CN110521142A - 双向光传输系统和双向光传输方法 - Google Patents

双向光传输系统和双向光传输方法 Download PDF

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Abstract

一种双向光传输系统包含：第一光传输线路，包含第一中继器(30A)；第二光传输线路，包含第二中继器(30B)；以及经由这些传输线路而彼此连接使得它们可彼此通信的C+L频带发射/接收装置(10、20)。C+L频带发射/接收装置(10)将C频带中的光信号发射到第一光传输线路并且将L频带中的光信号发射到第二光传输线路，并且C+L频带发射/接收装置(20)将C频带中的光信号发射到第二光传输线路并且将L频带中的光信号发射到第一光传输线路。第一中继器(30A)将经由第一光传输线路双向传播的C频带中的光信号以及L频带中的光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号，并且第二中继器(30B)将经由第二光传输线路双向传播的C频带中的光信号以及L频带中的光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号。以此方式，可以扩大传输容量并减轻传输特性的劣化。

Description

双向光传输系统和双向光传输方法
技术领域
本发明涉及双向光传输系统和双向光传输方法。
背景技术
由于通信业务的当前增长，需要实现大容量光传输系统。例如，在光海底传输系统中，通过使用用于通过减小信号频带之间的间隔来增大波长的数量的方法或用于通过增大每一波的比特率而增大每一波的传输容量的方法来实现大容量传输。然而，使用这些方法进行的大容量传输似乎已饱和。因此，需要进一步扩大传输容量。
当前，在光传输系统中，使用C频带(常规频带)来传输光信号。然而，已研究除C频带之外还使用L频带(长波长频带)以便在未来扩大传输容量。C频带是围绕1550nm的频带，并且L频带是围绕1580nm的频带。
图1示出使用C+L频带的光传输系统的构成。此光传输系统包含C+L频带中继器100、C+L频带发射/接收装置110和120以及光纤201到204。
C+L频带中继器100包含C频带中继器101和102、L频带中继器103和104、C/L频带信号解复用器105和106以及C/L频带信号复用器107和108。C/L频带信号解复用器106和105具有彼此相同的结构，并且它们中的每一个具有输入端口以及第一输出端口和第二输出端口。C/L频带信号复用器107和108具有彼此相同的结构，并且它们中的每一个具有第一输入端口和第二输入端口以及输出端口。
C/L频带信号解复用器105的输入端口光学耦合到光纤201。C/L频带信号解复用器106的输入端口光学耦合到光纤204。C/L频带信号复用器107的输出端口光学耦合到光纤202。C/L频带信号复用器108的输出端口光学耦合到光纤203。应注意，“光学耦合”表示光信号传播在不导致实质损耗的情况下穿过耦合部。
C/L频带信号解复用器105的第一输出端口和第二输出端口经由光传输线路分别光学耦合到C/L频带信号解复用器107的第一输入端口和第二输入端口。C频带中继器101在第一输出端口与第一输入端口之间设置在光传输线路中。L频带中继器103在第二输出端口与第二输入端口之间设置在光传输线路中。
C/L频带信号解复用器106的第一输出端口和第二输出端口经由光传输线路分别光学耦合到C/L频带信号解复用器108的第一输入端口和第二输入端口。C频带中继器102在第一输出端口与第一输入端口之间设置在光传输线路中。L频带中继器104在第二输出端口与第二输入端口之间设置在光传输线路中。
C+L频带发射/接收装置110包含C频带光发射装置1111到111n、L频带光发射装置1121到112n、C频带光接收装置1131到113n、L频带光接收装置1141到114n、C/L频带波长复用单元115以及C/L频带波长分离单元116。C+L频带发射/接收装置120包含C频带光发射装置1211到121n、L频带光发射装置1221到122n、C频带光接收装置1231到123n、L频带光接收装置1241到124n、C/L频带波长复用单元115以及C/L频带波长分离单元126。
C频带光发射装置1111到111n输出具有C频带中的彼此不同的波长的光信号。L频带光发射装置1121到112n输出具有L频带中的彼此不同的波长的光信号。C/L频带波长复用单元115对从C频带光发射装置1111到111n输出的C频带中的光信号以及从L频带光发射装置1121到112n输出的L频带中的光信号进行复用，并输出C+L频带中的经波长复用的光信号。从C/L频带波长复用单元115输出的C+L频带中的经波长复用的光信号经由光纤201而供应到C/L频带信号解复用器105。
C/L频带信号解复用器105将C+L频带中的经波长复用的光信号分离为C频带中的经波长复用的光信号以及L频带中的经波长复用的光信号。C频带中的经波长复用的光信号由C频带中继器101放大并接着供应到C/L频带信号复用器107的第一输入端口。L频带中的经波长复用的光信号由L频带中继器103放大并接着供应到C/L频带信号复用器107的第二输入端口。C/L频带信号复用器107对C频带中的光信号以及L频带中的光信号进行复用。C/L频带信号复用器107输出C+L频带中的经波长复用的光信号。从C/L频带信号复用器107输出的C+L频带中的经波长复用的光信号经由光纤202而供应到C/L频带波长分离单元126。
