CN100390585C - 光纤总线结构和光纤总线网 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够有效维持光纤中的光信号强度的光纤总线结构。本发明的设计思想是在光总线结构中增加具有信号放大功能的光中继器，将衰落的光信号增强后继续传输，以有效维持光总线结构中的信号强度。采用本发明的技术方案后，光总线中的光信号能在各个光中继器处得到有效的放大和增强，使本发明的光纤总线网络能够支持足够数量的光收发机。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信网络，更具体地说，涉及光纤总线结构和采用上述的光纤总线结构构筑的光纤总线网。
背景技术
由于光纤具有容量大、速度快、受干扰小的特点，越来越多的有线通信网络希望使用光纤作为其通信线路。目前，有一种光纤通信网络，也称为光纤总线的涉及方案，其网络设计图如图1所示，包括如下的结构：
在一光纤100上连接多个光收发机102(1)-102(n)，每个光收发机包含一个光接收单元(RX)106(1)-106(n)和一个光发射单元(TX)104(1)-104(n)，光发射单元(TX)104连接到位于光纤100上的一光耦合器110，而光接收单元106连接到位于光纤100上的一光分路器108，从而与光芯100进行通信。熟悉本领域的人员都能了解，光分路器108和光耦合器110其实是一样的光学器件，只是根据的作用不同而称为光耦合器或者是光分路器。现有技术的技术方案中在光纤100的一端(可以看作是一个端点)直接将光纤的发射纤和接收纤耦合已形成一个完整的光信号回路。这种技术方案，从原理上能够实现光收发机互相收发，但是在实际实现的过程中，该方案是无法实施的。因为每通过一级光耦合器或光分路器就有光功率衰耗，光信号在过度衰减后光收发机102的接收单元106(RX)将不能够将光信号回复成最终接收电路能够处理的电信号
采用目前通用的光通信信号强度和常用的光耦合器、光分路器(参考图2，图2是常用的该种光学器件的信号衰减情况示意图)的衰减情况进行计算：
假设光收发机的发射功率(Pt)为-7dbm，接收灵敏度(Pr)为-30dbm，光耦合器和光分路器都采用10％比90％耦合比或分光比，插入损耗的理论值为经过10％端10db和经过90％端为0.46db。暂且不计线路和连接器衰耗。总线上所有的光收发机能够正常工作(即接收的信号强度足够时)的条件为：
光信号经过从最远光收发机发射端到最远接收端的衰耗P后，要大于光收发机接收灵敏度值(Pr)-30dbm。
方程式为：P＝20+2*n*0.46， -Pt-P＞＝-Pr，
能够接入到无源光总线上的光收发机数量n＜＝3。
通过上述的分析可知，现有技术的技术方案只能够支持最多3个光收发机，并且这还是在部计算线路和连接器的损耗的情况下，就实际实现而言，上述的技术方案仅能够支持2个收发机正常工作。因此，该种方案的实际应用价值很低。
于是，领域内就需要一种能够支持足够数量的光收发机的光总线结构，其能够在经过多级传输之后仍然维持足够的信号强度。
发明内容
为了克服现有技术中光信号经多级传输后急剧衰落的缺陷，本发明的目的是提供一种能够有效维持光纤中的光信号强度的光纤总线结构。本发明的设计思想是在光总线结构中增加具有信号放大功能的光中继器，将衰落的光信号增强后继续传输，以有效维持光总线结构中的信号强度。
根据本发明的一个方面，提供一种两芯光纤总线结构，所述光纤内具有两路传输相反方向光信号的光芯，其中一路光芯上具有多个光耦合器而另一路光芯上具有对应的多个光分路器；
所述总线还包括多个光收发机，每个光收发机包含一个光接收单元和一个光发射单元，所述光发射单元连接到一光耦合器，所述光接收单元连接到一光分路器与所述光芯进行通信，
其特征在于，该两芯光纤总线的一端具有一第一光中继器，所述第一光中继器包括，
光接收单元，用于从所述光纤上的一个光耦合器接收光信号；
信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形；以及
光发射单元，用于将所放大的光信号发射给所述光纤上的一个光分路器。
该光纤总线的另一端可以是开放式的。较佳的，所述光收发机中也可包括所述信号放大整形单元。而所述第一光中继器中还可以包括波长转换单元，用于转换所述光信号的波长。
