2的输入端2；耦合器2将进入耦合器2的输入端1的反向泵浦光以及进入耦合器2的输入端2的反向泵浦光耦合，耦合器2将耦合后的反向泵浦光从耦合器2的输出端发往耦合器1的输入端2。
泵浦光的传播方向如下：
1455nm的泵浦源1和1455nm的泵浦源2分别产生1455nm的泵浦光，并分别进入PBC的输入端1和输入端2，PBC将进入PBC的输入端1和输入端2的泵浦光耦合并在PBC的输出端输出到耦合器1的输入端；
耦合器1将进入耦合器1的输入端1的泵浦光以及进入耦合器1的输入端2的反向泵浦光耦合，并分为两路泵浦光，其中一路在耦合器1的输出端1发往WDM5的输出端2，另一路发往WDM6的输出端2；
进入WDM5的输出端2的泵浦光，由WDM5耦合出并经WDM5的输入端发往EDF1的输出端，进入EDF1的泵浦光对经EDF1的信号光进行放大，残余的泵浦光经EDF1的输入端发往WDM3的输出端，WDM3将从WDM3的输出端进入的残余泵浦光耦合出，并经WDM3的输入端2发往WDM1的输出端2，WDM1将进入WDM1的输出端2的残余泵浦光耦合并从WDM1的输入端发往输入端1，这一路泵浦光将沿输入端1的方向传入海缆光纤通信系统上一个光中继器。
信号光的传播方向如下：信号光从输入端1进入光中继器，进入WDM1的输入端，并穿过WDM1经WDM1的输出端1进入GFF1的输入端，并穿过GFF1经GFF1的输出端进入Isolator1的输入端，Isolator 1放行从Isolator 1的输入端输入的信号光并从Isolator 1的输出端输出给WDM3的输入端1；WDM3将WDM3的输入端1输入的信号光从WDM3的输出端输出到EDF1的输入端，进入EDF1的泵浦光对进入EDF1的信号光进行放大，并从EDF1的输出端输出到WDM5的输入端，WDM5将WDM5的输入端输入的光信号从WDM5的输出端1输出给Isolator 3的输入端，Isolator 3放行从Isolator 3的输入端输入的信号光并从Isolator 3的输出端输出给WDM7的输入端1，WDM7将进入WDM7的输入端1的信号光从WDM7的输出端输出到输出端1。
值得注意的是，上述装置只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (31)

1.一种光中继器，其特征在于，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第一掺铒光纤、第一耦合器，第二耦合器以及第一泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第一掺铒光纤的输入端、所述第一掺铒光纤的输出端连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端连接所述第二耦合器的第一输入端，所述第二耦合器的输出端连接所述光中继器的第一输出端；第一泵浦光处理组件的输入端连接所述第二耦合器的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的输出端连接所述第一耦合器的第二输出端；
反向泵浦光从所述第一耦合器的第一输出端进入所述光中继器，经第二耦合器的输出端进入所述第二耦合器，第二耦合器耦合出进入所述第二耦合器的反向泵浦光，并经所述第二耦合器的第二输入端发送至所述第一泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过所述第一掺铒光纤、第一耦合器以及第二耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
第一泵浦光处理组件的输出端向所述第一耦合器的第二输出端发送泵浦光；所述泵浦光包含所述第一泵浦光处理组件自身产生的本端泵浦光和所述反向泵浦光；第一耦合器将所述第一耦合器的第二输出端接收到的泵浦光，经所述第一耦合器的输入端发往所述第一掺铒光纤的输出端，从所述第一掺铒光纤的输出端进入所述第一掺铒光纤；
其中，光中继器包含有至少两根光纤对应两条信号光路，这两条信号光路传播方向相反，所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光。
2.根据权利要求1所述光中继器，其特征在于，所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口。
3.根据权利要求1所述光中继器，其特征在于，若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光；
所述第一泵浦光处理组件包括：第一泵浦源，第一偏振合束器、第十耦合器、第十一耦合器；
第一泵浦源的输出端连接所述第一偏振合束器的输入端、第一偏振合束器的输出端连接所述第十耦合器的第一输入端，所述第十耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的输出端；
第十一耦合器的第一输入端作为所述第一泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十一耦合器的第二输入端作为所述第一泵浦光处理组件的第二输入端，所述第十一耦合器的第一输出端与所述第十耦合器的第二输入端连接；
