CN1236897A - 光学开关和光学网络 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于根据设置切换状态传输或切断输入光信号的光学开关。该光学开关包括级连的第一和第二光学放大器。当包括EDF(11和12)和泵浦源(31和32)的光纤放大器用作第一和第二光学放大器时,通过根据从控制电路(300)输送的控制信号而接通或切断泵浦源(31和32)来实现这种转换的。一个输入光信号可以通过位于该光学开关输入侧上的第一光学分支(51)下落,而另一输入光信号可以通过第二光学分支(53)被添加。
Description
本发明涉及光学开关和使用这种光学开关的光学网络。特别是，本发明涉及具有放大输入光功能的光学开关和使用这种光学开关的光学网络。
用于通过光完整而进行路径编辑同时不用将光信号转换成节点中的电信号的光子开关可以减少节点的尺寸，因此可以大大降低用于通信的成本。开关技术在构成这种节点时是非常重要的。例如，在光学ADM(Add/Drop多路复用)系统中，借其使信号光被分支或插入的光门开关要求具有下面的特性，即低交扰和低插入损失。EDFA(掺铒光纤放大器)门开关就是作为满足该要求的开关的例子。
EDFA门开关通过打开或关闭EDFA的泵浦源而作为光学开关工作，其中EDFA是光纤放大器。为打开EDFA门开关，泵浦光被接通。这样就放大和输出输入光到EDFA门开关。另一方面，为关闭EDFA门开关，泵浦光被切断。这样就可以使输入光被吸收进构成EDFA的EDF中并且不从EDFA输出。
通过常规EDFA门开关，一个门开关就可以完成作为开关、用于输出光功率的控制器和光放大器的所有功能。但是，其中存在的问题是，对于一个门开关来说在不产生对传输特性的不利影响的情况下很难获得高增益和高功率。
本发明的目的是为了实现能够获得高增益和高功率的光学开关。
本发明的光学开关包括级连的第一和第二光学放大器；和用于输出第一和第二控制信号的第一控制电路，其中第一和第二控制信号用于切换第一和第二光学放大器的增益。
根据本发明的另一光学开关是用于波长-分割多路复用光的光学开关，其中波长-分割多路复用光是通过波长-分割多路复用多个光信号获得的。该光学开关包括光学波长多路信号分离器、多个单波长光学开关和光学波长多路复用器。
光学波长多路信号分离器将波长-分割多路复用光多路分离成多个光信号并输出多个光信号的每个到多个分支的每个分支。单波长光学开关的每个与多个分支的每个相连。该光学波长多路复用器多路复用从多个单波长光学开关输出的光。多个单波长光学开关的每个包括级连的第一和第二光学放大器、与第一光学放大器的输入连接的第一光学耦合器、和插入到第一和第二光学放大器之间的第二光学耦合器。
根据本发明第三方案的光学开关也是用于波长-分割多路复用光的光学开关，其中波长-分割多路复用光是通过波长-分割多路复用多个光信号获得的。该光学开关包括光学波长多路信号分离器、多个第一光学耦合器、多个第一光学放大器、多个第二光学耦合器、至少一个第一光学波长多路复用器、和至少一个第二光学放大器。
光学波长多路信号分离器将波长-分割多路复用光多路分离成多个光信号并输出多个光信号的每个到多个分支的每个分支。多个第一光学耦合器的每个与多个分支的每个分支相连。多个第一光学放大器的各输入与多个第一光学耦合器的各输出连接。多个第二光学耦合器各具有与多个第一光学放大器的各输出连接的输入侧第一分支。第一光学波长多路复用器的各输入连接到多个第二光学耦合器的某些的每个输出侧分支。第二光学放大器的输入连接到至少一个第一光学波长多路复用器的输出。
本发明的光学网络是其中多个光学节点通过光纤传输线连接的光学网络，其中多个光学节点各包括上述本发明的光学开关。
通过下面结合附图的详细说明使本发明的上述和其它目的、特点和优点更明显，其中：
图1表示根据本发明第一实施例的光学开关的结构；
图2表示本发明的第一实施例是如何操作的；