C/L频带波长分离单元126根据波长而分离C+L频带中的经波长复用的光信号。C/L频带波长分离单元126将C频带中的相应波长中的光信号供应到C频带光接收装置1231到123n。C/L频带波长分离单元126将L频带中的相应波长中的光信号供应到L频带光接收装置1241到124n。
C频带光发射装置1211到121n输出具有C频带中的彼此不同的波长的光信号。L频带光发射装置1221到122n输出具有L频带中的彼此不同的波长的光信号。C/L频带波长复用单元125对从C频带光发射装置1211到121n输出的C频带中的经波长复用的光信号以及从L频带光发射装置1221到122n输出的L频带中的经波长复用的光信号进行复用，并输出C+L频带中的经波长复用的光信号。从C/L频带波长复用单元125输出的C+L频带中的经波长复用的光信号经由光纤204而供应到C/L频带信号解复用器106。
C/L频带信号解复用器106将C+L频带中的经波长复用的光信号分离为C频带中的经波长复用的光信号以及L频带中的经波长复用的光信号。C频带中的经波长复用的光信号由C频带中继器102放大并接着供应到C/L频带信号复用器108的第一输入端口。L频带中的经波长复用的光信号由L频带中继器104放大并接着供应到C/L频带信号复用器108的第二输入端口。C/L频带信号复用器108对C频带中的经波长复用的光信号以及L频带中的经波长复用的光信号进行复用。C/L频带信号复用器108输出C+L频带中的经波长复用的光信号。从C/L频带信号复用器108输出的C+L频带中的经波长复用的光信号经由光纤203而供应到C/L频带波长分离单元116。
C/L频带波长分离单元116根据波长而分离C+L频带中的经波长复用的光信号。C/L频带波长分离单元116将C频带中的相应波长中的光信号供应到C频带光接收装置1131到113n。C/L频带波长分离单元116将L频带中的相应波长中的光信号供应到L频带光接收装置1141到114n。
在使用C+L频带的上述光传输系统中，由光纤201和202、C频带中继器101、L频带中继器103、C/L频带信号解复用器105以及L频带信号复用器107形成的传输线路是用于上游传输的传输线路。同时，由光纤203和204、C频带中继器102、L频带中继器104、C/L频带信号解复用器106以及L频带信号复用器108形成的传输线路是用于下游传输的传输线路。C+L频带发射/接收装置110可通过使用上游传输线路而发射C频带中的光信号以及L频带中的光信号。此外，C+L频带发射/接收装置120可通过使用下游传输线路而发射C频带中的光信号以及L频带中的光信号。如上所述，因为使用C+L频带的光传输系统可在两个方向上传输C+L频带中的光信号，所以相比通过仅使用C频带而发射/接收光信号的光传输系统，可以增大传输容量。
作为另一光传输系统，专利文献1公开一种双向波分复用(WDM)光传输系统，其中双向WDM光传输系统通过使用一条光传输线路执行双向WDM光传输。此双向WDM光传输系统包含第一WDM光发射器/接收器以及第二WDM光发射器/接收器。第一WDM光发射器/接收器接收C频带(1580nm的频带)中的光信号并发射L频带(1550nm的频带)中的光信号。第二WDM光发射器/接收器接收L频带中的光信号并发射C频带中的光信号。
在此双向WDM光传输系统中，L频带中的光信号从第一WDM光发射器/接收器传输到第二WDM光发射器/接收器，并且C频带中的光信号从第二WDM光发射器/接收器传输到第一WDM光发射器/接收器。
作为又一光传输系统，专利文献2公开一种单纤双向光波长复用传输系统，其中单纤双向光波长复用传输系统通过使用单个光传输线路发射/接收上游的经波长复用的信号以及下游的经波长复用的信号。上游的经波长复用的信号的频带不同于下游的经波长复用的信号的频带。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：第H11-284576号日本未审查专利申请公开
专利文献2：第2004-7146号日本未审查专利申请公开
发明内容
技术问题
然而，图1所示的光传输系统存在以下问题。
C频带中继器101和102以及L频带中继器103和104中的每一个在其输入光信号含有具有频带外波长的分量时，无法实现令人满意的放大特性。为了抑制此频带外波长对放大特性的影响，C/L频带信号解复用器105和106中的每一个使用具有保护频带(未使用的频带)设定在C频带中的透射波长范围与L频带中的透射波长范围之间的边界处的透射特性的C/L解复用滤波器。在此C/L解复用滤波器中，需要设定具有稍大宽度的保护频带以便在第一输出端口(C频带透射端口)侧上截止L频带中的光信号并在第二输出端口(L频带透射端口)侧上截止C频带中的光信号。然而，当设定具有大宽度的保护频带时，主要信号的波长频带减小。因此，传输容量减小。
此外，当L频带中的光信号保持在C/L频带信号解复用器105和106的C频带透射端口侧上时，在C/L频带信号复用器107和108中发生L频带中的剩余光信号与L频带中的其它光信号复用的相干串扰。类似地，当C频带中的光信号保持在C/L频带信号解复用器105和106的L频带透射端口侧上时，在C/L频带信号复用器107和108中发生C频带中的剩余光信号与C频带中的其它光信号复用的相干串扰。因为此相干串扰影响光信号的传输特性，所以所接收的光信号的质量可降低。
在专利文献1中所公开的双向WDM光传输系统中，在上游方向上发射的光信号的带宽不同于在下游方向上发射的光信号的带宽。例如，在上游方向上使用L频带，并且在下游方向上使用C频带。在此状况下，即使传输容量通过用于通过减小信号频带之间的间隔来增大波长的数量的方法等来扩大，上游方向上的传输容量也可仅在L频带范围内扩大，并且下游方向上的传输容量也可仅在C频带范围内扩大。因此，考虑到通信业务的当前增长，希望进一步增大传输容量。