所述第一泵浦源产生本端泵浦光并将所述本端泵浦光发送到所述第一偏振合束器的输入端，所述第一偏振合束器将所述第一偏振合束器的输入端进入的本端泵浦光经所述第一偏振合束器的输出端，发往所述第十耦合器的第一输入端；所述第十一耦合器将从所述第十一耦合器的第一输入端进入的反向泵浦光以及从所述第十一耦合器的第二输入端进入的反向泵浦光耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光在所述第十一耦合器的第一输出端发往所述第十耦合器的第二输入端；所述第十耦合器将从所述第十耦合器的第一输入端进入的本端泵浦光以及从所述第十耦合器的第二输入端进入的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分泵浦光从所述第十耦合器的第一输出端输出。
4.根据权利要求1至3任意一项所述光中继器，其特征在于，所述第二耦合器为第一环形器；所述第一环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第一环形器的第一端口为所述第二耦合器的第一输入端，所述第一环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第一环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
5.根据权利要求1至3任意一项所述光中继器，其特征在于，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
6.一种光中继器，其特征在于，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第一掺铒光纤、第一耦合器，第二耦合器以及第一泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第一掺铒光纤的输入端、所述第一掺铒光纤的输出端连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端连接所述第二耦合器的第一输入端，所述第二耦合器的输出端连接所述光中继器的第一输出端；第一泵浦光处理组件的输入端连接所述第二耦合器的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的输出端连接所述第一耦合器的第二输出端；
反向泵浦光从所述第一耦合器的第一输出端进入所述光中继器，经第二耦合器的输出端进入所述第二耦合器，第二耦合器耦合出进入所述第二耦合器的反向泵浦光，并经所述第二耦合器的第二输入端发送至所述第一泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过第三耦合器、所述第一掺铒光纤、第一耦合器以及第二耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
其中，光中继器包含有至少两根光纤对应两条信号光路，这两条信号光路传播方向相反，所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光；
其中，还包括：第三耦合器；所述第一泵浦光处理组件的输出端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输出端和所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；
所述第三耦合器的输入端连接所述光中继器的第一输入端，所述第三耦合器的第一输出端连接所述第一掺铒光纤的输入端；所述第三耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；所述第一耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第一输出端；
所述第一泵浦光处理组件的第二输出端向所述第三耦合器的第二输出端发送泵浦光；所述第三耦合器将所述第三耦合器的第二输出端接收到的泵浦光从所述第三耦合器的输入端发往所述光中继器的第一输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输出端向所述第一耦合器的第二输出端发送泵浦光；第一耦合器将所述第一耦合器的第二输出端接收到的泵浦光，经所述第一耦合器的输入端发往所述第一掺铒光纤的输出端。
7.根据权利要求6所述光中继器，其特征在于，所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光。
8.根据权利要求6至7任意一项所述光中继器，其特征在于，所述第二耦合器为第一环形器；所述第一环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第一环形器的第一端口为所述第二耦合器的第一输入端，所述第一环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第一环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
9.根据权利要求6至7任意一项所述光中继器，其特征在于，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
10.一种光中继器，其特征在于，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第一掺铒光纤、第一耦合器，第二耦合器以及第一泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第一掺铒光纤的输入端、所述第一掺铒光纤的输出端连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端连接所述第二耦合器的第一输入端，所述第二耦合器的输出端连接所述光中继器的第一输出端；第一泵浦光处理组件的输入端连接所述第二耦合器的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的输出端连接所述第一耦合器的第二输出端；