根据本发明的另一方面，提供一种两芯光纤总线网，采用如前面所述的两芯光纤总线结构，由多个两芯光纤总线结构级连而成，每个所述两芯光纤总线结构称为一总线段，其光纤内具有两路传输相反方向光信号的光芯，其中一路光芯上具有多个光耦合器而另一路光芯上具有对应的多个光分路器；
所述两芯光纤总线网还包括多个光收发机，每个光收发机包含一个光接收单元和一个光发射单元，所述光发射单元连接到一光耦合器，所述光接收单元连接到一光分路器与所述光芯进行通信；其中
第一级总线段的一端为开放式结构，另一端连接一第二光中继器，所述第二光中继器包括，
第一光收发单元组，包括一光接收单元、一光发射单元以及信号放大整形单元，用于从上一级总线段的光纤上的一个光耦合器接收光信号并经放大整形后发射至下一级总线段的光纤上；
第二光收发单元组，包括一光接收单元、一光发射单元以及信号放大整形单元，用于从下一级总线段的光纤上的一个光分路器接收光信号并经放大整形后发射至上一级总线段的光纤上；
最后一级总线段的一端连接一所述第一光中继器，另一端连接一第二光中继器；
而位于中间的其余总线段的两端均连接一所述第二光中继器。
根据本发明的第三方面，提供一种单芯光纤总线结构，在同一路光芯中具有传输方向相反的光信号，其中，所述传输方向相反的光信号的波长不同，所述光纤上包括多个具有两个波长窗口的光耦合/分路器以及与其对应的波分复用器，每个所述光耦合/分路器通过所述波分复用器与一光收发机进行通信，所述光收发机包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第二波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第一波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
所述单芯光纤总线的一端为开放式结构，另一端通过一波分复用器连接一第三光中继器，所述光中继器包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第一波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第二波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信。
较佳的，所述光收发机中也可包括信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形。
根据本发明的第四方面，提供一种单芯光纤总线网，采用如前面所述的单芯光纤总线结构，包括至少两条单芯光纤总线结构，其中，每一条单芯光纤总线结构在同一路光芯中具有传输方向相反的光信号，所述传输方向相反的光信号的波长不同，所述单芯光纤总线网上包括多个具有两个波长窗口的光耦合/分路器以及与其对应的波分复用器，每个所述光耦合/分路器通过所述波分复用器与一光收发机进行通信，所述光收发机包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第二波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第一波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
所述单芯光纤总线结构的一端为开放式结构，另一端通过一波分复用器连接一第三光中继器，所述光中继器包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第一波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第二波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
其中，两条单芯光纤总线上的光收发机具有相互对应关系，第一路单芯光纤总线结构的一光收发机与第二路单芯光纤总线结构上与其对应的光收发机相通信，即，所述第一路单芯光纤总线结构的光收发机的光接收单元与所述第二路单芯光纤总线结构的光收发机的光接收单元可相互通信；而所述第一路单芯光纤总线结构的光收发机的光发射单元与所述第二路单芯光纤总线结构的光收发机的光发射单元可相互通信。