在专利文献2中所公开的单纤双向光波长复用传输系统中，在上游方向上发射的光信号的带宽不同于在下游方向上发射的光信号的带宽。因此，发生与专利文献1中所公开的系统中发生的问题类似的问题。
本发明的目标是提供能够解决上述问题并且因此扩大传输容量并减轻传输特性的劣化的双向光传输系统和双向光传输方法。
问题的解决方案
为了实现上述目标，根据本发明的方面，提供以下双向光传输系统。也就是说，一种双向光传输系统包含：
第一光传输线路，包含第一中继器；
第二光传输线路，包含第二中继器；以及
第一发射/接收装置和第二发射/接收装置，经由第一光传输线路和第二光传输线路彼此连接，以使得它们可彼此通信，第一发射/接收装置和第二发射/接收装置中的每一个被配置成发射和接收第一频带中的光信号以及不同于第一频带的第二频带中的光信号；其中
第一发射/接收装置将第一频带中的光信号发射到第一光传输线路并且将第二频带中的光信号发射到第二光传输线路，
第二发射/接收装置将第一频带中的光信号发射到第二光传输线路并且将第二频带中的光信号发射到第一光传输线路，
第一中继器将经由所述第一光传输线路双向传播的所述第一频带中的所述光信号以及所述第二频带中的所述光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号，并且
第二中继器将经由所述第二光传输线路双向传播的所述第一频带中的所述光信号以及所述第二频带中的所述光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号。
根据本发明的另一方面，提供以下双向光传输方法。也就是说，双向光传输方法包含通过使用包含第一中继器的第一光传输线路以及包含第二中继器的第二光传输线路在第一方向以及与第一方向相反的第二方向上传输第一频带中的光信号以及不同于第一频带的第二频带中的光信号，双向光传输方法还包含：
在第一方向上，将第一频带中的光信号发射到第一光传输线路，将第二频带中的光信号发射到第二光传输线路，并且在第一中继器中，将经由所述第一光传输线路双向传播的所述第一频带中的所述光信号以及所述第二频带中的所述光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号；以及
在第二方向上，将第一频带中的光信号发射到第二光传输线路，将第二频带中的光信号发射到第一光传输线路，并且在第二中继器中，将经由所述第二光传输线路双向传播的所述第一频带中的所述光信号以及所述第二频带中的所述光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号。
本发明的有利效果
根据本发明，可以扩大传输容量并减轻传输特性的劣化。
附图说明
图1是示出使用C+L频带的光传输系统的构成例的框图；
图2是示出根据本发明的第一示例实施例的双向光传输系统的构成的框图；
图3A是用于解释由图2所示的双向光传输系统的光环行器执行的操作的示意图；
图3B是用于解释由图2所示的双向光传输系统的另一光环行器执行的操作的示意图；
图4A是用于解释由图2所示的双向光传输系统的又一光环行器执行的操作的示意图；
图4B是用于解释由图2所示的双向光传输系统的又一光环行器执行的操作的示意图；
图5A是用于解释由图2所示的双向光传输系统的又一光环行器执行的操作的示意图；
图5B是用于解释由图2所示的双向光传输系统的又一光环行器执行的操作的示意图；
图6A是用于解释由图2所示的双向光传输系统的又一光环行器执行的操作的示意图；
图6B是用于解释由图2所示的双向光传输系统的又一光环行器执行的操作的示意图；
图7是示出根据本发明的第二示例实施例的双向光传输系统的构成的框图；以及
图8是示出图2所示的双向光传输系统的经修改示例的框图。
具体实施方式
接着，将参照附图来描述根据本发明的示例实施例。
(第一实施例)
图2是示出根据本发明的第一示例实施例的双向光传输系统的构成的框图。
参照图2，双向光传输系统包含C+L频带发射/接收装置10和20、C+L频带中继器30以及光纤201到204。C+L频带发射/接收装置10经由光纤201和203而光学耦合到C+L频带中继器30，并且C+L频带发射/接收装置20经由光纤202和204而光学耦合到C+L频带中继器30。
光纤201和202形成第一光传输线路，并且光纤202和203形成第二光传输线路。应注意，从C+L频带发射/接收装置10到C+L频带发射/接收装置20的方向被称为上游方向。从C+L频带发射/接收装置20到C+L频带发射/接收装置10的方向被称为下游方向。
C+L频带发射/接收装置10经由第一光传输线路将C频带中的光信号发射到C+L频带发射/接收装置20，并且经由第二光传输线路将L频带中的光信号发射到C+L频带发射/接收装置20。同时，C+L频带发射/接收装置20经由第一光传输线路将L频带中的光信号发射到C+L频带发射/接收装置10，并且经由第二光传输线路将C频带中的光信号发射到C+L频带发射/接收装置10。在第一光传输线路中，在上游方向上传输C频带中的光信号，并在下游方向上传输L频带中的光信号。在第二光传输线路中，在上游方向上传输L频带中的光信号，并在下游方向上传输C频带中的光信号。
下文将详细描述C+L频带发射/接收装置设备10和20以及C+L频带中继器30的构成。
首先，详细描述C+L频带发射/接收装置10的构成。