反向泵浦光从所述第一耦合器的第一输出端进入所述光中继器，经第二耦合器的输出端进入所述第二耦合器，第二耦合器耦合出进入所述第二耦合器的反向泵浦光，并经所述第二耦合器的第二输入端发送至所述第一泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过所述第一掺铒光纤、第一耦合器以及第二耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
其中，光中继器包含有至少两根光纤对应两条信号光路，这两条信号光路传播方向相反，所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光；
其中，还包括：第三耦合器；所述第一泵浦光处理组件的输出端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输出端和所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；
所述第三耦合器的输入端连接所述光中继器的第一输入端，所述第三耦合器的第一输出端连接所述第一掺铒光纤的输入端；所述第三耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；所述第一耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第一输出端；
所述第一泵浦光处理组件的第二输出端向所述第三耦合器的第二输出端发送泵浦光；所述第三耦合器将所述第三耦合器的第二输出端接收到的泵浦光从所述第三耦合器的输入端发往所述光中继器的第一输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输出端向所述第一耦合器的第二输出端发送泵浦光；第一耦合器将所述第一耦合器的第二输出端接收到的泵浦光，经所述第一耦合器的输入端发往所述第一掺铒光纤的输出端；
其中，还包括：第六耦合器；所述第一泵浦光处理组件的输出端还包括：所述第一泵浦光处理组件的第三输出端；
所述第六耦合器位于所述第三耦合器与所述第一掺铒光纤之间的信号光的光路中；所述第三耦合器的第一输出端连接所述第六耦合器的第一输入端，所述第一泵浦光处理组件的第三输出端连接所述第六耦合器的第二输入端，所述第六耦合器的输出端连接所述第一掺铒光纤的输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第三输出端向所述第六耦合器的第二输入端发送泵浦光；第六耦合器将所述第六耦合器的第二输入端接收到的泵浦光，经所述第六耦合器的输出端发往所述第一掺铒光纤的输入端。
11.根据权利要求10所述光中继器，其特征在于，所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光。
12.根据权利要求10至11任意一项所述光中继器，其特征在于，所述第二耦合器为第一环形器；所述第一环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第一环形器的第一端口为所述第二耦合器的第一输入端，所述第一环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第一环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
13.根据权利要求10至11任意一项所述光中继器，其特征在于，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
14.一种光中继器，其特征在于，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第一掺铒光纤、第一耦合器，第二耦合器以及第一泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第一掺铒光纤的输入端、所述第一掺铒光纤的输出端连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端连接所述第二耦合器的第一输入端，所述第二耦合器的输出端连接所述光中继器的第一输出端；第一泵浦光处理组件的输入端连接所述第二耦合器的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的输出端连接所述第一耦合器的第二输出端；
反向泵浦光从所述第一耦合器的第一输出端进入所述光中继器，经第二耦合器的输出端进入所述第二耦合器，第二耦合器耦合出进入所述第二耦合器的反向泵浦光，并经所述第二耦合器的第二输入端发送至所述第一泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过所述第一掺铒光纤、第一耦合器以及第二耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
其中，光中继器包含有至少两根光纤对应两条信号光路，这两条信号光路传播方向相反，所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光；
