CN114966990A - 可调分光器 - Google Patents

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CN114966990A CN202110203791.8A CN202110203791A CN114966990A CN 114966990 A CN114966990 A CN 114966990A CN 202110203791 A CN202110203791 A CN 202110203791A CN 114966990 A CN114966990 A CN 114966990A
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徐艺滨
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Abstract

本发明提供一种可调分光器，包括：可调分光装置，用于控制可调分光装置的输出端口的数量及调节可调分光装置的输出端口的光功率；均分分光装置，与可调分光装置连接，用于分配可调分光装置的输出端口的光功率。本发明提供的可调分光器不仅可以实现输出端口间光功率的均分功能，而且可以实现输出端口之间光功率的切换，达到输出端口的不同输出光功率，满足不同距离的接入用户差异化光功率的需求，实现灵活的接入组网。

Description

可调分光器
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种可调分光器。
背景技术
现有无源光网络(Passive Optical Network，PON)网络使用的分光器的分光比是指光分路器的支路数以及各支路上光功率的比例。现有技术中，光分路器均为分光比固定的分光器，从1：2～1：128、2不等。对于不同波长的输入光信号，分光器的分支数以及分光比保持不变。现网建设中，其光分配网(Optical Distribution Network，ODN)分光器一旦选定了相应的分光器，则用户的网络覆盖固定下来。
在网络运维中，现有固定分光比的分光器在PON网络实际运维中出现了光功率不足的问题而影响在用业务的使用感知以及部分支光路因功率预算不足而无法进行新增业务。针对现网固定分光比的分光器的不足很多可调分光器应运而生。如，方案1：通过电控模块控制电压的大小来改变液晶的折射率实现输入光信号的功率在输出端口的重新分配；方案2：通过设置根据输入波长调节分光比的波长耦合单元，实现了根据不同波长调节；方案3：通过热调制组件实现不同电调节，实现不同波长下的分光比调节。
现有的技术方案都从不同的实现方法改善现有分光比固定的不足，在一定程度上实现了分光比可变的器件。但大多数方案仍然存在以下共性的不足：
1、涉及的技术方案均需要有源等方式去实现分光比的变化，例如部分需要通过电控、部分通过热光、部分通过磁光等需要特定的场景才能应用，不满足现有通信网络中分光器处于无源场景的应用。
2、涉及的部分技术方案是实现不同的波长的输出分光比可调可变，例如一个波长段范围的波长输出的分光比各不相同，无法满足特定通信波长在使用场景下的支路光功率的可调变化。
发明内容
本发明提供的可调分光器，用于克服现有技术中存在的上述问题，能够实现输出端口间光功率的均分功能及实现输出端口之间光功率的切换，达到输出端口的不同输出光功率，满足不同距离的接入用户差异化光功率的需求，实现灵活的接入组网。
本发明提供的一种可调分光器，包括：
可调分光装置，用于控制可调分光装置的输出端口的数量及调节所述可调分光装置的输出端口的光功率；
均分分光装置，与所述可调分光装置连接，用于分配所述可调分光装置的输出端口的光功率。
根据本发明提供的一种可调分光器，所述可调分光装置，包括：
第一耦合器，与可调分光装置的输入端口连接，用于调节所述可调分光装置的输出端口的光功率；
光开关，与所述第一耦合器连接，用于控制与所述均分分光装置连接的所述可调分光装置的输出端口的数量；
输出端口，与均分分光装置的输入端口连接。
根据本发明提供的一种可调分光器，所述均分分光装置，包括：
输入端口，与所述可调分光装置的输出端口连接；
第二耦合器，与所述均分分光装置的输入端口连接，用于分配所述可调分光装置的输出端口的光功率；