C+L频带发射/接收装置10包含C频带光发射装置111到11n、L频带光发射装置121到12n、C频带光接收装置131到13n、L频带光接收装置141到14n、C频带波长复用单元15A、L频带波长复用单元15B、C频带波长分离单元16A、L频带波长分离单元16B以及光环行器17和18。可任意确定指示装置的数量的数量“n”。
C频带波长复用单元15A和L频带波长分离单元16B中的每一个经由光环行器17而光学耦合到光纤201。L频带波长复用单元15B和C频带波长分离单元16A中的每一个经由光环行器18而光学耦合到光纤203。
诸如偏振相关光环行器和偏振无关光环行器的现有光环行器可用作光环行器17和18。偏振相关光环行器包含例如法拉第旋转器、以45°的相对角度布置以便从其两侧夹住法拉第旋转器的两个偏振器以及覆盖法拉第旋转器的圆周的磁体。偏振无关光环行器包含例如法拉第旋转器、1/2波长板、偏振分束器、反射镜等。因为这些光环行器是众所周知的，所以下文中仅描述其操作，而省去其结构的描述。
图3A示意性地示出表示由光环行器17执行的操作的图像。如图3A所示，光环行器17包含三个端口P1到P3。在光环行器17中，从端口P1输入的光信号从端口P2输出。此外，从端口P2输入的光信号从端口P3输出。
光环行器17的端口P1光学耦合到C频带波长复用单元15A的输出端口。光环行器17的端口P2光学耦合到光纤201的一端。光环行器17的端口P3光学耦合到L频带波长分离单元16B的输入端口。
图3B示意性地示出表示由光环行器18执行的操作的图像。如图3B所示，类似于光环行器17，光环行器18也包含三个端口P1到P3。在光环行器18中，从端口P1输入的光信号从端口P2输出。此外，从端口P2输入的光信号从端口P3输出。
光环行器18的端口P1光学耦合到L频带波长复用单元15B的输出端口。光环行器18的端口P2光学耦合到光纤203的一端。光环行器18的端口P3光学耦合到C频带波长分离单元16A的输入端口。
C频带光发射装置111到11n输出具有C频带中的彼此不同的波长的光信号。C频带波长复用单元15A对从C频带光发射装置111到11n输出的具有相应波长的光信号进行复用，并输出C频带中的经波长复用的光信号。C频带中的经波长复用的信号经由光环行器17而供应到光纤201。
L频带光发射装置121到12n输出具有L频带中的彼此不同的波长的光信号。L频带波长复用单元15B对从L频带光发射装置121到12n输出的具有相应波长的光信号进行复用，并输出L频带中的经波长复用的光信号。L频带中的经波长复用的信号经由光环行器18而供应到光纤203。
C频带波长分离单元16A经由光环行器18而从光纤203接收C频带中的经波长复用的光信号。C频带波长分离单元16A根据波长而分离C频带中的所接收的经波长复用的光信号，并将具有相应波长的分离后的光信号供应到C频带光接收装置131到13n。
L频带波长分离单元16B经由光环行器17而从光纤201接收L频带中的经波长复用的光信号。L频带波长分离单元16B根据波长而分离L频带中的所接收的经波长复用的光信号，并将具有相应波长的分离后的光信号供应到L频带光接收装置141到14n。
接着，详细描述C+L频带发射/接收装置20的构成。
C+L频带发射/接收装置20包含C频带光发射装置211到21n、L频带光发射装置221到22n、C频带光接收装置231to 23n、L频带光接收装置241到24n、C频带波长复用单元25A、L频带波长复用单元25B、C频带波长分离单元26A、L频带波长分离单元26B以及光环行器27和28。可任意确定指示装置的数量的数量“n”。然而，需要使C+L频带发射/接收装置10中的装置的数量等于C+L频带发射/接收装置20中的装置的数量。
C频带波长复用单元25A和L频带波长分离单元26B中的每一个经由光环行器27而光学耦合到光纤202。L频带波长复用单元25B和C频带波长分离单元26A中的每一个经由光环行器28而光学耦合到光纤204。
诸如偏振相关光环行器和偏振无关光环行器的现有光环行器可用作光环行器27和28。下文中仅描述由光环行器执行的操作，而省去其结构的描述。
图4A示意性地示出表示由光环行器27执行的操作的图像。如图4A所示，光环行器27也包含三个端口P1到P3。在光环行器27中，从端口P1输入的光信号从端口P2输出。此外，从端口P2输入的光信号从端口P3输出。
光环行器27的端口P1光学耦合到L频带波长复用单元25B的输出端口。光环行器27的端口P2光学耦合到光纤201。光环行器27的端口P3光学耦合到C频带波长分离单元26A的输入端口。
图4B示意性地示出表示由光环行器28执行的操作的图像。如图4B所示，光环行器28也包含三个端口P1到P3。在光环行器28中，从端口P1输入的光信号从端口P2输出。此外，从端口P2输入的光信号从端口P3输出。
光环行器18的端口P1光学耦合到C频带波长复用单元25A的输出端口。光环行器28的端口P2光学耦合到光纤204。光环行器28的端口P3光学耦合到L频带波长分离单元26B的输入端口。
C频带光发射装置211到21n输出具有C频带中的彼此不同的波长的光信号。C频带波长复用单元25A对从C频带光发射装置211到21n输出的具有相应波长的光信号进行复用，并输出C频带中的经波长复用的光信号。C频带中的经波长复用的信号经由光环行器28供应到光纤204。
L频带光发射装置221到22n输出具有L频带中的彼此不同的波长的光信号。L频带波长复用单元25B对从L频带光发射装置221到22n输出的具有相应波长的光信号进行复用，并输出L频带中的经波长复用的光信号。L频带中的经波长复用的信号经由光环行器27而供应到光纤202。
C频带波长分离单元26A经由光环行器27而从光纤202接收C频带中的经波长复用的光信号。C频带波长分离单元26A根据波长而分离C频带中的所接收的经波长复用的光信号，并将具有相应波长的分离后的光信号供应到C频带光接收装置231到23n。