其中，还包括：第四耦合器、光隔离器以及第五耦合器；
所述第四耦合器、光隔离器以及第五耦合器依次连接于所述光中继器与所述第一掺铒光纤之间的信号光的光路中；所述第五耦合器的输入端与所述光中继器的第一输入端连接，所述第五耦合器的第一输出端与所述光隔离器的输入端连接，所述光隔离器的输出端与所述第四耦合器的第一输入端连接，所述第五耦合器的第二输出端与所述第四耦合器的第二输入端连接；
进入所述第一掺铒光纤的泵浦光对经所述第一掺铒光纤的信号光进行放大之后，进入所述第一掺铒光纤的泵浦的残余泵浦光经所述第一掺铒光纤的输出端发往所述第四耦合器的输出端，第四耦合器将所述第四耦合器的输出端接收到的残余泵浦光经所述第四耦合器的第二输入端发往所述第五耦合器的第二输出端，所述第五耦合器将所述第五耦合器的输出端接收到的残余泵浦光经所述第五耦合器的输入端发往所述光中继器的第一输入端。
15.根据权利要求14所述光中继器，其特征在于，所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光。
16.根据权利要求14所述光中继器，其特征在于，若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光；
所述第一泵浦光处理组件包括：第一泵浦源，第一偏振合束器、第十耦合器、第十一耦合器；
第一泵浦源的输出端连接所述第一偏振合束器的输入端、第一偏振合束器的输出端连接所述第十耦合器的第一输入端，所述第十耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的输出端；
第十一耦合器的第一输入端作为所述第一泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十一耦合器的第二输入端作为所述第一泵浦光处理组件的第二输入端，所述第十一耦合器的第一输出端与所述第十耦合器的第二输入端连接；
所述第一泵浦源产生本端泵浦光并将所述本端泵浦光发送到所述第一偏振合束器的输入端，所述第一偏振合束器将所述第一偏振合束器的输入端进入的本端泵浦光经所述第一偏振合束器的输出端，发往所述第十耦合器的第一输入端；所述第十一耦合器将从所述第十一耦合器的第一输入端进入的反向泵浦光以及从所述第十一耦合器的第二输入端进入的反向泵浦光耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光在所述第十一耦合器的第一输出端发往所述第十耦合器的第二输入端；所述第十耦合器将从所述第十耦合器的第一输入端进入的本端泵浦光以及从所述第十耦合器的第二输入端进入的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分泵浦光从所述第十耦合器的第一输出端输出。
17.根据权利要求14所述光中继器，其特征在于，所述第二耦合器为第一环形器；所述第一环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第一环形器的第一端口为所述第二耦合器的第一输入端，所述第一环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第一环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
18.根据权利要求14所述光中继器，其特征在于，所述第三耦合器为第二环形器；所述第二环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第二环形器的第一端口为所述第三耦合器的第二输出端，所述第二环形器的第二端口为所述第三耦合器的输入端，所述第二环形器的第三端口为所述第三耦合器的第一输出端。
19.根据权利要求14所述光中继器，其特征在于，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
20.一种光中继器，其特征在于，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第一掺铒光纤、第一耦合器，第二耦合器以及第一泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第一掺铒光纤的输入端、所述第一掺铒光纤的输出端连接所述第一耦合器的输入端，所述第一耦合器的第一输出端连接所述第二耦合器的第一输入端，所述第二耦合器的输出端连接所述光中继器的第一输出端；第一泵浦光处理组件的输入端连接所述第二耦合器的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的输出端连接所述第一耦合器的第二输出端；
反向泵浦光从所述第一耦合器的第一输出端进入所述光中继器，经第二耦合器的输出端进入所述第二耦合器，第二耦合器耦合出进入所述第二耦合器的反向泵浦光，并经所述第二耦合器的第二输入端发送至所述第一泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过所述第一掺铒光纤、第一耦合器以及第二耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
其中，光中继器包含有至少两根光纤对应两条信号光路，这两条信号光路传播方向相反，所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光；