图3表示根据本发明第一实施例的光学开关所处的状态；
图4表示根据本发明第二实施例的光学开关的结构；
图5表示根据本发明第三实施例的光学开关的结构；
图6表示根据本发明第四实施例的光学开关的结构；
图7表示根据本发明第五实施例的光学开关的结构；
图8表示根据本发明第六实施例的光学开关的结构的例子；
图9表示根据本发明第六实施例的光学开关的结构的例子；
图10表示根据本发明第六实施例的光学开关的结构的例子；
图11表示根据本发明第七实施例的光学开关的结构；
图12表示根据本发明第八实施例的光学ADM的结构；
图13表示根据本发明第九实施例的光学开关的结构的例子；
图14表示根据本发明第十实施例的光学ADM的结构；
图15表示根据本发明第十一实施例的光学开关的结构；
图16表示根据本发明第十二实施例的光学网络的结构；
图17表示构成本发明的光学开关的光纤放大器的结构；
图18表示构成本发明的光学开关的半导体光纤放大器的结构。
下面参照附图详细介绍本发明。
现在参照图1详细说明本发明的第一实施例。图1表示根据本发明第一实施例的光学开关的结构。图1的光学开关包括光学分支51和56、EDF11、泵浦源31、光学分支52、光学隔离器21、光学耦合器53、EDF12、光学耦合器54、泵浦源32、光学分支55、光学监视器42和控制电路300。
波长1550nm的信号光通过光学传输线100被输入到光学开关。输入信号光首先被输入到EDF11。另一方面，从泵浦源31输出到光学传输线105的波长1480nm的泵浦光通过光学分支52被输入到EDF11。信号光被EDF11光学地放大并且然后经过光学隔离器21被输入到EDF12。另一方面，从泵浦源32输出到光学传输线107的波长1480nm的泵浦光通过光学分支54被输入到EDF12。该信号光被EDF12放大，然后被输出到光学传输线101。从EDF12输出的一部分光被光学分支55分离，并且用光学监视器42检测其光功率。根据该检测的结果，泵浦源32的输出功率可以被反馈到设置值。
光学分支51设置在光学传输线100上，由此输入到光学传输线100的光可以从光学传输线104通过光学传输线102输出。就是说，输入到光学传输线100的光可以同时从光学传输线101和104输出。
图2表示使用第一实施例的光学开关所做的实验的结果。正如从图2可以看到的那样，获得输出功率约为+12dBm的输出光等于从泵浦源31输出的光功率24mW和从泵浦源32输出的光功率48mW。从图2中所示的光信号的输入/输出波长可以看到，确保了良好的传输质量。
另一方面，如图3所示当停止向EDF11注入泵浦光时，波长1550nm的信号光被EDF11吸收，因此它不是被顺流输出。通过切换从控制电路300输送给泵浦源的控制信号而使泵浦光的注射被设置断开。因此泵浦光接通或断开，由此控制由该泵浦源跟随的光门开关，从而接通或断开。本发明的光学开关具有低交扰的光学切换。因此当光门开关被切断时，另一光信号可以从光学传输线106输入。输入的信号被输入到EDF12，然后被EDF12放大，之后输出到光学传输线101。通过上述结构，EDF11可以切换来自光学传输线100和106的输入，并且EDF12还可以控制增益。因此起光学放大器和开关作用的光学开关可以在没有降低传输特性的情况下执行。因而，这种结构的光学开关可以具有两种状态。第一种状态是下落-连续模式，其中光从光学传输线100输入并从光学传输线101和104输出。第二种状态是下落-添加模式，其中从光学传输线100输入光并从光学传输线104输出，并且另一光信号从光学传输线106输入并从光学传输线101输出。这两种状态的切换可以通过接通或断开位于光学开关中的前级的EDFA门来实现。
接着，参考图4详述本发明的第二实施例。