输出端口，与所述第二耦合器连接。
根据本发明提供的一种可调分光器，所述第一耦合器，包括：
Y型耦合器和/或X型耦合器。
根据本发明提供的一种可调分光器，所述第二耦合器，包括：
X型耦合器和/或星型耦合器。
根据本发明提供的一种可调分光器，所述光开关，包括：
机械光开关、微机械光开关、热光开关、液晶光开关、电光开关和声光开关。
根据本发明提供的一种可调分光器，若所述光开关为所述机械光开关，则通过如下方式中的至少一种将光路切换至所述可调分光装置的输出端口：
棱镜切换光路技术、反射镜切换技术和移动光纤切换技术。
根据本发明提供的一种可调分光器，还包括：所述可调分光装置和/或所述均分分光装置的数量为一个或多个。
根据本发明提供的一种可调分光器，多个所述可调分光装置之间通过树状结构连接。
根据本发明提供的一种可调分光器，所述可调分光装置和所述均分分光装置均为无源光器件。
本发明提供的可调分光器，不仅可以实现输出端口间光功率的均分功能，而且可以实现输出端口之间光功率的切换，达到输出端口的不同输出光功率，满足不同距离的接入用户差异化光功率的需求，实现灵活的接入组网。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的可调分光器的结构示意图之一；
图2是本发明提供的可调分光装置的结构示意图；
图3是本发明提供的均分分光装置的结构示意图；
图4是本发明提供的移动棱镜光开关的结构示意图；
图5是本发明提供的反射镜型光开关的结构示意图；
图6是本发明提供的移动光纤型光开关的结构示意图；
图7是本发明提供的可调分光器的结构示意图之二。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种可调分光器，解决现有技术中分光器的输出端口数量固定、各支路输出光功率固定问题。提出的可调分光器具有输出端口数量可调、光功率可调、接入组网灵活性及网络适应性强，减少网络部署的难度和储存备品备件成本高的问题，适应覆盖区域用户数发生变化时，在不新加分光器的情况下，通过调整可调分光器的输出端口数量进行用户的开通。提出的可调分光器可以适应同一个PON口下，不同用户因为距离存在差异而导致要求收求功率的差异问题，解决了传统分光器均分光功率模式下导致光功率预算不中足的问题，同时可通过分支光功率的重新分配解决现网维护过程中出现因光缆纤芯损耗增大导致某一分支路光功率不足的问题。
图1是本发明提供的可调分光器的结构示意图之一，如图1所示，包括：
可调分光装置10，用于控制可调分光装置的输出端口的数量及调节可调分光装置的输出端口的光功率；
均分分光装置11，与可调分光装置连接，用于分配可调分光装置的输出端口的光功率。
可调分光器包括可调分光装置10及均分分光装置11，其中，可调分光装置10的输出端口103的数量是可以调整的，同时可调分光装置10的输出端口103对应的光功率也是可以调节的；均分分光装置11与可调分光装置10可以采用光纤的形式进行通信连接，且将可调分光装置10输出端口103的光功率作为均分分光装置11的输入端口111的光功率，通过对均分分光装置11的输入端口111的光功率的重新分配，来实现对可调分光装置10的输出端口103的光功率的重新分配。
本发明提供的可调分光器，不仅可以实现输出端口间光功率的均分功能，而且可以实现输出端口之间光功率的切换，达到输出端口的不同输出光功率，满足不同距离的接入用户差异化光功率的需求，实现灵活的接入组网。
进一步地，在一个实施例中，可调分光装置10，可以具体包括：
第一耦合器101，与可调分光装置10的输入端口104连接，用于调节可调分光装置10的输出端口103的光功率；
光开关102，与第一耦合器101连接，用于控制与均分分光装置11连接的可调分光装置10的输出端口103的数量；
输出端口103，与均分分光装置11的输入端口111连接。
可选地，本发明中可调分光装置10包括输入端口104、第一耦合器101、光开关102及输出端口103，其中，第一耦合器101与输入端口104进行通信连接，用于对可调分光装置10的输入端口104的光功率进行重新分配，以调节可调分光装置10的输出端口103的光功率；光开关102与第一耦合器101进行通信连接，用于控制与均分分光装置11的输入端口111连接的可调分光装置10的输出端口103的数量，输出端口103与均分分光装置11的输入端口111之间通信连接。
