CN1188240A - 光交换分配器 - Google Patents

Abstract

有增益的交换光分配器,即换向器是通过使用一个光稀土掺杂光纤光放大器作为交换部件本身来实现的。光稀土掺杂光纤光放大器的每一个用作为接通/关断开关。同样,本发明的有增益的交换光分配器自然地适合于今天的光放大光通信系统。在一个实施例中,通过使用一个泵选择电路连同多个泵和多个相应的稀土掺杂光纤光放大器来实现这一点。通过使用一个监控器装置来选择特定的泵和相应的放大器以确定选择哪一个信号并把它发送到一个输出端。

Description

光交换分配器

本发明涉及光通信部件，尤其涉及光分配器，也称为光换向器。

一个电子1×N分配器(即换向器)开关是一个1×N交换装置，该装置发送来自一个单个输入端的信号到N个输出端口中任何一个，如图1所示。一个光1×N分配器开关是电子1×N分配器开关的光模拟，这里输入和输出端口是在一给定波长或多个波长传播一个或多个光通信信号的光纤。某些分配器开关可以允许发送来自输入线路的信号到N个输出端口的两个或多个，这样在目标输出端口中将来自输入线路的信号能量进行分配。这被适当的称为分配器开关的广播或桥接能力。

现在公知的分配器采用机械交换部件。这种使用机械分配器的现有的装置被限制于一次仅选择一个输出线路，它们的速度是慢的，并且它们的可靠性比所要求的要低。一个这样的装置如图1所示，这里一个输入光纤线路100提供到分配器101和交换部件103。然后在执行机构102的控制下交换部件103发送光纤线路100上的光信号到输出光线路104-1到104-N中的一个。

现在可得到一些机电的光分配器开关。这些装置是基于机械地移动输入和/或输出光纤或采用各种反射或偏转光部件以空间地引导来自输入光纤的出瞳的光束并发送它到输出光纤的入瞳。显然，这些机械开关是慢速的，并且在大多数情况下不能允许在通信系统中所要求的特性的广播能力。在某些情况下，与这些部件有关的光损耗是显著的。

基于铌酸锂(见美国专利5,181,134的例子)或磷化铟光交换装置的固态波导分配器开关也可以得到，它能解决速度问题。涉及到这些光交换装置的缺点包括极化依赖和明显的光损耗。当这样的装置被连接在一起时与这些装置有关的大的光插入损耗立刻变得不能容忍。

通过采用一个光稀土掺杂光纤光放大器作为一个有增益的交换光分配器的交换部件本身的本发明的一个实施例，克服了前面公知的机械分配器和各种固态光分配器的问题和限制。光稀土掺杂光纤光放大器的每一个用作为一个接通/关断开关。同时，本发明的有增益的交换光分配器自然适合今天的光放大的光通信系统。在一个实施例中，这是通过采用一个泵选择电路连同多个泵和多个相应的稀土掺杂光纤光放大器实现的。通过使用一个监控器装置选择特定的泵和相应的光放大器以确定哪一个输出端口或哪些输出端口连接到输入端口。在另一个实施例中，采用一个所谓的调谐泵装置连同多个滤波器和相应的多个稀土掺杂光纤光放大器。使用一个泵调谐装置以控制可调谐的泵以便选择要被触发的多个光放大器中合适的一个，这样发送在多个给定波长中任一个的输入信号到相应的输出线路(或者如果使用广播能力的线路)。

图1是现有技术的机电分配器装置；

图2说明了使用具有稀土掺杂光纤放大器的所谓的交换泵的本发明的一个实施例；

图3展示了一个包括稀土掺杂光纤光放大器的调谐泵装置；以及

图4展示了一个包括多个泵和相应的稀土掺杂光纤放大器的交换泵装置。

图2以简化的形式展示了一个包括光纤线路201的本发明的实施例，光纤线路201经过光星形耦合器(以下称为“耦合器”)202提供在预定波长或波长组的光信号分别到稀土掺杂光纤光放大器(以下称为“放大器”)203和放大器205。例如，稀土掺杂光纤可以是耦合到波长选择耦合器，例如波分多路复用耦合器的氧化铒光纤的长度，经过该耦合器一个泵被耦合到那里。还应注意损耗被稀土掺杂光纤均衡而增益由泵功率均衡。如所示的，泵204耦合到放大器203，泵206耦合到放大器205。如本领域所公知的，泵204和206中的每一个分别地驱动放大器203和205。此外泵送可以是同向的或反向的。实际上泵送还可以是双向的。放大器203和205的输入是由耦合器202提供的在线路201上输入信号的相同拷贝，该耦合器在这个例子中是公知方式的一个2×N耦合器。放大器203和205的输出经过可选择的光监控抽头(以下称为“抽头”)209和211连接到输出端口207和208。抽头209和211分接出输出光信号的一小部分(例如1-10％)并且使光信号分别地到达光检测器(光电转换器，O/E)210和212。O/E 210和212帮助处理以确定由选择线路的功率电平当前选择放大器203和205中的哪一个并且确定与选择线路相关的参数和识别(ID)标记(例如见共同未决的美国专利申请系列号08/579529，申请于1995年12月27日)。来自O/E 210和212的信息提供给泵选择器电路213，该电路随后根据要求的参数和来自命令和控制单元214的命令选择泵204或泵206。然而应该注意这个监控装置是可选择的并且在本领域公知的其他光监控和控制装置可以同样地使用。对于本领域的那些技术人员这是显而易见的。还提供到泵选择电路213的是来自命令和控制单元214的命令和控制信息，该命令和控制单元214利用来自一个光系统中其他网络部件的信息，以便选择要被选择的泵204或206中的哪一个，因此选择放大器203或205中哪一个接通，哪一个关断。然而应该注意，虽然在这个例子中我们已经展示了O/E 210和212的使用，其他的装置也可以使用以监控不同的参数以便选择泵204和206中的哪一个，因此放大器203和205中的那一个将被接通。