在第一实施例的光学开关中，当从光学传输线106输出的光功率与从EDF11输出的功率相比显著低时，光学开关的最大输出被限制。因此按照所希望的那样另一光学放大器插入光学传输线106中，从而放大输入光功率。图4所示的第二实施例除了图1的第一实施例的结构之外还包括：EDF13、泵浦源33、连接泵浦源33和光学传输线106的光学传输线109、和光学分支57。这样，即使当输入到光学传输线106的信号光功率显著低于从EDF11输出的信号的光功率时，也可以通过控制EDF13的增益而容许基本上等于从EDF11的输出。这还可以用于切换输入到光学传输线106和100的信号。
下面参照图5详细说明本发明的第三实施例。
使用多个泵浦源，并且许多光学元件和连接也包含在上述实施例所述的开关中。因此光学开关的传输特性可以通过在连接和光学元件中的光学反射的影响来改变。因此，图5中所示第三实施例包括插入到光学分支51和EDF11之间的光学隔离器22和插入到光学分支54和55之间的光学隔离器23，以便尽可能严格地减小反射的影响。这就可以减小光学开关中反射的影响，由此改善每个光学放大器的噪声因数。
使用的光学隔离器的数量和它们插入的位置不仅限于本例。例如，光学隔离器23可以位于EDF12和光学分支54之间。该光学隔离器的位置可以适当改变，只要它不影响光学开关的功能即可。
下面参照附图介绍本发明的第四实施例。
上述实施例中所述的开关通过使用信号光被光学地吸收到EDF中的原理来接通或断开。当该开关被断开时，从EDF输出被信号光泵浦的放大的自然发射，但是是很少的发射。图6中所示第四实施例包括插入到光学隔离器21和光学分支52之间的滤光片61，以便尽可能严格地限制来自EDF11的放大的自然发射的影响。可以防止由断开包括前级光学放大器的门开关产生的放大的自然发射传播到后级。因而可以限制放大的自然发射的影响。
使用的滤光片的数量和它们插入的位置不只限于本例。例如，滤光片61可以插入光学隔离器21和光学分支53之间。该滤光片的位置可以适当改变，只要不影响光学开关的功能即可。
下面参照附图详细介绍本发明的第五实施例。
具有约1480nm波长的激光用作上述实施例所述开关中的泵浦源。为使用光学放大器多级连接光学开关，不能忽略来自包括光学放大器的光门的积累的噪声的影响。在图7所示的第五实施例中，泵浦源34和35的波长因此设置为980nm左右。这样，与使用波长带1480nm的泵浦源相比可以减小噪声因数。因而按希望的那样提高了传输特性。
泵浦源中使用的波长不只限于1480nm或980nm。而且，例如对于两个光学放大器的，前级光学放大器的泵浦源可以具有980nm的波段，同时后级光学放大器的泵浦源可以具有1480nm的波段。用于光学放大器的泵浦源的波长可以适当改变，只要不影响光学开关的功能即可。
下面参照附图详细介绍本发明的第六实施例。在上述实施例中，构成光学开关的所有前级和后级光学放大器是反向泵浦光学放大器。构成前级光学放大器的EDF在其被断开时需要吸收信号光。根据信号光的波长，EDF长度必须比在EDF用作典型光学放大器时设置的EDF长度长。如果使用长的EDF，在门开关接通时反向泵浦光不可能到达EDF的输入侧。当没有给输入侧输送足够的泵浦光功率时，在EDF输入端附近输入光信号的损耗增加。这样光学放大器的噪声因数也增加了。因此在图8所示的第六实施例中，前级光学放大器包括正向泵浦光学放大器。这使噪声因数比反向泵浦的噪声因数低，由此提高传输特性。
用于光学放大器的泵浦方案不限于其中前级和后级光学放大器分别被正向泵浦和反向泵浦的方法。例如，如图9所示，前级和后级光学放大器可以分别被反向泵浦和正向泵浦。如图10所示，前级和后级光学放大器都可以被正向泵浦。泵浦方法可以适当改变，只要不影响光学开关的功能即可。
下面参照附图详细介绍本发明的第七实施例。
当与上述实施例中的开关相比需要增加EDFA门的增益和最大输出时，光学开关如下构成。如图11所示，在第一实施例中使用的光学开关中添加光学分支57和58、光学传输线109和110和泵浦源36和37，由此EDFA门被双向泵浦，从而可以满足上述需要。由于泵浦源的数量被增加到总数为4，所以使用了能够独立输送四个控制信号给泵浦源的控制电路301。