L频带波长分离单元26B经由光环行器28而从光纤204接收L频带中的经波长复用的光信号。L频带波长分离单元26B根据波长而分离L频带中的所接收的经波长复用的光信号，并将具有相应波长的分离后的光信号供应到L频带光接收装置241到24n。
C+L频带中继器30包含设置在光纤201与202之间的第一中继器单元30A以及设置在光纤203与204之间的第二中继器单元30B。
接着，详细描述C+L频带中继器30的构成。
第一中继器单元30A包含C频带中继器31、L频带中继器32以及光环行器35和36。
C频带中继器31是放大C频带中的光信号的光放大器。C频带中继器31的输入端口经由光环行器35而光学耦合到光纤201。C频带中继器31的输出端口经由光环行器36而光学耦合到光纤202。例如，诸如掺铒纤维放大器(EDFA)的光放大器可用作C频带中继器31。
L频带中继器32是放大L频带中的光信号的光放大器。L频带中继器32的输入端口经由光环行器36而光学耦合到光纤202。L频带中继器32的输出端口经由光环行器35而光学耦合到光纤201。例如，诸如EDFA的光放大器可用作L频带中继器32。
诸如偏振相关光环行器和偏振无关光环行器的现有光环行器可用作光环行器35和36。下文中仅描述由光环行器执行的操作，而省去其结构的描述。
图5A示意性地示出表示由光环行器35执行的操作的图像。如图5A所示，光环行器35包含三个端口P1到P3。在光环行器35中，从端口P1输入的光信号从端口P2输出。此外，从端口P2输入的光信号从端口P3输出。
光环行器35的端口P1光学耦合到L频带中继器32的输出端口。光环行器35的端口P2光学耦合到光纤201。光环行器35的端口P3光学耦合到C频带中继器31的输入端口。
图5B示意性地示出表示由光环行器36执行的操作的图像。如图5B所示，光环行器36也包含三个端口P1到P3。在光环行器36中，从端口P1输入的光信号从端口P2输出。此外，从端口P2输入的光信号从端口P3输出。
光环行器36的端口P1光学耦合到C频带中继器31的输出端口。光环行器36的端口P2光学耦合到光纤202。光环行器36的端口P3光学耦合到L频带中继器32的输入端口。
在上述第一中继器单元30A中，从C频带波长复用单元15A输出的C频带中的经波长复用的光信号供应到光环行器35的端口P2。在光环行器35中，从端口P2输入的C频带中的经波长复用的光信号从端口P3输出。从光环行器35的端口P3输出的C频带中的经波长复用的光信号由C频带中继器31放大并接着供应到光环行器36的端口P1。在光环行器36中，从端口P1输入的C频带中的经波长复用的光信号从端口P2输出。
同时，从L频带波长复用单元25B输出的L频带中的经波长复用的光信号供应到光环行器36的端口P2。在光环行器36中，从端口P2输入的L频带中的经波长复用的光信号从端口P3输出。从光环行器36的端口P3输出的L频带中的经波长复用的光信号由L频带中继器32放大并接着供应到光环行器35的端口P1。在光环行器35中，从端口P1输入的L频带中的经波长复用的光信号从端口P2输出。
第二中继器单元30B包含C频带中继器33、L频带中继器34以及光环行器37和38。
C频带中继器33类似于C频带中继器31。C频带中继器33的输入端口经由光环行器37而光学耦合到光纤203。C频带中继器33的输出端口经由光环行器38而光学耦合到光纤204。
L频带中继器34类似于L频带中继器32。L频带中继器34的输入端口经由光环行器38而光学耦合到光纤204。L频带中继器34的输出端口经由光环行器37而光学耦合到光纤203。
例如偏振相关光环行器和偏振无关光环行器的现有光环行器可用作光环行器37和38。下文中仅描述由光环行器执行的操作，而省去其结构的描述。
图6A示意性地示出表示由光环行器37执行的操作的图像。如图6A所示，光环行器37包含三个端口P1到P3。在光环行器37中，从端口P1输入的光信号从端口P2输出。此外，从端口P2输入的光信号从端口P3输出。
光环行器37的端口P1光学耦合到C频带中继器33的输出端口。光环行器37的端口P2光学耦合到光纤203。光环行器37的端口P3光学耦合到L频带中继器34的输入端口。
图6B示意性地示出表示由光环行器38执行的操作的图像。如图6B所示，光环行器38也包含三个端口P1到P3。在光环行器38中，从端口P1输入的光信号从端口P2输出。此外，从端口P2输入的光信号从端口P3输出。
光环行器38的端口P1光学耦合到L频带中继器34的输出端口。光环行器38的端口P2光学耦合到光纤202。光环行器38的端口P3光学耦合到C频带中继器33的输入端口。
在上述第二中继器单元30B中，从C频带波长复用单元25A输出的C频带中的经波长复用的光信号供应到光环行器38的端口P2。在光环行器38中，从端口P2输入的C频带中的经波长复用的光信号从端口P3输出。从光环行器38的端口P3输出的C频带中的经波长复用的光信号由C频带中继器33放大并接着供应到光环行器37的端口P1。在光环行器37中，从端口P1输入的C频带中的经波长复用的光信号从端口P2输出。
同时，从L频带波长复用单元15B输出的L频带中的经波长复用的光信号供应到光环行器37的端口P1。在光环行器37中，从端口P1输入的L频带中的经波长复用的光信号从端口P2输出。从光环行器37的端口P2输出的L频带中的经波长复用的光信号由L频带中继器34放大并接着供应到光环行器38的端口P1。在光环行器38中，从端口P1输入的L频带中的经波长复用的光信号从端口P2输出。