根据本发明的第五方面，提供一种单芯光纤总线网，采用如前面所述的单芯光纤总线结构，包括至少两条单芯光纤总线结构，其中每一条单芯光纤总线结构在同一路光芯中具有传输方向相反的光信号，所述传输方向相反的光信号的波长不同，所述单芯光纤总线网上包括多个具有两个波长窗口的光耦合/分路器以及与其对应的波分复用器，每个所述光耦合/分路器通过所述波分复用器与一光收发机进行通信，所述光收发机包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第二波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第一波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
其中，第一路单芯光纤总线结构的一端为开放式结构，该第一路单芯光纤总线结构上有至少一个光耦合/分路器不连接至所述光收发机，该第一路单芯光纤总线结构的另一端通过一波分复用器连接一第三光中继器，所述第三光中继器包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第一波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第二波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
而第二路单芯光纤总线结构的一端为开放式结构，另一端的一光耦合/分路器直接连接至所述第一路单芯光纤总线结构中未连接光收发机的光耦合/分路器。
采用本发明的技术方案后，光总线中的光信号能在各个光中继器处得到有效的放大和增强，使本发明的光纤总线网络能够支持足够数量的光收发机。
附图说明
本发明的特征和优点将通过下面结合附图的描述而变得更加明显，其中：
图1是现有技术中光纤总线网络的结构图；
图2是常用的光耦合/分路器件的信号衰减示意图；
图3是按照本发明的两芯光纤总线结构的一个实施例的结构图；
图4是按照本发明的两芯光纤总线网的一个实施例的结构图；
图5是按照本发明的单芯光纤总线结构的一个实施例的结构图；
图6是按照本发明的单芯光纤总线网的一个实施例的结构图；
图7是按照本发明的单芯光纤总线网的另一个实施例的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来进一步说明本发明的技术方案。
图3是按照本发明的两芯光纤总线结构的一个实施例的结构图。该实施例中公开了一种两芯光纤总线结构300，光纤内具有两路传输相反方向光信号的光芯302和304，所述两路光芯上分别具有多个光耦合器306(1)-306(n)和与其对应的多个光分路器308(1)-308(n)。需要说明的是，光耦合器和光分路器为同一种无源光器件，根据实际使用达到的功能被称为光耦合器和光分路器
该总线300还包括多个光收发机310(1)-310(n)，每个光收发机包含一个光接收单元(RX)312和一个光发射单元(TX)314，光发射单元314连接到一光耦合器306，光接收单元312连接到一光分路器308与光芯302、304进行通信，
该总线的特点在于，该两芯光纤总线300的一端具有一第一光中继器316，第一光中继器316包括，
光接收单元(RX)312，用于从光纤300上的一个光耦合器306接收光信号；
信号放大整形单元(图中未示出)，用于将所接收的光信号进行放大和整形；以及
光发射单元(TX)314，用于将所放大的光信号发射给光纤300上的一个光分路器308。
这样，两芯光纤300上通过光耦合器306(1)～306(n)和光分路器308(1)～308(n)，就可并联n个光收发机310(1)～310(n)。光纤左端虚线表示的开放端可以继续并联其他n个的光收发机。当光纤300上的任一光收发机310(n)的发射单元(TX)314发出光信号后，信号通过光耦合器306进入发射纤(光芯302)，在穿越其右边的光耦合器306(n-1)至306(1)后信号逐步衰减，最后进入第一光中继器316的接收单元(RX)312。光中继器316对接收到的信号放大整形后通过发送单元(TX)314发射到接收纤(光芯304)，通过光分路器308(1)～308(n)将光信号送到n个光收发机310的光接收单元(RX)312。
上述的两芯光纤总线结构300中，光纤总线300的另一端可以是开放式的。较佳的，在各个光收发机310中也可包括信号放大整形单元。而光中继器316中还可以包括波长转换单元，用于转换光信号的波长。