增加输出光功率的方法不只限于本例。例如，从多个泵浦源输出的光可以被波长-分割多路复用或偏振多路复用，由此可以增加输出光功率。
下面参照附图详细介绍本发明的第八实施例。
根据第八实施例的光学开关的结构示于图12中。图12的光学开关包括光学波长多路信号分离器301、光学波长多路复用器302和单波长光学开关201-204。上述实施例中所示结构的任何一个都可用作单波长光学开关。
通过波长-分割多路复用波长1550nm、1552nm、1554nm、和1556nm的信号光获得的光信号从图12的光学传输线150输入。波长-分割多路复用的光信号被光学波长多路信号分离器301多路分离，然后为每个波长输出到光学传输线100、111、115和119。输出到光学传输线100的波长1550nm的信号光被输入到单波长光学开关201。根据设置切换状态，单波长光学开关201以下面任何一种形式输出输入光信号：
(1)从光学传输线100输入的光信号被输出到光学传输线104和101；
(2)从光学传输线100输入的光信号同时被输出到光学传输线104和101；或
(3)从光学传输线100输入的光信号在光学开关201被切断，并且从光学传输线106输入的波长1550nm的光信号被输出到光学传输线101。
同样，波长1552nm、1554nm和1556nm分别从单波长光学开关202-204输出到光学传输线112、116和120。从单波长光学开关输出的光信号被光学波长多路复用器302波长-分割多路复用并且然后输出到光学传输线151。上述结构可以实现用于波长-分割多路复用的光学ADM。在下面将说明使用这种方法的优点。由于从光学开关输出的信号光可以提供高的光功率，因此一般不需要实施跟随光学波长多路复用器的升压光学放大器。由于输出功率可以为每个波长而被控制，所以很容易平衡波长-分割多路复用光的光学水平或控制光学水平。例如，只有一个波长的信号光可以有意地以高光学水平输出。
波长的数量不限于上述实施例的4个。可以自由设置波长的任意数量，诸如8、16、32和64。
下面参照附图详细介绍本发明的第九实施例。
在第八实施例中，用于波长-分割多路复用的光学开关包括平行设置作为单波长光学开关的第一实施例到第六实施例的任意一个的光学开关。单波长光学开关的每个包括用于确定光信号是否被传输或被切断的前级光学放大器和用于控制增益的后级光学放大器。在用于波长-分割多路复用的光学开关的应用中，后级光学放大器可以被多个单波长光学开关共用。如此构成的光学开关示于图13中作为第九实施例。
波长1550nm的信号光通过光学传输线100被输入到EDF11。另一方面，从泵浦源31输出到光学传输线105的波长1480nm的泵浦光通过光学分支52被输入到EDF11。该信号光被EDF11放大，然后输入到光学波长多路复用器303。
当停止给EDF11输入泵浦光时，波长1550nm的信号光被EDF11吸收。通过这种操作，光学开光被控制，使它被接通或切断。光学开关的接通/切断比为60dB或更高，这样就可以实现低交扰的光学开关。当该开关被切断时，信号光几乎全部被切断在EDF11中，因此可以从光学传输线106输入不同光或光信号。来自EDF11或光学传输线106的信号光被输入到光学波长多路复用器303。另一方面，在从光学传输线109或114输入的波长1552nm的信号光也以相同的结构输入到光学波长多路复用器303。被波长-分割多路复用的两信号光通过光学隔离器21输入到EDF13。同时被EDF13放大的波长-分割多路复用光输出到光学传输线101。一部分输出光被光学分支55分离并由光学监视器42检测光功率，并用于控制泵浦源32的输出功率。而且，光学分支51设置在光学传输线100上，因此输入到光学传输线100的光可以通过光学传输线102从光学传输线104输出。就是说，输入到光学传输线100的光可以同时从光学传输线101和104输出。应该注意，后级光学放大器被光学开关共用，因此在本例中控制电路302提供给每个泵浦源。因此控制电路302只给一个相应泵浦源输送用于接通/切断操作的控制信号。