接着，将以具体方式描述由根据此示例实施例的双向光传输系统执行的操作。
首先，描述用于在上游方向上传输光信号的操作(上游)。
在C+L频带发射/接收装置10中，C频带波长复用单元15A输出C频带中的经波长复用的光信号，并且L频带波长复用单元15B输出L频带中的经波长复用的光信号。
从C频带波长复用单元15A输出的C频带中的经波长复用的光信号经由光环行器17和光纤201而供应到第一中继器30A。在第一中继器30A中，C频带中的经波长复用的光信号经由光环行器35供应到C频带中继器31。C频带中的经波长复用的光信号由C频带中继器31放大并接着从光环行器36供应到光纤202。
C频带中的经波长复用的光信号经由光纤202而供应到C+L频带发射/接收装置20。在C+L频带发射/接收装置20中，C频带中的经波长复用的光信号经由光环行器27而供应到C频带波长分离单元26A。
同时，从L频带波长复用单元15B输出的L频带中的经波长复用的光信号经由光环行器18和光纤203而供应到第二中继器30B。在第二中继器30B中，L频带中的经波长复用的光信号经由光环行器37而供应到L频带中继器34。L频带中的经波长复用的光信号由L频带中继器34放大并接着从光环行器38供应到光纤204。
L频带中的经波长复用的光信号经由光纤204而供应到C+L频带发射/接收装置20。在C+L频带发射/接收装置20中，L频带中的经波长复用的光信号经由光环行器28而供应到L频带波长分离单元26B。
接着，描述用于在下游方向(Down stream)上传输光信号的操作。
在C+L频带发射/接收装置20中，C频带波长复用单元25A输出C频带中的经波长复用的光信号，并且L频带波长复用单元25B输出L频带中的经波长复用的光信号。
从C频带波长复用单元25A输出的C频带中的经波长复用的光信号经由光环行器28和光纤204供应到第二中继器30B。在第二中继器30B中，C频带中的经波长复用的光信号经由光环行器38供应到C频带中继器33。C频带中的经波长复用的光信号由C频带中继器33放大并接着从光环行器37供应到光纤203。
C频带中的经波长复用的光信号经由光纤203供应到C+L频带发射/接收装置10。在C+L频带发射/接收装置10中，C频带中的经波长复用的光信号经由光环行器18供应到C频带波长分离单元16A。
同时，从L频带波长复用单元25B输出的L频带中的经波长复用的光信号经由光环行器27和光纤202供应到第一中继器30A。在第一中继器30A中，L频带中的经波长复用的光信号经由光环行器36供应到L频带中继器32。L频带中的经波长复用的光信号由L频带中继器32放大并接着从光环行器35供应到光纤201。
L频带中的经波长复用的光信号经由光纤201供应到C+L频带发射/接收装置10。在C+L频带发射/接收装置10中，L频带中的经波长复用的光信号经由光环行器17供应到L频带波长分离单元16B。
根据此示例实施例的上述双向光传输系统提供以下功能和效果。在下文描述中，由光纤201和202以及第一中继器30A形成的传输线路被称为第一光传输线路。此外，由光纤203和204以及第二中继器30B形成的传输线路被称为第二光传输线路。
C+L频带发射/接收装置10经由第一光传输线路将C频带中的光信号发射到C+L频带发射/接收装置20，并且经由第二光传输线路将L频带中的光信号发射到C+L频带发射/接收装置20。同时，C+L频带发射/接收装置20经由第一光传输线路将L频带中的光信号发射到C+L频带发射/接收装置10，并且经由第二光传输线路将C频带中的光信号发射到C+L频带发射/接收装置10。
在第一光传输线路中，在上游方向上传输C频带中的光信号，并在下游方向上传输L频带中的光信号。根据如上所述在相反方向上传输C频带中的光信号以及L频带中的光信号的构成，C频带中的光信号以及L频带中的光信号可通过使用光环行器35和36而不使用C/L解复用滤波器而彼此分离。此外，因为仅C频带中的光信号供应到C频带中继器31，所以不需要在C频带中继器31侧上在上游传输线路中截止L频带中的光信号。此外，因为仅L频带中的光信号供应到L频带中继器32，所以不需要在L频带中继器32侧上在下游传输线路中截止C频带中的光信号。因此，因为不需要确保保护频带，所以不发生主要信号的波长频带由于保护频带而减小的问题。因此，根据此示例实施例的双向光传输系统，与图1所示的双向光传输系统相比，传输容量可扩大。
此外，由C频带中继器31放大的C频带中的光信号以及由L频带中继器32放大的L频带中的光信号在彼此相反的方向上传输，并且这些光信号未被复用。根据上述配置，不发生作为图1所示的双向光传输系统的问题之一的相干串扰。因此，根据此示例实施例的双向光传输系统，与图1所示的双向光传输系统相比，传输特性的劣化可减轻。
在根据此示例实施例的双向光传输系统中，光环行器17、18、27、28和35到38中的每一个可被称为光耦合器。C+L频带发射/接收装置10和20可分别被称为第一发射/接收装置和第二发射/接收装置。由光纤201和202以及第一中继器30A形成的传输线路可被称为第一光传输线路。此外，由光纤203和204以及第二中继器30B形成的传输线路可被称为第二光传输线路。
在第一光传输线路中，C频带中继器31可被称为第一光放大器，并且包含此C频带中继器31的传输线路可被称为第一分支传输线路。此外，L频带中继器32可被称为第二光放大器，并且包含此L频带中继器32的传输线路可被称为第二分支传输线路。
在第二光传输线路中，C频带中继器33可被称为第三光放大器，并且包含此C频带中继器31的传输线路可被称为第三分支传输线路。此外，L频带中继器34可被称为第四光放大器，并且包含此L频带中继器32的传输线路可被称为第四分支传输线路。