其中，还包括：第三耦合器；所述第一泵浦光处理组件的输出端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输出端和所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；
所述第三耦合器的输入端连接所述光中继器的第一输入端，所述第三耦合器的第一输出端连接所述第一掺铒光纤的输入端；所述第三耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；所述第一耦合器的第二输出端连接所述第一泵浦光处理组件的第一输出端；
所述第一泵浦光处理组件的第二输出端向所述第三耦合器的第二输出端发送泵浦光；所述第三耦合器将所述第三耦合器的第二输出端接收到的泵浦光从所述第三耦合器的输入端发往所述光中继器的第一输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第一输出端向所述第一耦合器的第二输出端发送泵浦光；第一耦合器将所述第一耦合器的第二输出端接收到的泵浦光，经所述第一耦合器的输入端发往所述第一掺铒光纤的输出端；
其中，还包括：第六耦合器；所述第一泵浦光处理组件的输出端还包括：所述第一泵浦光处理组件的第三输出端；
所述第六耦合器位于所述第三耦合器与所述第一掺铒光纤之间的信号光的光路中；所述第三耦合器的第一输出端连接所述第六耦合器的第一输入端，所述第一泵浦光处理组件的第三输出端连接所述第六耦合器的第二输入端，所述第六耦合器的输出端连接所述第一掺铒光纤的输入端；
所述第一泵浦光处理组件的第三输出端向所述第六耦合器的第二输入端发送泵浦光；第六耦合器将所述第六耦合器的第二输入端接收到的泵浦光，经所述第六耦合器的输出端发往所述第一掺铒光纤的输入端；
其中，所述第一泵浦光处理组件包括：
第二泵浦源、第三泵浦源、第十二耦合器、第十三耦合器；
所述第二泵浦源的输出端与所述第十二耦合器的输入端连接，所述第十二耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的第二输出端；所述第三泵浦源的输出端与所述第十三耦合器的输入端连接，所述第十三耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的第三输出端；
第二泵浦源产生第一本端泵浦光，并经所述第二泵浦源的输出端将所述第一本端泵浦光发送至所述第十二耦合器的输入端，所述第十二耦合器将所述第十二耦合器的输入端进入的第一本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分第一本端泵浦光在所述第十二耦合器的第一输出端输出；
第三泵浦源产生第二本端泵浦光，并经所述第三泵浦源的输出端将所述第二本端泵浦光发送至所述第十三耦合器的输入端，所述第十三耦合器将所述第十三耦合器的输入端进入的第二本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分第二本端泵浦光在所述第十三耦合器的第一输出端输出；
来自第二耦合器的第二输出端的反向泵浦光从所述第一泵浦光处理组件的输入端进入，并直接从所述第一泵浦光处理组件的第一输出端输出至所述第一耦合器的第二输出端；
若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件的第一输入端为所述第一泵浦光处理组件与所述第二耦合器的第二输入端连接的端口；所述第一泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光，所述来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光直接从所述第一泵浦光处理组件的第一输出端输出至所述第一耦合器的第二输出端。
21.根据权利要求20所述所述光中继器，其特征在于，若所述第一泵浦光处理组件的输入端包括：所述第一泵浦光处理组件的第一输入端和所述第一泵浦光处理组件的第二输入端；所述第一泵浦光处理组件还包括：第十四耦合器；
所述第十四耦合器的第一输入端与作为所述第一泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十四耦合器的第二输入端与作为所述第一泵浦光处理组件的第二输入端，所述第十四耦合器的第一输出端作为所述第一泵浦光处理组件的第一输出端；
所述第十四耦合器将进入所述第十四耦合器的第一输入端的来自所述第二耦合器的反向泵浦光，以及进入所述第十四耦合器的第二输入端的来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光从所述第十四耦合器的第一输出端发往所述第一耦合器的第二输出端。
22.根据权利要求20至21任意一项所述光中继器，其特征在于，所述第二耦合器为第一环形器；所述第一环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第一环形器的第一端口为所述第二耦合器的第一输入端，所述第一环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第一环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
23.根据权利要求20至21任意一项所述光中继器，其特征在于，所述第三耦合器为第二环形器；所述第二环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第二环形器的第一端口为所述第三耦合器的第二输出端，所述第二环形器的第二端口为所述第三耦合器的输入端，所述第二环形器的第三端口为所述第三耦合器的第一输出端。