图4是按照本发明的两芯光纤总线网的一个实施例的结构图。该实施例中提供一种两芯光纤总线网400，采用如前面所述的光纤总线结构，由多个两芯光纤总线结构级连而成，每个所述两芯光纤总线结构称为一总线段，其光纤内具有两路传输相反方向光信号的光芯402、404，两路光芯上分别具有多个光耦合器406(1)-406(n)和与其对应的多个光分路器408(1)-408(n)；
该总线还包括多个光收发机410(1)-410(n)，每个光收发机410包含一个光接收单元(RX)412和一个光发射单元(TX)414，光发射单元414连接到一光耦合器，光接收单元412连接到一光分路器与光芯402、404进行通信；其中
第一级总线段的一端为开放式结构，另一端连接一第二光中继器416，第二光中继器416包括，
第一光收发单元组(RX1、TX1)，包括一光接收单元(RX1)、一光发射单元(TX1)以及信号放大整形单元(图中未示出)，用于从上一级总线段的光纤上的一个光耦合器接收光信号并经放大整形后发射至下一级总线段的光纤上；
第二光收发单元组(RX2、TX2)，包括一光接收单元(RX2)、一光发射单元(TX2)以及信号放大整形单元，用于从下一级总线段的光纤上的一个光分路器接收光信号并经放大整形后发射至上一级总线段的光纤上；
最后一级总线段的一端连接一第一光中继器316，另一端连接一第二光中继器416；
而位于中间的其余总线段的两端均连接一第二光中继器416。
在参考图4所示的具体实施例，其包括三个总线段构成的总线网。位于第一和第二总线段之间以及第二和第三总线段之间的光中继器是第二光中继器416(1)和416(2)，第三总线段的另一端的光中继器是第一光中继器316，而第一总线段的另一端是开放式的结构。416(1)的光收发单元一(RX1和TX1)从第一总线段发射纤上收到的光信号放大整形后发射到第二总线段的发射纤上，416(2)的光收发单元一(RX1和TX1)从第二总线段发射纤上收到的光信号放大整形后发射到第三总线段的发射纤上，第三总线段另一端第一光中继器316的将第三总线段的发射纤上收到的光信号发大整形后发射到第三总线段的接收纤上。416(2)的光收发单元二(RX2和TX2)从第三总线段接收纤上收到的光信号放大整形后发射到第二总线段的接收纤上，416(1)的光收发单元二(RX2和TX2)从第二总线段接收纤上收到的光信号放大整形后发射到第一总线段的接收上。
图5是按照本发明的单芯光纤总线结构的一个实施例的结构图。该实施例是一种单芯光纤总线结构500，在同一路光芯中具有传输方向相反的光信号，相反传输方向的光信号的波长不同，光纤502上包括多个具有两个波长窗口的光耦合/分路器504(1)-504(n)以及与其对应的波分复用器506(1)-506(n)，每个光耦合/分路器504通过波分复用器506连接与一光收发机510进行通信，光收发机510包括：
光接收单元(RX)512，用于通过波分复用器506从所述光耦合/分路器接收第二波长λ2的光信号；
波长变换单元(图中未示出)，用于变换所述光信号的波长；
光发射单元(TX)514，用于向波分复用器506发射第一波长λ1的光信号以实现与所述光耦合/分路器504的通信；
该单芯光纤总线500的一端为开放式结构，另一端通过一波分复用器506连接一第三光中继器508，第三光中继器508包括：
光接收单元(RX)512，用于通过波分复用器506从光耦合/分路器504接收第一波长λ1的光信号；
波长变换单元(图中未示出)，用于变换光信号的波长；
信号放大整形单元(图中未示出)，用于将所接收的光信号进行放大和整形；
光发射单元(TX)514，用于向波分复用器506发射第二波长λ2的光信号以实现与光耦合/分路器506的通信。
参考图5的实施例，504(1)～504(n)是具有两个波长(λ1和λ2)窗口的光耦合器/分路器，506(1)～506(n)是λ1和λ2的波分复用器。光收发机510(n)发射的光信号波长为λ1，通过波分复用器506(n)到达504(n)进入单纤光总线。在经过504(n-1)至504(1)后进入506(0)。506(0)将λ1分离出来送入第三光中继器508的接收单元(RX)512，经过放大整形处理后508以λ2的波长将光信号发射，通过506(0)再次进入单纤光总线。再通过504(1)～504(n)进入506(1)～506(n)后分离出λ2波长的光信号，进入510(1)～510(n)。第三光中继器508在单纤光总线中除起到放大整形等所述第一光中继器的作用外，还起到波长转换的作用。