(第二实施例)
图7是示出根据本发明的第二示例实施例的双向光传输系统的构成的框图。
图7所示的双向光传输系统具有类似于根据第一示例实施例的双向光传输系统的构成，不同之处在于图7所示的双向光传输系统包含光耦合器45到48来代替光环行器35到38。应注意，仅描述与第一示例实施例不同的构成的部分，而省去相同部分的描述。
光耦合器45到48中的每一个包含三个端口P1到P3。
在光耦合器45中，端口P1光学耦合到L频带中继器32的输出端口，并且端口P2光学耦合到光纤201。此外，端口P3光学耦合到C频带中继器31的输入端口。光耦合器45将从C+L频带发射/接收装置10输出的C频带中的经波长复用的信号供应到C频带中继器31，并将从L频带中继器32输出的L频带中的经波长复用的信号供应到C+L频带发射/接收装置10。
在光耦合器46中，端口P1光学耦合到C频带中继器31的输出端口，并且端口P2光学耦合到光纤202。此外，端口P3光学耦合到L频带中继器32的输入端口。光耦合器46将从C+L频带发射/接收装置20输出的L频带中的经波长复用的信号供应到L频带中继器32，并将从C频带中继器31输出的C频带中的经波长复用的信号供应到C+L频带发射/接收装置10。
在光耦合器47中，端口P1光学耦合到C频带中继器33的输入端口，并且端口P2光学耦合到光纤203。此外，端口P3光学耦合到L频带中继器34的输入端口。光耦合器47将从C+L频带发射/接收装置10输出的L频带中的经波长复用的信号供应到L频带中继器34，并将从C频带中继器33输出的C频带中的经波长复用的信号供应到C+L频带发射/接收装置10。
在光耦合器48中，端口P1光学耦合到C频带中继器33的输入端口，并且端口P2光学耦合到光纤204。此外，端口P3光学耦合到L频带中继器34的输出端口。光耦合器48将从C+L频带发射/接收装置20输出的C频带中的经波长复用的信号供应到C频带中继器33，并将从L频带中继器34输出的L频带中的经波长复用的信号供应到C+L频带发射/接收装置20。
能够对C频带中的光信号以及L频带中的光信号进行复用或解复用的耦合器例如诸如3dB耦合器的定向耦合器可用作光耦合器45到48。在此状况下，光耦合器45到48可由C/L解复用滤波器形成，但不需要确保保护频带。关于C/L解复用滤波器，例如，可采用使用阵列式波导光栅(AWG)元件的C/L解复用滤波器或使用具有折射率以连续且周期性的方式改变的周期性结构的由半导体材料制成的多层干涉膜的C/L解复用滤波器。
根据此示例实施例的双向光传输系统也提供类似于第一示例实施例的功能和效果。
在根据此示例实施例的双向光传输系统中，C+L频带发射/接收装置10和20也可分别被称为第一发射/接收装置和第二发射/接收装置。由光纤201和202以及第一中继器30A形成的传输线路可被称为第一光传输线路。此外，由光纤203和204以及第二中继器30B形成的传输线路可被称为第二光传输线路。
在第一光传输线路中，C频带中继器31可被称为第一光放大器，并且包含此C频带中继器31的传输线路可被称为第一分支传输线路。此外，L频带中继器32可被称为第二光放大器，并且包含此L频带中继器32的传输线路可被称为第二分支传输线路。
在第二光传输线路中，C频带中继器33可被称为第三光放大器，并且包含此C频带中继器31的传输线路可被称为第三分支传输线路。此外，L频带中继器34可被称为第四光放大器，并且包含此L频带中继器32的传输线路可被称为第四分支传输线路。
根据相应示例实施例的上述双向光传输系统仅是本公开的示例。此外，可对上述双向光传输系统的构成和操作进行本领域的技术人员可理解的修改和改进，而不偏离本发明的范围和精神。
例如，光海底传输系统需要长期例如25年或更久使用。然而，光信号的损耗由于电缆维修和累年劣化而增加。因此，在一些状况下，发生频谱偏差。例如，发生频谱波动，其中主要信号的波长区域的短波侧上的增益由于增大的损耗而增大。因此，平坦增益特性可恶化。
在根据第一示例实施例或第二示例实施例的双向光传输系统中，为了减小前述频谱波动，可在C+L频带发射/接收装置10和20中将伪光(dummy light)插入在C频带光信号或L频带光信号或C频带光信号和L频带光信号中的每一个的短波侧上。
图8示出被插入伪光的L频带光信号的示例。此示例对应于根据第一示例实施例的双向光传输系统。在C+L频带发射/接收装置10中，L频带波长复用单元15B输出在短波侧上被插入伪光的L频带光信号。在图8中，在上部示出未被插入伪光的L频带光信号，并且在下部示出被插入伪光的L频带光信号。
从L频带中继器34输出的L频带光信号(不具有伪光)的短波侧上的增益增大，并且因此平坦增益特性恶化。通过在L频带外将伪光插入在短波侧上，可抑制其短波侧上的波动。
在上游方向上传播的C频带光信号以及在下游方向上传播的L频带光信号分别独立供应到C频带中继器31和L频带中继器32。在下游方向上传播的C频带光信号以及在上游方向上传播的L频带光信号分别独立供应到C频带中继器33和L频带中继器34。因为供应到相应中继器的光信号如上所述彼此分离，所以可以容易将用于减小频谱偏差的伪光插入到C频带波长复用单元15A、L频带波长复用单元15B、C频带波长复用单元25A和L频带波长复用单元25B中的每一个中。
伪光的上述插入可按类似方式应用到第二示例实施例。
此外，在根据相应示例实施例的双向光传输系统中，C+L频带中继器30的数量不限于一个。多个C+L频带中继器30可经由光纤而设置在C+L频带发射/接收装置10与20之间。
本申请基于并主张2017年4月18日申请的第2017-082077号日本专利申请的优先权权益，该日本专利申请的公开内容全部以引用方式并入本文中。
