CN101369085A - 多端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器 - Google Patents

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CN101369085A CNA2007101467228A CN200710146722A CN101369085A CN 101369085 A CN101369085 A CN 101369085A CN A2007101467228 A CNA2007101467228 A CN A2007101467228A CN 200710146722 A CN200710146722 A CN 200710146722A CN 101369085 A CN101369085 A CN 101369085A
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Abstract

本发明提供一种多输入输出端口单纤双向掺铒光纤放大器，应用于单纤双向光纤通信系统，对上行光信号和下行光信号直接进行放大，具有多个输入输出端口，特别适合于光接入网和光纤CATV网双向化改造、成本与传统掺铒光纤放大器相近。

Description

多端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器
技术领域
本发明涉及单纤双向光纤通信中光信号的放大技术，特别是光接入网和光纤有线电视(CATV)网双向化改造中光信号的放大技术。
背景技术
传统的掺铒光纤放大器主要由掺铒光纤、泵浦光源，光耦合器、光隔离器以及光滤波器等组成，只能对单向传输的信号进行放大。掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、无源光接入网、光纤有限电视网、军用系统(雷达多路数据复接、数据传输、制导等)等领域。传统的CATV网采用同轴电缆、每隔几百米就要放大，网的服务半径约7km。采用光放大器的光纤CATV网，不但可大大增加分配用户数，网径亦可大大扩大。最近发展表明，光纤/同抽电缆混合式的分配网取两者的长处，具有很强的竞争力。随着CATV与光纤/同轴电缆混合网(HFC)相结合，光纤CATV网迎来了一个大力发展、实现双向通信业务的时机，即CATV公司在为用户提供电视节目服务的同时，利用回传通道满足企事业单位的数据通信业务和居民用户的电话业务需求，具有很大的开发价值。
单纤双向传输系统用一根光纤完成双向传输任务，节约了光纤、分路器和活动连接器，而且网管系统判断故障比较容易，因而获得了广泛的应用。由于传统的EDFA只能是一种单向光纤放大器，不能同时对上行光信号和下行光信号直接进行放大。目前单纤双向传输系统中下行光信号(1550nm)是经粗波分复用器进入掺铒光纤放大器放大后继续下行。而来自用户的上行(回传)光信号(1310nm)经粗波分复用器进入光电中继器放大后，再经粗粗波分复用器与下行光信号耦合进入同一根光纤上传给前端，完成上行信号的传输。由于下行光信号由EDFA直接放大，而上行信号需通过光电中继器进行放大，因此这种放大方式成本高。由于所用粗波分复用器的隔离度一般只有15dB左右，上行信号与下行信号之间存在串话干扰。另一方面，在无源光接入网或光纤CATV网中，下行信号输出端和上行信号的输入端通常有几个、十几个甚至几十个端口，而通常的掺铒光纤放大器只有一个输入端口和一个输出端口，不能适应无源光接入网或光纤CATV网要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种适合无源光接入网或光纤CATV网要求、成本与传统掺铒光纤放大器相近、上行信号与下行信号之间的串话干扰低、具有多端口输入输出的单纤双向掺铒光纤放大器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
(1)上行光信号和下行光信号均采用直接光放大技术。
(2)用光环形器代替目前单纤双向传输系统中粗波分复用器和掺铒光纤放大器中的光隔离器。
(3)将光耦合器嵌入掺铒光纤放大器。
采用上述技术方案可以实现下列有益效果：
(1)利用一个双向掺铒光纤放大器同时对上行光信号和下行光信号直接放大技术，大幅度的降低了系统的信号放大成本。
(2)光环形器一方面能够承担光隔离器的作用，且其隔离度与光隔离器相近。另一方面，光环形器能够实现下行光信号和上行光信号的合波或分波，起着上述双向滤波器或者粗粗波分复用器的作用。光环形器插入损耗0.6—1dB，通道隔离度大于50dB，与光隔离器的相近，比粗粗波分复用器的隔离度高20—40dB，使上行信号与下行信号之间的串话干扰大幅度降低。