在上述结构中，每个波长所需要的后级增益控制光学放大器被单个波长光学开关共用。这就可以减少光学放大器的总数量。
波长的数量不限于上述实施例的2个。可以任意设置波长的数量，诸如4和8，只要光可以同时被放大即可。
下面参照附图介绍本发明的第十实施例。
一般，光学放大器的放大带宽是有限的。因此就只使用单个EDF13来说，对于第九实施例很难增加可处理的波长的数量。但是，这个问题可以通过使用具有不同放大带宽的多个光学放大器来解决。在本例中，展示了用于解决这个问题的结构。在图14中，示出了根据本发明的第十实施例的光学开关的结构。图14所示光学开关包括光学波长多路信号分离器301、门光学放大器161-164、光学波长多路复用器303和304、光学隔离器21和22、EDF13和14、泵浦源32和33、光学分支55和57、光学监视器42和43和光学波长多路复用器305。这些元件当中，门光学放大器包括构成第一到第七实施例的任一个的光学开关的两个光学放大器的前级光学放大器；和位于前级光学放大器的输入和输出处的光学分支。
从光学传输线150输入的光信号是包括波长为1550nm、1552nm、1554nm和1556nm的光学信号的波长-分割多路复用信号光。被波长-分割多路复用的光信号被光学波长多路信号分离器301多路分离，然后输出到光学传输线100、111、115和119。波长1550nm的光被输出到光学传输线100。被输出到光学传输线100的信号光被输入到门光学放大器161。根据设置切换状态，门光学放大器161以下面形式之一输出输入光信号：
(1)从光学传输线100输入的信号被输出到光学传输线104和101；
(2)从光学传输线100输入的信号同时被输出到光学传输线104和101；或
(3)从光学传输线100输入的信号在光学开关201被切断，并且从光学传输线106输入的光信号被输出到光学传输线101。
同样，波长1552nm、1554nm和1556nm的信号光分别从门光学放大器162-164输出到光学传输线112、116和120。输出到光学传输线101和112的光被光学波长多路复用器303波长-分割多路复用，然后输出到光学隔离器21。波长-分割多路复用光同时被EDF13放大，然后输出到光学传输线102。另一方面，输出到光学传输线116和120的光被光学波长多路复用器304波长-分割多路复用，然后输出到光学隔离器22。波长-分割多路复用光同时被EDF14放大，然后输出到光学传输线123。输出到光学传输线102和123的信号光被光学波长多路复用器305多路复用，然后输出到光学传输线151。
在本例中，制备了共用的多个后级光学放大器。不同的放大带宽便于增加波长数量，这可以通过整个光学开关来处理。
本例的结构可以实现用于波长-分割多路复用光信号的光学ADM。而且，这种构形可以减少光学ADM所需要的光学放大器的数量，并且还可以增加波长数量。
下面参照附图详细介绍本发明的第十一实施例。
图15表示根据第十一实施例的光学开关的构形。下面参照图15介绍光学ADM的OLOS(信号的光学损失)是如何被监视的和AIS-O(也写为O-AIS：AIS表示报警指示信号)是如何被输以信号通知有故障发生的。
