CN104345413B - 一种六向单纤传输转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种六向单纤传输转换器，其能够同时传输两个单纤双波系统信号和一个单波双纤系统信号；其包括A端转换器和B端转换器，两个转换器通过A端公共端口经单根光纤与B端公共端口连接；两个转换器均包括两个二波的波分复用器、一个三波的波分复用器和三个单窗耦合器。能同时传输两个单纤双波系统和一个单波双纤系统信号，其比两个单纤双波系统和一个双纤单波系统单独运行节省三根光纤。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种六向单纤传输转换器。
背景技术
随着光通信的迅速发展，所使用的光纤光缆越来越多。为了解决部分地区光纤紧缺的状况和充分利用现有的光纤资源，一些新的技术和新的产品相继出现。采用波分复用技术的单纤双波传输系统就是其中之一，这种系统利用一根光纤通过两个波长传输双向信号(图1)，与常用的单波双纤系统(图2)比较它节省了一半的光纤；除了采用波分复用技术的单纤双波系统外，还有一类是只使用一个波长的单纤单波传输系统(图3)。这类系统采用单纤双向传输转换器(单波长)将双纤单波系统的双纤传输转换成单纤双向传输。另外，现在还有一类基于波分复用技术和单纤单波双向传输技术的单纤双向传输转换器(双波长)。这类单纤双向传输转换器(双波长)的一种是能同时将两个不同波长的双纤单波系统的信号通过一根光纤进行四向传输(图4)。另一种是能同时将两个单纤双波系统的信号通过一根光纤进行四向传输(图5)。还有一种是能同时将一个单纤双波系统和一个不同波长的双纤系统通过一根光纤进行四向传输(图6)以上这三类单纤传输技术市场上已有相应的产品。这些产品对解决部分地区光纤紧缺和充分利用光纤资源起了积极的作用。
但是随着光通信的发展，一些新的要求被提出来了，如在一些已使用单纤传输两个单纤双波系统的地方提出能否在已使用的单根光纤上再加入一双纤单波系统。即在一根光纤上传送两个单纤双波系统和一个单波双纤系统的信号。又如在一些已使用单纤双波系统的地方提出能否在已使用的单根光纤上插入光纤电话和一双纤单波系统，这个光纤电话与原有的单纤双波系统及双纤单波系统相互独立不会对另两个系统工作产生干扰。另外，现在光纤到户(FTTH)通信系统正得到广泛应用，目前采用的系统多是一根光纤两个波长六十四个用户，如果一住宅楼有八十个住户，要满足光纤都到户的要求只有再增加一根光纤。
因此，既不增加光纤又能实现光纤都到户而且还多一条双纤通道为现有技术中需要解决的问题。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种六向单纤传输转换器，用以克服上述技术缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种六向单纤传输转换器，其能够同时传输两个单纤双波系统信号和一个单波双纤系统信号；其包括A端转换器和B端转换器，两个转换器通过A端公共端口经单根光纤与B端公共端口连接；两个转换器均包括两个二波的波分复用器、一个三波的波分复用器和三个单窗耦合器。
进一步地，第一波分复用器，其公共端分别连接信号输出或输入设备，其λ1端口、λ2端口分别与第一耦合器和第二耦合器的λ1端口连接，进行数据通信；
第二波分复用器，其公共端分别连接信号输出或输入设备，其λ1端口、λ2端口分别与第一耦合器和第二耦合器的λ2端口连接，进行数据通信；
第三耦合器的λ1端口、λ2端口分别与信号输出或者输入设备连接。
进一步地，三个耦合器的λ3端口分别与三波的波分复用器的λ1端口、λ2端口和λ3端口连接，A端的三波的波分复用器的公共端口经单根光纤与B端的三波的波分复用器的公共端口连接。
进一步地，所述的六向单纤传输转换器的第一信号传输方向为，光信号从A端的单纤六向传输转换器端口进入，经A端的第一波分复用器、1310nm的第一耦合器和三波的波分复用器后从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到B端的公共端口；
进入B端的单纤传输转换器的光信号经B端的三波的波分复用器、1310nm的第一耦合器和第二波分复用器及公共端口后被B端的单纤双波光收发设备接收，完成第一个方向的传输。
进一步地，第二信号传输方向为，从B端进入的1550nm光信号经B端的第二波分复用器传输至1550nm第二耦合器，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到A端的公共端口，经过A端的三波的波分复用器，进入1550nm的第二耦合器，传输至A端的第一波分复用器及公共端口后，从A端的单纤双波光收发设备，完成第二个方向的传输。