图6是按照本发明的单芯光纤总线网的一个实施例的结构图。该实施例公开了一种单芯光纤总线网600，采用如前面所述的单芯光纤总线结构，包括至少两条单芯光纤总线结构602(1)、602(2)，其中，每一条单芯光纤总线结构在同一路光芯中具有传输方向相反的光信号，所述相反传输方向的光信号的波长不同，所述光纤上包括多个具有两个波长窗口的光耦合/分路器604(1)-604(n)以及与其对应的波分复用器606(n)，每个光耦合/分路器604通过波分复用器606连接与一光收发机610进行通信，光收发机610包括：
光接收单元(RX)612，用于通过波分复用器606从光耦合/分路器604接收第二波长的光信号；
波长变换单元(图中未示出)，用于变换所述光信号的波长；
光发射单元(TX)614，用于向波分复用器606发射第一波长的光信号以实现与光耦合/分路器604的通信；
每一个单芯光纤总线结构602(1)、602(2)的一端为开放式结构，另一端通过一波分复用器606连接一第三光中继器608，光中继器608包括：
光接收单元(RX)612，用于通过波分复用器606从光耦合/分路器604接收第一波长的光信号；
波长变换单元(图中未示出)，用于变换所述光信号的波长；
信号放大整形单元(图中未示出)，用于将所接收的光信号进行放大和整形；
光发射单元(TX)614，用于向波分复用器606发射第二波长的光信号以实现与光耦合/分路器604的通信：
其中，两条单芯光纤总线602(1)、602(2)上的光收发机具有相互对应关系，第一路单芯光纤总线结构602(1)的一光收发机610(x)与第二路单芯光纤总线结构602(2)上与其对应的光收发机610(x)相通信，即，第一路单芯光纤总线结构602(1)的光收发机610(x)的光接收单元(RX)与第二路单芯光纤总线结构602(2)的光收发机610(x)的光接收单元(RX)可相互通信；而第一路单芯光纤总线结构602(1)的光收发机610(x)的光发射单元(TX)与第二路单芯光纤总线结构602(2)的光收发机610(x)的光发射单元(TX)可相互通信。
这样，图6所示的总线系统可以通过1+1冗余和并发优收的方式实现保护。如图6所示，所有的光收发机具有两组光收发单元A和B，分别接入工作方向相反的两条单芯光总线上。通过两台第三光中继器608(1)和608(2)实现中继和波长转换。每个光收发机同时发出两个相同的光信号分别进入光纤A和光纤B。正常情况下每个光收发机接收到两个相同的光信号，根据信号优劣选择一个作为实际接收信号。如果这时候产生一根光纤断裂或和一个光中继器故障，或者610(n)的一个光收发单元损坏或一个波分复用器606损坏都不会影响整个系统各个光收发机610的正确工作。从而实现了保护功能。
图7是按照本发明的单芯光纤总线网的另一个实施例的结构图。该实施例公开了一种单芯光纤总线网700，采用如前面所述的单芯光纤总线结构，包括至少两条单芯光纤总线结构702(1)、702(2)其中，其中每一条单芯光纤总线结构702在同一路光芯中具有传输方向相反的光信号，相反传输方向的光信号的波长不同，所述光纤上包括多个具有两个波长窗口的光耦合/分路器704以及与其对应的波分复用器706，每个光耦合/分路器704通过波分复用器706连接与一光收发机710进行通信，光收发机710包括：
光接收单元(RX)712，用于通过波分复用器706从光耦合/分路器704接收第二波长的光信号；
波长变换单元(图中未示出)，用于变换所述光信号的波长；
光发射单元(TX)714，用于向波分复用器706发射第一波长的光信号以实现与光耦合/分路器704的通信；
其中，第一路所述单芯光纤总线结构702(1)的一端为开放式结构，该光纤总线上有至少一个光耦合/分路器704(x)不连接至光收发机710，该光纤总线的另一端通过一波分复用器706连接一第三光中继器708，第三光中继器708包括：
光接收单元(RX)712，用于通过波分复用器706从光耦合/分路器704接收第一波长的光信号；
波长变换单元(图中未示出)，用于变换所述光信号的波长；
信号放大整形单元(图中未示出)，用于将所接收的光信号进行放大和整形；