(3)将光耦合器嵌入掺铒光纤放大器不仅传输系统结构简单、紧凑，而且降低了系统成本，特别适合于光纤接入网和光纤CATV网双向化改造。
附图说明
图1是一个适用于中心局的四端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器式样1的框图。
图2是一个适用于中心局的四端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器式样2的框图。
图3是一个适用于光网络单元的四端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器式样1的框图。
图4是一个适用于光网络单元的四端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器式样2的框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例来对本发明进详细说明。
实施例1
图1是一个适用于中心局的四端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器式样1的框图。由图1可见，多端口输入输出双纤双向掺铒光纤放大器主要由光耦合器、光滤波器、光环形器、泵浦光源、泵浦信号合波器、掺铒光纤和传输光纤等组成。来自于中心局光发射机的下行信号由光环形器的端口1输入，由端口2输出后与泵浦光一起由合波器1耦合进入掺铒光纤放大，经合波器2输出至光耦合器分为四路下行光信号。四路上行光信号由光耦合器合为一路信号与泵浦光一起经合波器2进入掺铒光纤放大后由合波器1输出至光环形器的端口2，由光环形器的端口3输出，经过光滤波器滤波后输出至中心局的光接收机。由此可见，光环形器不仅起着光隔离器的作用，同时也起着传统单纤双向传输系统中粗波分复用器的作用；上行光信号和下行光信号同时在一根掺铒光纤中进行放大，本发明提供的双向掺铒光纤放大器的主要器件及其成本与目前单向掺铒光纤放大器的基本相同，大幅度降低了单纤双向光传输系统中光信号放大的成本。
实施例2
图2是一个适用于中心局的四端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器式样2的框图。与式样1不同的是，上行光信号与下行光信号是在两根独立的掺铒光纤中进行放大的。来自于中心局光发射机的下行信号首先进入掺铒光纤放大，再由光环形器的端口1输入，端口2输出至光耦合器分为四路下行光信号；四路上行光信号首先由光耦合器合为一路光信号输出至光环形器的端口2，由光环形器的端口3输出，再进入掺铒光纤放大后输出至中心局的光接收机。
实施例3
图3是一个适用于光网络单元的四端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器式样1的框图。由图3可见，下行光信号首先进入掺铒光纤放大后输出至光环形器的端口2，由光环形器的端口3输出，再经过光滤波器滤波后由光耦合器分为四路下行光信号输出至用户端的光接收模块。来自四个用户端光发射机的上行光信号首先由光耦合器合为一路光信号进入掺铒光纤放大后输出至到光环形器的端口1，由光环形器的端口2输出，再进入掺铒光纤放大。
实施例4
图4是一个适用于光网络单元的四端口输入输出单纤双向掺铒光纤放大器式样2的框图。与实施例3不同的是，上行光信号与下行光信号是在两根独立的掺铒光纤中进行放大的。来自于中心局光发射机的下行信号首先进入掺铒光纤放大，再由光环形器的端口1输入，端口2输出至光耦合器分为四路下行光信号；四路上行光信号首先由光耦合器合为一路光信号输出至光环形器的端口2，由光环形器的端口3输出，再进入掺铒光纤放大后输出至中心局的光接收机。
以上所述，只是本发明的几个较典型的实施例，并非用于本发明的保护范围。

Claims (6)

  1. 本发明涉一种掺铒光纤放大器，其特征是：
    1.对传输方向相反的上行光信号和下行光信号直接进行光放大。
  2. 2.采用光环形器，省去了传统掺铒光纤放大器中的光隔离器和目前单纤双向传输系统中的粗波分复用器。
  3. 3.具有多个输入输出多口。
  4. 4.根据权利要求1所述的掺铒光纤放大器，其特征是：传输方向相反的上行光信号和下行光信号可以同时在同一根掺铒光纤中进行放大，也可以同时在两根独立的掺铒光纤中分别进行放大。
  5. 5.根据权利要求2所述的掺铒光纤放大器，其特征是：可以省去传统掺铒光纤放大器中的一只光隔离器，也可以省去其中的两只。
  6. 6.根据权利要求2所述的掺铒光纤放大器，其特征是：具有两个或者两个以上的输入和输出端口，也可以只有一个输入和输出端口。
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