进一步地，第三信号传输方向为，进入A端的1550nm光信号经A端的第二波分复用器传输至1550nm的第二耦合器，进入三波的波分复用器，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到B端的公共端口，经过B端的三波的波分复用器，进入第二耦合器，第一波分复用器，从B端单纤双波光进入收发设备，完成第三个方向的传输。
进一步地，第四信号传输方向为，在B端第二系统单纤双波光收发器发出的1310nm光信号经B端的第一波分复用器，进入1310nm的第一耦合器，从三波的波分复用器，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到A端的公共端口，进入A端的三波的波分复用器，传输至1310nm的第一耦合器，再进入第二波分复用器，从A端第二系统单纤双波光收发设备，完成第四个方向的传输。
进一步地，第五信号传输方向为，从A端发送的1570nm光信号经1570mm的第三耦合器和三波的波分复用器后，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到B端的公共端口，进入B端的1570nm光信号经三波的波分复用器、1570nm第三耦合器，被B端的第三系统单波双纤光接收设备接收，完成第五个方向的传输。
进一步地，第六信号传输方向为，从B端发送的1570nm光信号经1570mm的第三耦合器和三波的波分复用器后，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到A端的公共端口，进入A端单纤三波六向传输转换器的光信号经三波的波分复用器、1570nm第三耦合器，被A端1570nm单波双纤收发设备接收，完成第六个方向的传输。
与现有技术相比较本发明的有益效果在于：能同时传输两个单纤双波系统和一个单波双纤系统信号，其比两个单纤双波系统和一个双纤单波系统单独运行节省三根光纤。
其不采用电源、体积小、重量轻、稳定性好和安装使用维护方便，可广泛运用于光纤通信干线网、光纤综合业务网、光纤接入网、光纤CATV和数字电视光纤网的建设与扩容，城域网的节点扩容，局域网和应急通信系统的建设。单纤六向传输转换器的使用对充分利用光纤资源、解决部分地区光纤紧缺状况、光纤传输网的改造和应急抢修等将产生积极的作用。
附图说明
图1为现有技术中采用波分复用技术的单纤双波通信的结构示意图；
图2为现有技术中单纤双波系统的通信结构示意图；
图3为现有技术中单纤单波系统的通信结构示意图；
图4为现有技术中单纤双向传输系统的通信结构示意图；
图5为现有技术中单纤双波系统的通信结构示意图；
图6为现有技术中单纤双波系统和一双纤系统的四向传输的通信结构示意图；
图7为本发明的耦合器示意图；
图8为本发明的波分复用器的示意图；
图9为本发明的六向单纤传输转换器采用的波分复用器的示意图；
图10为本发明的单纤六向传输转换器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请结合图7-10所示，本发明的六向单纤维传输转换器，能同时传输两个单纤双波系统信号和一个单波双纤系统信号，其包括光无源器件的耦合器和波分复用器；其为光无源器件在光通信中的一种应用；也是单纤单波双向传输技术和波分复用(WDM)技术在光通信中的一种应用。
本发明的传输转换器包括A端转换器和B端转换器，两个转换器通过A端公共端口经单根光纤与B端公共端口连接；两个转换器均包括两个二波的波分复用器(WDM)、一个三波的波分复用器(CWDM)和三个单窗耦合器；其中，第一波分复用器，其公共端分别连接信号输出或输入设备，其λ1端口、λ2端口分别与第一耦合器和第二耦合器的λ1端口连接，进行数据通信；第二波分复用器，其公共端分别连接信号输出或输入设备，其λ1端口、λ2端口分别与第一耦合器和第二耦合器的λ2端口连接，进行数据通信；第三耦合器的λ1端口、λ2端口分别与信号输出或者输入设备连接。三个耦合器的λ3端口分别与三波的波分复用器的λ1端口、λ2端口和λ3端口连接，A端的三波的波分复用器的公共端口经单根光纤与B端的三波的波分复用器的公共端口连接。
本发明中的耦合器具有三个端口，光信号可以从端λ3端口进入并分成两部分从端口λ1端口、λ2端口输出(分路器)。两个光信号也可以分别从端口λ1端口、λ2端口进入，合成后在λ3端口输出(合路器)。两个光信号还可以同时分别从端口λ1端口、λ2端口进入，进入λ1端口的信号从λ3端口输出，而进入λ3端口的信号从λ1端口、λ2端口输出。
波分复用器(WDM)也有三个端口：λ1端口、λ2端口和公共端口。它的作用是分波和合波，即λ1波长的光信号只能在公共端口和λ1端口、端口之间通过，而λ2波长的光信号只能在公共端口和λ2端口之间通过。采用波分复用(WDM)技术的通信系统是将两种或多种不同波长的光信号在发送端经波分复用器，汇合在一起并耦合到光线路的同一根光纤进行传输，而在接收端经波分复用器(分波器)将各种波长的光信号分开，然后由相应光接收设备接收。波分复用也可以是某一波长的光信号在波分复用器的共同端口与相应波长端口之间通过(进、出)。