光发射单元(TX)714，用于向波分复用器706发射第二波长的光信号以实现与光耦合/分路器704的通信：
而第二路单芯光纤总线结构702(2)的一端为开放式结构，另一端的一光耦合/分路器704直接连接至第一路光纤总线结构702(1)中未连接的光耦合器/分路器704(x)。
当单芯总线需要分支时，可采用在总线上某个光分路器直接连接光收发机的分支级联一个光分路器实现。如图所示的在总线段702(1)光分路器704(2)向下的分支上在级联一个光分路器704(t1)，通过704(t1)增加一条分支的总线段702(2)，将710(t1)至710(tn)加入总线。
采用了本发明的技术方案后，在采用光中继器的情况下，总线所有光收发机能够正常工作的条件为：
a.光信号经过从最远光收发机发射端到中继器接收端的衰耗P后，要大于光中继器的接收灵敏度值(Prr)-30dbm。
方程式为：
P＝10+n*0.46， -Pt-P＞＝-Prr，
能够接入到光总线上的光收发机数量n＜＝28，
b.光信号经过从中继器发射端到最远光收发机接收端的衰耗P后，要大于光收发机的接收灵敏度值(Pr)-30dbm。
方程式为：
P＝10+n*0.46，-Ptr-P＞＝-Pr，
能够接入到光总线上的光收发机数量n＜＝28，
同时满足条件a和条件b，n＜＝28。
既使用一个光中继器可以支持20多个光收发机的正常工作，在多级级连的光总线中，通过多级光中继器的中继，可以支持更多的光收发机工作。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (9)
1.一种两芯光纤总线结构，所述光纤内具有两路传输相反方向光信号的光芯，其中一路光芯上具有多个光耦合器而另一路光芯上具有对应的多个光分路器；
所述总线还包括多个光收发机，每个光收发机包含一个光接收单元和一个光发射单元，所述光发射单元连接到一光耦合器，所述光接收单元连接到一光分路器与所述光芯进行通信，
其特征在于，该两芯光纤总线的一端具有一第一光中继器，所述第一光中继器包括，
光接收单元，用于从所述光纤上的一个光耦合器接收光信号；
信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形；以及
光发射单元，用于将所放大的光信号发射给所述光纤上的一个光分路器。
2.如权利要求1所述的两芯光纤总线结构，其特征在于，所述光纤总线的另一端是开放式的。
3.如权利要求1或2所述的两芯光纤总线结构，其特征在于，所述光收发机中包括所述信号放大整形单元。
4.如权利要求1或2所述的两芯光纤总线结构，其特征在于，所述第一光中继器中还包括波长转换单元，用于转换所述光信号的波长。
5.一种两芯光纤总线网，其特征在于，采用如权利要求1至4中任一项所述的两芯光纤总线结构，由多个两芯光纤总线结构级连而成，每个所述两芯光纤总线结构称为一总线段，其光纤内具有两路传输相反方向光信号的光芯，其中一路光芯上具有多个光耦合器而另一路光芯上具有对应的多个光分路器；
所述两芯光纤总线网还包括多个光收发机，每个光收发机包含一个光接收单元和一个光发射单元，所述光发射单元连接到一光耦合器，所述光接收单元连接到一光分路器与所述光芯进行通信；其中
第一级总线段的一端为开放式结构，另一端连接一第二光中继器，所述第二光中继器包括，
第一光收发单元组，包括一光接收单元、一光发射单元以及信号放大整形单元，用于从上一级总线段的光纤上的一个光耦合器接收光信号并经放大整形后发射至下一级总线段的光纤上；
第二光收发单元组，包括一光接收单元、一光发射单元以及信号放大整形单元，用于从下一级总线段的光纤上的一个光分路器接收光信号并经放大整形后发射至上一级总线段的光纤上；
最后一级总线段的一端连接一所述第一光中继器，另一端连接一第二光中继器；
而位于中间的其余总线段的两端均连接一所述第二光中继器。
6.一种单芯光纤总线结构，在同一路光芯中具有传输方向相反的光信号，其特征在于，所述传输方向相反的光信号的波长不同，所述光纤上包括多个具有两个波长窗口的光耦合/分路器以及与其对应的波分复用器，每个所述光耦合/分路器通过所述波分复用器与一光收发机进行通信，所述光收发机包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第二波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第一波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