可调分光装置10的输入端口104能过光纤连接到OLT设备的PON口，以完成可调分光器10在PON网络的光路及网管链路的搭建。
需要说明的是，本发明中通信连接可以是通过光纤进行通信连接。
本发明提供的可调分光器，利用第一耦合器实现了对输出端口间光功率的均分功能，利用光开关实现了对与均分分光装置连接的输出端口的数量的控制，通过调整输出端口数进行改善各分支光路的光功率预算，保证不同距离的用户的收光处于正常值范围，减少了现存的分光器种类繁多，降低网络部署难度和备品备件的成本。
进一步地，在一个实施例中，均分分光装置11，包括：
输入端口111，与可调分光装置10的输出端口103连接；
第二耦合器112，与均分分光装置11的输入端口111连接，用于分配可调分光装置10的输出端口103的光功率；
输出端口113，与第二耦合器112连接。
可选地，本发明中均分分光装置11包括输入端口111、第二耦合器112及输出端口113，其中，均分分光装置11通过输入端口111，与可调分光装置10的输出端口103通信连接，第二耦合器112与均分分光装置11的输入端口111连接，以实现对可调分光装置10的输出端口103的光功率的重新分配，并通过与第二耦合器通信连接的输出端口113按需通过光纤连接到PON网络的光网络单元(ONU)。
本发明提供的可调分光器，利用第二耦合器合理地降低(或提高)可调分光装置的输出端口的光功率来增加(或减少)输出端口的数量，满足区域内用户数发生的变化，减少新用户开通需要重新占用宝贵主干接入光纤和叠加新的分光器件，避免了传统的分光器在网络一旦网络部署选定后，由于网络变化而需要进行分光器调整的难度较大问题，具备平滑网络演进能力。
进一步地，在一个实施例中，第一耦合器101，可以具体包括：
Y型耦合器和/或X型耦合器。
本发明中可调分光装置10中的第一耦合器101选用Y型耦合器和/或典型的由两个输入端和两个输出端的X型耦合器(即2:2耦合器)。以本发明中采用Y型耦合器为例对可调分光装置的基本结构10进行说明，具体地，如图2所示：
可调分光装置10包括1个输入端口104、1个Y型耦合器、2个光开关102(如图2中的光开关1和光开关2)和2个输出端口103(如图2中的输出端口1和输出端口2)组成，其中，输入端口104与Y型耦合器的输入端通信连接，Y型耦合器的输出端分别与两个光开关102通信连接，光开关102与输出端口103通信连接。
可调分光装置10的每一个光开关102均可以通过控制将光路从输出端口1切换到输出端口2或从输出端口2切换至输出端口1，两个光开关102可以同时切换到输出端口1或同时切换至输出端口2。
图2中，在不考虑损耗的情况下，输入端口1的光功率在两个光开关102分别切换至输出端口1和输出端口2时，则此时两个输出端口103的光功率均为50％的比例，在两个光开关102都切换至输出端口1时，均输出端口1的光功率为100％比例，而输出端口2则为0％的比例，同理，当两个光开关102都切换至输出端口2时，均输出端口2的光功率为100％比例，而输出端口1则为0％的比例。
本发明提供的可调分光器，通过调节可调分光装置的输出端口数量来调整输出端口的光功率以满足更多的应用场景的需求，同时可以适应同一个PON口下，不同用户因为距离存在差异而导致需求功率的差异问题。
进一步地，在一个实施例中，第二耦合器112，包括：
X型耦合器和/或星型耦合器。本发明中均分分光装置11采用的第二耦合器112为X型耦合器和/或星型耦合器(N:M耦合器)，其中X型耦合器采用典型的2:2耦合器，星型耦合器可以采用1:2，1:4，1:8，1:16…1:N，2:4，2:8，2:16…2:N等，其中N为2的整数倍。下面以第二耦合器112为1:N星型耦合器为例对本发明中均分分光装置11加以说明，具体地，如图3所示：
均分分光装置11包括1个输入端口111(如图3中的输出端口1)、1:N耦合器和N个输出端口113(如图3中的输出端口1至输出端口N)组成，其中，输入端口111(如图3中的输出端口1)与1:N耦合器的输入端通信连接，输出端口1至输出端口N与1:N耦合器的输出端通信连接。