WDM接波长通道的间隔分成CWDM(粗波分复用)和DWDM(密集波分复用)。CWDM的信号道间隔为20nm，CWDM对应的波长有18个：1270nm、1290nm、1310nm、1330nm、1350nm、1370nm、1390nm、1410nm、1430nm和1450nm、1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1570nm、1590nm、1610nm。根据相应波长收发器件等发展的情况，目前CWDM常用的波长为：1450nm、1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1570nm、1590nm八个波长和1310nm一个波长。常用的CWDM波分复用器(4波长)和(8波长)所示。常用的4波长CWDM波分复用器可用作一根光纤传输四路单向信号。也可作两根光纤传输4个系统的八向信号。
本发明中的六向单纤传输转换器采用的三波的波分复用器(CWDM)有四个端口：λ1端口、λ2端口和λ3端口和公共端口。其主要作用是分波和合波，即λ1波长的光信号只能在公共端口和λ1端口之间通过λ2端口波长的光信号只能在公共端口和λ2端口之间通过；而λ3波长的光信号只能在公共端口和λ3端口之间通过。
本发明中的六向单纤维传输转换器形成六个方向的信号传输，其信号传输过程分别为：
第一方向：由单纤双波光收发设备发送的1310nm光信号从A端的单纤六向传输转换器T13R15端口进入，经A端的第一波分复用器WDM1、1310nm的第一耦合器和三波的波分复用器CWDM后从COM端口输出，输出信号通过单根光纤传输到B端的COM端口；进B端单纤传输转换器的光信号经B端的三波的波分复用器CWDM、1310nm的第一耦合器和第二波分复用器WDM2及公共端口T15R13后被B端的单纤双波光收发设备接收，完成第一个方向的传输。即从A端T13R15到B端T15R13为第一个方向。
下述各信号传输方向与上述传输过程中为相同的元件，在信号的传输端口上存在不同。
第二方向：从B端T15R13进入的1550nm光信号经B端的第二波分复用器WDM2→1550nm第二耦合器2→三波的波分复用器CWDM→公共端口COM→单根光纤进入A端→公共端口COM→三波的波分复用器CWDM→1550nm的第二耦合器→A端的第一波分复用器WDM1→T13R15→左端口单纤双波光收发设备，完成第二个方向的传输，即从从B端T15R13到A端T13R15为第二个方向。有了第一和第二方向的传输第一个系统便具备了进行通信的能力了。
第三方向：进入A端T15R13的1550nm光信号经A端的第二波分复用器WDM2→1550nm的第二耦合器2→三波的波分复用器CWDM→公共端口COM→单根光纤进入B端→公共端口COM→B端的三波的波分复用器CWDM→1550nm的第二耦合器→第一波分复用器WDM1→T13R15→右端单纤双波光收发设备，完成第三个方向的传输。即从A端T15R13到B端T13R15为第三个方向。
第四方向：在B端第二系统单纤双波光收发器发出的1310nm光信号经T13R15→B端的第一波分复用器WDM1→1310nm的第一耦合器→三波的波分复用器CWDM→公共端口COM→单根光纤进入A端→公共端口COM→A端的三波的波分复用器CWDM→1310nm的第一耦合器1→第二波分复用器WDM2→T15R13→A端第二系统单纤双波光收发设备，完成第四个方向的传输，即从B端T15R13到A端T13R15为第四个方向。有了第三方向和第四方向的传输。第二系统也就具备进行通信的能力了。
本发明中的第五方向和第六方向不经过二波的波分复用器，其信号传输过程为：
第五方向：从A端T157发送的1570nm光信号经1570nm第三耦合器3和三波的波分复用器CWDM后从端口COM输出，输出信号通过单根光纤传输到B端的端口COM，进入B端的1570nm光信号经三波的波分复用器CWDM、1570nm第三耦合器和端口R157被B端的第三系统单波双纤光接收设备接收，完成第五个方向的传输。
第六方向：从B端T157发送的1570nm光信号经1570mm的第三耦合器3和三波的波分复用器CWDM后从端口COM输出，输出的光信号通过单根光纤传输到A端的端口COM，进入A端单纤三波六向传输转换器的光信号经三波的波分复用器CWDM、1570nm第三耦合器和端口R157被A端1570nm单波双纤收发设备接收，完成第六个方向的传输。有了第五和第六个方向的传输1570nm系统便能进行双向通信了。
本发明中的单纤六向传输转换器主要技术指标如下表1所示。
表1单纤六向传输转换器主要技术指标