24.根据权利要求20至21任意一项所述光中继器，其特征在于，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
25.一种光中继器，其特征在于，包括：
光中继器的第一输入端、光中继器的第一输出端、第二掺铒光纤、第七耦合器、第八耦合器，第九耦合器以及第二泵浦光处理组件；
所述光中继器的第一输入端连接所述第九耦合器的输入端，第九耦合器的第一输出端连接所述第七耦合器的第一输入端，第七耦合器的输出端连接所述第二掺铒光纤，所述第二掺铒光纤的输出端连接所述第八耦合器的第一输入端，第八耦合器的输出端连接所述光中继器的输出端；所述第二泵浦光处理组件的输入端连接所述第八耦合器的第二输入端；所述第二泵浦光处理组件的第一输出端连接所述第九耦合器的第二输出端，所述第二泵浦光处理组件的第二输出端连接所述第七耦合器的第二输入端；
反向泵浦光从所述光中继器的第一输出端进入所述光中继器，经第八耦合器的输出端进入所述第八耦合器，第八耦合器耦合出进入所述第八耦合器的反向泵浦光，并经所述第八耦合器的第二输入端发送至所述第二泵浦光处理组件的输入端；
信号光从所述光中继器的第一输入端进入所述光中继器，依次经过所述第九耦合器、第七耦合器、第二掺铒光纤以及第八耦合器，最后经所述光中继器的第一输出端传出所述光中继器；
第二泵浦光处理组件的第一输出端向所述第九耦合器的第二输出端发送泵浦光；第二泵浦光处理组件的第二输出端向所述第七耦合器的第二输入端发送泵浦光；所述泵浦光包含所述第二泵浦光处理组件自身产生的本端泵浦光和所述反向泵浦光；进入所述第九耦合器的第二输出端的泵浦光经所述第九耦合器的输入端，从所述光中继器的第一输入端传出所述光中继器；进入所述第七耦合器的第二输入端的泵浦光被所述第七耦合器耦合，并在所述第七耦合器的输出端发往所述第二掺铒光纤的输入端；
其中，光中继器包含有至少两根光纤对应两条信号光路，这两条信号光路传播方向相反，所述第二泵浦光处理组件的第二输入端接收来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光。
26.根据权利要求25所述光中继器，其特征在于，所述第二泵浦光处理组件的输入端包括：所述第二泵浦光处理组件的第一输入端和所述第二泵浦光处理组件的第二输入端；
所述第二泵浦光处理组件的第一输入端为所述第二泵浦光处理组件与所述第八耦合器的第二输入端连接的端口。
27.根据权利要求26所述光中继器，其特征在于，所述第二泵浦光处理组件包括：
第四泵浦源、第二偏振合束器、第十五耦合器、第十六耦合器、以及第十七耦合器；
所述第四泵浦源的输出端与所述第二偏振合束器的输入端连接，所述第二偏振合束器的输出端与所述第十五耦合器的输入端连接，所述第十五耦合器的第一输出端与所述第十六耦合器的第一输入端连接，所述第十六耦合器的第一输出端作为所述第二泵浦光处理组件的第一输出端，所述第十六耦合器的第二输出端作为所述第二泵浦光处理组件的第二输出端；所述第十七耦合器的第一输入端作为所述第二泵浦光处理组件的第一输入端，所述第十七耦合器的第二输入端作为所述第二泵浦光处理组件的第二输入端；所述第十七耦合器的第一输出端与所述是十六耦合器的第二输入端连接；
第四泵浦源产生本端泵浦光，并经所述第二泵浦源的输出端将所述本端泵浦光发送至所述第二偏振合束器的输入端，经所述第二偏振合束器的输出端发往所述第十五耦合器的输入端，所述第十五耦合器对进入所述第十五耦合器的本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分本段泵浦光发送所述第十六耦合器的第一输入端；所述第十七耦合器将进入所述第十七耦合器的第一输入端的来自所述第八耦合器的反向泵浦光，以及进入所述第十七耦合器的第二输入端的来自与所述信号光相对一侧信号光的光路的反向泵浦光进行耦合，并将耦合得到的部分反向泵浦光经所述第十七耦合器的第一输出端发往所述第十六耦合器的第二输入端；所述第十六耦合器将进入所述第十六耦合器的第二输入端的反向泵浦光，以及进入所述第十六耦合器的第一输入端的本端泵浦光进行耦合，并将耦合得到的一部分泵浦光经所述第十六耦合器的第一输出端发往所述第九耦合器，将耦合得到的另一部分泵浦光经所述第十六耦合器的第二输出端发往所述第七耦合器。
28.根据权利要求25至27任意一项所述光中继器，其特征在于，所述第八耦合器为第三环形器；所述第三环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第三环形器的第一端口为所述第八耦合器的第一输入端，所述第三环形器的第二端口为所述第二耦合器的输出端，所述第三环形器的第三端口为所述第二耦合器的第二输入端。
29.根据权利要求25至27任意一项所述光中继器，其特征在于，所述第九耦合器为第四环形器；所述第四环形器为：按照第一端口、第二端口以及第三端口顺序连接的环形器；
所述第四环形器的第一端口为所述第九耦合器的第二输出端，所述第四环形器的第二端口为所述第九耦合器的输入端，所述第四环形器的第三端口为所述第九耦合器的第一输出端。
30.根据权利要求25至27任意一项所述光中继器，其特征在于，所述信号光的光路中还串接有增益平坦滤波器。
31.一种光纤通信系统，包括：光缆，光缆内置光中继器，其特征在于，所述光中继器为权利要求1～30任意一项的光中继器。
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