所述单芯光纤总线的一端为开放式结构，另一端通过一波分复用器连接一第三光中继器，所述光中继器包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第一波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第二波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信。
7.如权利要求6所述的单芯光纤总线结构，其特征在于，所述光收发机中包括信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形。
8.一种单芯光纤总线网，其特征在于，采用如权利要求6或7中所述的单芯光纤总线结构，包括至少两条单芯光纤总线结构，每一条单芯光总线结构在同一路光芯中具有传输方向相反的光信号，所述传输方向相反的光信号的波长不同，所述单芯光纤总线网上包括多个具有两个波长窗口的光耦合/分路器以及与其对应的波分复用器，每个所述光耦合/分路器通过所述波分复用器与一光收发机进行通信，所述光收发机包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第二波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第一波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
所述单芯光纤总线结构的一端为开放式结构，另一端通过一波分复用器连接一第三光中继器，所述光中继器包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第一波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第二波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
其中，两条单芯光纤总线上的光收发机具有相互对应关系，第一路单芯光纤总线结构的一光收发机与第二路单芯光纤总线结构上与其对应的光收发机相通信，即，所述第一路单芯光纤总线结构的光收发机的光接收单元与所述第二路单芯光纤总线结构的光收发机的光接收单元相互通信；而所述第一路单芯光纤总线结构的光收发机的光发射单元与所述第二路单芯光纤总线结构的光收发机的光发射单元相互通信。
9.一种单芯光纤总线网，其特征在于，采用如权利要求6或7中所述的单芯光纤总线结构，包括至少两条单芯光纤总线结构，其中每一条单芯光纤总线结构在同一路光芯中具有传输方向相反的光信号，所述传输方向相反的光信号的波长不同，所述单芯光纤总线网上包括多个具有两个波长窗口的光耦合/分路器以及与其对应的波分复用器，每个所述光耦合/分路器通过所述波分复用器与一光收发机进行通信，所述光收发机包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第二波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第一波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
其中，第一路单芯光纤总线结构的一端为开放式结构，该第一路单芯光纤总线结构上有至少一个光耦合/分路器不连接至所述光收发机，该第一路单芯光纤总线结构的另一端通过一波分复用器连接一第三光中继器，所述第三光中继器包括：
光接收单元，用于通过所述波分复用器从所述光耦合/分路器接收第一波长的光信号；
波长变换单元，用于变换所述光信号的波长；
信号放大整形单元，用于将所接收的光信号进行放大和整形；
光发射单元，用于向所述波分复用器发射第二波长的光信号以实现与所述光耦合/分路器的通信；
而第二路单芯光纤总线结构的一端为开放式结构，另一端的一光耦合/分路器直接连接至所述第一路单芯光纤总线结构中未连接光收发机的光耦合/分路器。
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