图3以简化的形式展示了本发明的另一个实施例用于一个输入光纤线路301分配到多个输出光纤线路311-1到311-N以及相应的多个放大器303-1到303-N。在这个本发明的实施例中只要求一个可调谐泵309，这给了我们节省成本的技术优点。相关于可调谐泵309的是另一个光星形耦合器(以下称为“耦合器”)310和多个固定的(或可预置的)光带通滤波器(以下称为“滤波器”)304-1到304-N，这些滤波器一对一地分别相关于放大器303-1到303-N。实际上，这些滤波器304-1到304-N可以被加入波长选择耦合器中，该耦合器被用于构造放大器303-1到303-N(见用于各种光放大器设计的结构细节的文献)。此外，在被发送到系统输出端口311-1到311-N之前，放大器303-1到303-N的输出提供给可选择的抽头305-1到305-N用于由监控器306-1到306-N完整地监控的目的。另外，O/E装置306-1到306-N的输出还与来自命令和控制单元308的信息在泵调谐电路307中组合以调谐可调谐泵309的波长。

图4以简化的方框图形式展示了本发明的另一个实施例，该实施例使用一个单个的输入线路401和多个输出光纤线路409-1到409-N以及相应的多个放大器403-1到403-N。在这个本发明的实施例中相应的多个泵404-1到404-N分别地相关于放大器403-1到403-N。同样，在发送到系统输出端口409-1到409-N之前，放大器403-1到403-N的输出提供给抽头405-1到405-N用于由O/E 406-1到406-N完整地监控的目的。此外，O/E装置406-1到406-N的输出还与来自命令和控制单元408的信息在泵选择电路407中组合以触发泵404-1到404-N中的一个(或者如果要求广播的多个)，因此随后调谐相应的放大器403-1到403-N接通或关断。然而应该注意在本领域公知的其他光耦合和监控装置可以同样地使用以代替光耦合器405-1到405-N和相应的元件。这对于本领域的技术人员是显而易见的。特别地，在这个例子中，O/E 406-1到406-N的每一个监控输出光纤405-1到405-N相关的一个上的一个输出信号的功率电平，并且确定与那个信号相关的参数和ID标记用于分配器开关的操作和特性的检验。

Claims (9)

1.一个光分配器具有一个输入端和多个输出端，包括：

多个光放大器，对应于多个输出，每个作为一个交换部件使用；

一个耦合部件用于耦合一个输入光信号到多个光放大器的每一个；

一个泵装置响应一个命令信号用于控制所述多个光放大器的每一个的接通/关断状态使得输入的光信号被提供到所述多个输出的一个或多个。

2.如权利要求1所述的光分配器，其中光放大器中的每一个包括一个具有预定长度的光稀土掺杂光纤和一个响应命令信号的相应的泵用于光放大器的接通/关断。

3.如权利要求2所述的光分配器，其中光纤是掺杂铒的。

4.如权利要求2所述的光分配器，其中相关于稀土掺杂光纤的泵装置被配置以提供稀土掺杂光纤光放大器的同向泵浦。

5.如权利要求2所述的光分配器，其中相关于稀土掺杂光纤的泵装置被配置以提供稀土掺杂光纤光放大器的反向泵浦。

6.如权利要求1所述的光分配器，其中光放大器的每一个包括一个具有预定长度的光稀土掺杂光纤和一个相应的滤波器，泵装置，包含一个可调谐的泵和一个泵调谐电路以及一个耦合器用于耦合来自可调谐泵的输出到相应于多个光放大器的每一个滤波器，泵调谐电路响应命令和控制信号用于控制可调谐泵以提供泵信号用于接通/关断多个光放大器中的一个或多个，滤波器滤波泵信号以实现接通/关断多个光放大器中的一个或多个。

7.如权利要求4所述的光分配器，其中光纤是掺杂铒的。

8.如权利要求6所述的光分配器，其中相关于稀土掺杂光纤的泵装置被配置以提供稀土掺杂光纤光放大器的同向泵浦。

9.如权利要求6所述的光分配器，其中相关于稀土掺杂光纤的泵装置被配置以提供稀土掺杂光纤光放大器的反向泵浦。

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