本发明提供的可调分光器，在不新加分光器的情况下，通过调整分光器的输出端口数量进行用户的开通，解决了传统分光器均分光功率模式下导致光功率预算不中足的问题，同时可通过分支光功率的重新分配解决现网维护过程中出现因光缆纤芯损耗增大导致某一分支路光功率不足的问题。
进一步地，在一个实施例中，光开关102，可以具体包括：
机械光开关、微机械光开关、热光开关、液晶光开关、电光开关和声光开关。
可选地，光开关是一种光路转换器件。在光纤传输系统，光开关用于多重监视器，LAN，多光源，探测器和保护以太网的转换。在光纤测试系统，用于光纤，光纤设备测试和网络测试，光纤传感多点监测系统。
依据不同的光开关原理！光开关的实现方法有多种，如：传统机械光开关、微机械光开关、热光开关、液晶光开关、电光开关和声光开关等。其中传统机械光开关、微机械光开关、热光开关因其各自的特点在不同场合得到广泛应用。
目前应用最为广泛的仍是传统的1×2和2×2机械式光开关。传统机械式光开关可通过移动光纤将光直接耦合到输出端，采用棱镜、反射镜切换光路，将光直接送到或反射到输出端。
本发明提供的可调分光器，组成可调分光装置的光开关均为常用光开关，可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作，对业务的保护和恢复起到了至关重要的作用，且由于各类光开关成本较低，安装复杂度较低，减少网络部署的难度和储存备品备件成本高的问题。
进一步地，在一个实施例中，若光开关102为机械光开关，则通过如下方式中的至少一种将光路切换至可调分光装置10的输出端口103：
棱镜切换光路技术、反射镜切换技术和移动光纤切换技术。
可选地，若采用机械光开关作为可调分光装置10的光开关，则可以通过棱镜切换光路技术、反射镜切换技术或移动光纤切换技术将光路切换至可调分光装置10的输出端口103，具体地：
采用棱镜切换光路技术，移动棱镜光开关的基本结构如图4所示，工作原理如下：光纤与起准直作用的透镜(准直器)相连，并固定不动，通过移动棱镜改变输入、输出端口间的光路。
反射镜型光开关结构如图5所示，反射镜切换技术工作原理如下：当反射镜未进入光路时，光开关处于直通状态，光纤1进入的光进入光纤4，光纤2进入的光进入光纤3；当反射镜处于两光线的交点位置时，光开关处于交叉状态，光纤1进入的光进入到光纤3，光纤2进入的光进入光纤4从而实现光路的切换。
移动光纤型光开关结构如图6所示，是固定一端的光纤，移动另一端的光纤与固定光纤的不同端口相耦合，实现光路的切换。
本发明提供的可调分光器，采用机械光开关作为可调分光装置的光开关，具有插入损耗低隔离度高的特点，且制作技术成熟，同时使用机械开关，能够减少对外部电源的依赖。
进一步地，在一个实施例中，可调分光器还可以具体包括：可调分光装置10和/或均分分光装置11的数量为一个或多个。
可选地，本发明中可调分光器可以由一个或多个可调分光装置10和/或一个或多个均分分光装置11组成，作为一种实施例阐述，图7是本发明提供的可调分光器的结构示意图之二，可调分光器包括有1个可调分光装置10和2个均分分光装置11，具体地：
如图7所示，本发明使用Y型耦合器作为第一耦合器101，1：16耦合器作为第二耦合器112作为阐述。第一个均分分光装置11的输入端口111连接到可调分光装置10的输出端口1、第二个均分分光装置11的输入端口111连接到可调分光装置10的输出端口2。
一种可调分光器的实现包含如下步骤：
步骤1、完成可调分光器在PON网络的光路搭建和网管链路的搭建，可调分光装置10的输入端口104能过光纤连接到OLT设备的PON口，均分分光装置11的输出端口113按需通过光纤连接到PON网络的光网络单元(ONU)。
步骤2、正常状态下，第一个均分分光装置11的输入端口连接到可调分光装置10的输出端口1、第二个均分分光装置11的输入端口111连接到可调分光装置10的输出端口2。
步骤3、正常状态下，可调分光装置10的光开关1切换到可调分光装置10的输出端口1、光开关2切换到可调分光装置10的输出端口2。
步骤4、此时，在不考虑损耗的情况下，两个均分分光装置11的输出端口113的输出光功率值均为1/32的比例，可满足开通32个用户接入。