本发明的单纤六向传输转换器，能同时传输两个单纤双波系统信号和一个单波双纤系统信号；是无源光网络中隔离技术、光耦合技术和光波分的组合应用，属应用型、创新型的光无源产品，它用一根光纤就能全双工的传输两个采用波分复用技术的单纤双波系统和一个单波双纤系统的信号，也就是同时传输两个不同方向的1310nm波长的信号、两个不同方向的1550nm波长的信号和两个不同方向的1570nm波长的信号单纤六向传输转换器能给三个系统的信号提供一个透明的通道，传输速率从0～2.5Gbit/s连续可变，它不用电源、体积小、重量轻、稳定性好和安装使用维护方便，可广泛运用于光纤通信干线网、光纤综合业务网、光纤接入网、光纤CATV和数字电视光纤网的建设与扩容，城域网的节点扩容，局域网和应急通信系统的建设。单纤六向传输转换器的使用对充分利用光纤资源、解决部分地区光纤紧缺状况、光纤传输网的改造和应急抢修等将产生积极的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种六向单纤传输转换器，其特征在于，其能够同时传输两个单纤双波系统信号和一个单波双纤系统信号；其包括A端转换器和B端转换器，两个转换器通过A端公共端口经单根光纤与B端公共端口连接；两个转换器均包括两个二波的波分复用器、一个三波的波分复用器和三个单窗耦合器；
第一波分复用器，其公共端分别连接信号输出或输入设备，其λ1端口、λ2端口分别与第一耦合器和第二耦合器的λ1端口连接，进行数据通信；
第二波分复用器，其公共端分别连接信号输出或输入设备，其λ1端口、λ2端口分别与第一耦合器和第二耦合器的λ2端口连接，进行数据通信；
第三耦合器的λ1端口、λ2端口分别与信号输出或者输入设备连接；
三个耦合器的λ3端口分别与三波的波分复用器的λ1端口、λ2端口和λ3端口连接，A端的三波的波分复用器的公共端口经单根光纤与B端的三波的波分复用器的公共端口连接；
所述的六向单纤传输转换器的第一信号传输方向为，光信号从A端的单纤六向传输转换器端口进入，经A端的第一波分复用器、1310nm的第一耦合器和三波的波分复用器后从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到B端的公共端口；
进入B端的单纤传输转换器的光信号经B端的三波的波分复用器、1310nm的第一耦合器和第二波分复用器及公共端口后被B端的单纤双波光收发设备接收，完成第一个方向的传输。
2.根据权利要求1所述的六向单纤传输转换器，其特征在于，第二信号传输方向为，从B端进入的1550nm光信号经B端的第二波分复用器传输至1550nm第二耦合器，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到A端的公共端口，经过A端的三波的波分复用器，进入1550nm的第二耦合器，传输至A端的第一波分复用器及公共端口后，从A端的单纤双波光收发设备，完成第二个方向的传输。
3.根据权利要求1所述的六向单纤传输转换器，其特征在于，第三信号传输方向为，进入A端的1550nm光信号经A端的第二波分复用器传输至1550nm的第二耦合器，进入三波的波分复用器，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到B端的公共端口，经过B端的三波的波分复用器，进入第二耦合器，第一波分复用器，从B端单纤双波光进入收发设备，完成第三个方向的传输。
4.根据权利要求3所述的六向单纤传输转换器，其特征在于，第四信号传输方向为，在B端第二系统单纤双波光收发器发出的1310nm光信号经B端的第一波分复用器，进入1310nm的第一耦合器，从三波的波分复用器，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到A端的公共端口，进入A端的三波的波分复用器，传输至1310nm的第一耦合器，再进入第二波分复用器，从A端第二系统单纤双波光收发设备，完成第四个方向的传输。
5.根据权利要求1所述的六向单纤传输转换器，其特征在于，第五信号传输方向为，从A端发送的1570nm光信号经1570mm的第三耦合器和三波的波分复用器后，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到B端的公共端口，进入B端的1570nm光信号经三波的波分复用器、1570nm第三耦合器，被B端的第三系统单波双纤光接收设备接收，完成第五个方向的传输。
6.根据权利要求5所述的六向单纤传输转换器，其特征在于，第六信号传输方向为，从B端发送的1570nm光信号经1570mm的第三耦合器和三波的波分复用器后，从公共端口输出，输出信号通过单根光纤传输到A端的公共端口，进入A端单纤三波六向传输转换器的光信号经三波的波分复用器、1570nm第三耦合器，被A端1570nm单波双纤收发设备接收，完成第六个方向的传输。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160302 Termination date: 20171031 |
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