附图标记列表
10、20C+L频带发射/接收装置
30C+L频带中继器
30A第一中继器
30B第二中继器

Claims (7)

1.一种双向光传输系统，包括：
第一光传输线路，包括第一中继器；
第二光传输线路，包括第二中继器；以及
第一发射/接收装置和第二发射/接收装置，所述第一发射/接收装置和所述第二发射/接收装置经由所述第一光传输线路和所述第二光传输线路彼此连接，以使得它们能够彼此通信，所述第一发射/接收装置和所述第二发射/接收装置中的每一个被配置成发射和接收第一频带中的光信号以及不同于所述第一频带的第二频带中的光信号；其中
所述第一发射/接收装置将所述第一频带中的所述光信号发射到所述第一光传输线路并且将所述第二频带中的所述光信号发射到所述第二光传输线路，
所述第二发射/接收装置将所述第一频带中的所述光信号发射到所述第二光传输线路并且将所述第二频带中的所述光信号发射到所述第一光传输线路，
所述第一中继器将经由所述第一光传输线路双向传播的所述第一频带中的所述光信号以及所述第二频带中的所述光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号，并且
所述第二中继器将经由所述第二光传输线路双向传播的所述第一频带中的所述光信号以及所述第二频带中的所述光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号。
2.根据权利要求1所述的双向光传输系统，其中
所述第一中继器包括：
第一分支传输线路，包括其中所述第一频带中的所述光信号在第一方向上传输的第一光放大器，所述第一方向是从所述第一发射/接收装置朝向所述第二发射/接收装置的方向；以及
第二分支传输线路，包括其中所述第二频带中的所述光信号在第二方向上传输的第二光放大器，所述第二方向是从所述第二发射/接收装置朝向所述第一发射/接收装置的方向，所述第二中继器包括：
第三分支传输线路，包括其中所述第一频带中的所述光信号在所述第二方向上传输的第三光放大器；以及
第四分支传输线路，包括其中所述第二频带中的所述光信号在所述第一方向上传输的第四光放大器。
3.根据权利要求2所述的双向光传输系统，其中
所述第一中继器包括第一光耦合器和第二光耦合器，所述第一光耦合器和所述第二光耦合器中的每一个包括第一至第三端口并被配置成从所述第二端口输出从所述第一端口输入的光信号并从所述第三端口输出从所述第二端口输入的光信号，
所述第二中继器包括第三光耦合器和第四光耦合器，所述第三光耦合器和所述第四光耦合器中的每一个包括第一至第三端口并被配置成从所述第二端口输出从所述第一端口输入的光信号并从所述第三端口输出从所述第二端口输入的光信号，
所述第一分支传输线路的一端光学耦合到所述第一光耦合器的所述第三端口，并且所述第一分支传输线路的另一端光学耦合到所述第二光耦合器的所述第一端口，
所述第二分支传输线路的一端光学耦合到所述第一光耦合器的所述第一端口，并且所述第二分支传输线路的另一端光学耦合到所述第二光耦合器的所述第三端口，
所述第三分支传输线路的一端光学耦合到所述第三光耦合器的所述第一端口，并且所述第三分支传输线路的另一端光学耦合到所述第四光耦合器的所述第三端口，
所述第四分支传输线路的一端光学耦合到所述第三光耦合器的所述第三端口，并且所述第四分支传输线路的另一端光学耦合到所述第四光耦合器的所述第一端口，
从所述第一发射/接收装置发射的所述第一频带中的所述光信号供应到所述第一光耦合器的所述第二端口，
从所述第一发射/接收装置发射的所述第二频带中的所述光信号供应到所述第三光耦合器的所述第二端口，
从所述第二发射/接收装置发射的所述第一频带中的所述光信号供应到所述第二光耦合器的所述第二端口，并且
从所述第二发射/接收装置发射的所述第二频带中的所述光信号供应到所述第四光耦合器的所述第二端口。
4.根据权利要求3所述的双向光传输系统，其中，所述第一至第四光耦合器中的每一个由光环行器形成。
5.根据权利要求3所述的双向光传输系统，其中，所述第一至第四光耦合器中的每一个由被配置成将所述第一频带和所述第二频带彼此分离的解复用滤波器形成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的双向光传输系统，其中，所述第一发射/接收装置和所述第二发射/接收装置中的每一个在频带的短波侧上将伪光插入到所述第一频带中的所述光信号和所述第二频带中的所述光信号中的至少一个中。
7.一种双向光传输方法，包括通过使用包括第一中继器的第一光传输线路以及包括第二中继器的第二光传输线路在第一方向以及与所述第一方向相反的第二方向两方向上传输第一频带中的光信号以及不同于所述第一频带的第二频带中的光信号，所述双向光传输方法还包括：
在所述第一方向上，将所述第一频带中的所述光信号发射到所述第一光传输线路，将所述第二频带中的所述光信号发射到所述第二光传输线路，并且在所述第一中继器中，将经由所述第一光传输线路双向传播的所述第一频带中的所述光信号以及所述第二频带中的所述光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号；以及
在所述第二方向上，将所述第一频带中的所述光信号发射到所述第二光传输线路，将所述第二频带中的所述光信号发射到所述第一光传输线路，并且在所述第二中继器中，将经由所述第二光传输线路双向传播的所述第一频带中的所述光信号以及所述第二频带中的所述光信号彼此分离，并分别放大分离后的光信号。
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