步骤5、当因第一个均分分光装置11下需求开通的用户距离较远等情况下，例如需要1/16分比例的光功率才能满足光功率预算时。
步骤6、此时可以通过人工或自动调整光开关2切换到可调分光装置10的输出端口1，则此时第一个均分分光装置11的输出端口113的输出光功率值均为1/16的比例，而第二个均分分光装置11的输出端口113的输出光功率值均为0％的比例。此时，可满足开通16个用户接入。
步骤7、当因第二个均分分光装置11下需求开通的用户距离较远等情况下，例如需要1/16分比例的光功率才能满足光功率预算时。
步骤8、此时可以通过人工或自动调整光开关1切换到可调分光装置10的输出端口2，光开关2切换至可调分光装置10的输出端口2，则此时第二个均分分光装置11的输出端口113的输出光功率值均为1/16的比例，而第一个均分分光装置11的输出端口113的输出光功率值均为0％的比例。此时，可满足开通16个用户接入。
本发明提供的可调分光器，可以使用若干个可调分光装置和若干个均分装置来实现更多输出端口粒度的管理以及更细分的光功率调整，以满足现网的各种场景的使用。
进一步地，在一个实施例中，多个可调分光装置10之间通过树状结构连接。
可选地，本发明提供的可调分光器主要包括多个可调分光装置10，可调分光装置10之间可以进行任意的连接组合，作为一种可行的实施例，多个可调分光装置10之间以树状结构来连接组合。
本发明提供的可调分光器，采用树状结构将可调分光器中多个可调分光装置进行连接，扩充方便、灵活，成本低，易于在原PON网络的基础上升级改造，降低重部署网络的难度。
进一步地，在一个实施例中，可调分光装置10和均分分光装置11均为无源光器件。
可选地，本发明中可调分光装置10以及均分分光装置11均采用无源光器件，由此构成的可调分光器为无源分光器。
无源分光器是指被传输的光功率能实现分路/合路的器件，一般是对同一波长的光功率进行分路或合路。
本发明提供的可调分光器，与现有技术相比，所使用的可调分光装置和均分分光装置均为无源光器件，不需要外加电源，满足无源环境的使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可调分光器，其特征在于，包括：
可调分光装置，用于控制可调分光装置的输出端口的数量及调节所述可调分光装置的输出端口的光功率；
均分分光装置，与所述可调分光装置连接，用于分配所述可调分光装置的输出端口的光功率。
2.根据权利要求1所述的可调分光器，其特征在于，所述可调分光装置，包括：
第一耦合器，与可调分光装置的输入端口连接，用于调节所述可调分光装置的输出端口的光功率；
光开关，与所述第一耦合器连接，用于控制与所述均分分光装置连接的所述可调分光装置的输出端口的数量；
输出端口，与均分分光装置的输入端口连接。
3.根据权利要求1所述的可调分光器，其特征在于，所述均分分光装置，包括：
输入端口，与所述可调分光装置的输出端口连接；
第二耦合器，与所述均分分光装置的输入端口连接，用于分配所述可调分光装置的输出端口的光功率；
输出端口，与所述第二耦合器连接。
4.根据权利要求2所述的可调分光器，其特征在于，所述第一耦合器，包括：
Y型耦合器和/或X型耦合器。
5.根据权利要求3所述的可调分光器，其特征在于，所述第二耦合器，包括：
X型耦合器和/或星型耦合器。
6.根据权利要求2所述的可调分光器，其特征在于，所述光开关，包括：
机械光开关、微机械光开关、热光开关、液晶光开关、电光开关和声光开关。
7.根据权利要求5所述的可调分光器，其特征在于，若所述光开关为所述机械光开关，则通过如下方式中的至少一种将光路切换至所述可调分光装置的输出端口：
棱镜切换光路技术、反射镜切换技术和移动光纤切换技术。
8.根据权利要求1-7任一项所述的可调分光器，其特征在于，还包括：所述可调分光装置和/或所述均分分光装置的数量为一个或多个。
9.根据权利要求8所述的可调分光器，其特征在于，多个所述可调分光装置之间通过树状结构连接。
10.根据权利要求1-7任一项所述的可调分光器，其特征在于，所述可调分光装置和所述均分分光装置均为无源光器件。
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