波长1554nm的信号光被输入到光学传输线100。一部分信号光通过光学分支51和56被输入到光学监视器41，从而它用于监视。光学监视器监视信号光是否存在或不存在。就是说，测量两个亮度：一个亮度是包括信号光的波长的波长范围内的光的亮度；另一个是具有等于这个波长范围的宽度并且在不同于这个波长范围内的自然发射的亮度。信号存在或不存在根据从这些亮度之间的比率计算的光的S/N比确定。除了这个方法之外，检测是否存在或不存在信号光的方法包括这样的一种方法，其中信号光是否存在或不存在通过包括信号光的某一宽度的波长范围内的光的亮度来决定(即检测信号的光学损失，OLOS)。这些方法中的任何一种都容许检测因光纤破裂等问题引起的通信故障。因此监视可以在光学层中进行。刚刚检测OLOS之后，来自泵浦源31和32的光输出被切断。EDFA门被关闭(来自该门的输出被切断)，由此没有光信号从光学传输线101向下输出。用同样的方法检测OLOS，因为没有光被输入到位于比发生故障的位置还向下的地方的光学开关的光学监视器41中。关于发生故障的信息通过切断光的输出而被向下传递的方法被称为AIS-O。AIS-O可以通知下面的元件发生故障。
如上所述，本例的光学开关检测该光学开关中的OLOS并切断来自内部泵浦源的输出，因此，门开关被关闭，由此容许通知在光学层中发生故障(AIS-O)而对其它波长的光没有影响。
下面参照附图详细介绍本发明的第十二实施例。图16表示第十二实施例的结构。
从光学传输线150输入的光信号是波长-分割多路复用信号光，其包括波长为1550nm、1552nm、1554nm和1556nm的四个信号光。波长-分割多路复用信号光被光学波长多路信号分离器301多路分离，然后输出到不同的光学传输线100、111、115和119。例如，阵列波导光栅可以用作光学波长多路分离器301。
假设输入波长1550nm的信号光的光学传输线100破裂。通过位于发生故障的地方下面的单波长光学开关201中的光学监视器检测不到光，即OLOS被检测。一检测OLOS，光学开关201中的EDFA门就被关闭。这样，AIS-O向下输送以便通知发生了故障。还可以通过位于下边的下一节点的单波长光学开关205中的光学监视器来检测OLOS。同样，光学开关205中的EDFA门被切断，从而AIS-O向下传递。另一方面，对没有故障的其它波长的传输线没有影响，因此在发生故障之前该光学传输线可以以同样的方式执行。如上所述，OLOS被检测，并且下一个下面的光学开关中的门开关被关闭，由此可以通知在光学层中发生故障而不影响其它波长的信号光。
在本发明中，用于光学传输线的波长的数量不限于上述实施例中的4个。可以自由设置波长的任意数量，诸如8、16、32、和64，波长-分割多路复用光可集中切换。而且，输入光的波长带宽不限于1550mn。波长带宽可以自由设置为1300nm等。另外，信号比不限于特殊值，而可以任意设置为2.5Gbps、5Gbps、10Gbps等。
在上面实施例中已经主要介绍了光学开关的接通/切断操作。但是，如第一实施例所述，泵浦光的光功率被监视并被反馈控制，由此可以控制从光学开关输出的光的亮度，从而使其具有任选的值。在上述实施例，EDF被用作掺杂杂质的光纤。但是，用除了铒以外的元素如碲掺杂的掺杂杂质的光纤也可以用于光学放大器。该光学放大器中使用的光纤的长度和掺杂剂的量可以根据光学开关的要求而自由设置。
在上述实施例中，泵浦源的波长设置为1480nm、980nm等。然而，泵浦源的波长可以根据单个光的波长和掺杂杂质的光纤类型适当地和自由地设置。
入射在掺杂杂质的光纤上的泵浦光的功率可以用任意方法控制，例如，通过控制被入射到泵浦源中的电流或使用可变化的或固定的衰减器来控制。
正向泵浦、反向泵浦和双向泵浦可以用作泵浦光纤放大器的方法。另外，从多哥泵浦源输出的泵浦光被偏振多路复用或波长-分割多路复用，由此可以获得高的增益。构成光学开关的光学分支的分支比可以根据光学开关中的光学水平设计而自由设置为1∶1、1∶10等。
为防止泵浦光和外部反馈光影响光学开关的输入和输出侧，光纤和光学隔离器可以适当设置在光学开关中。第四实施例的光纤的传输带宽不特殊限定。这个传输带宽可以根据经过光学开关的信号光的数量而适当设置。
在上述实施例中，光纤放大器被用作构成光学开关的光学放大器。但是，半导体光学放大器可以用作光学放大器。在上述实施例中，根据不同目的可以使用如图17中所示的使用各种泵浦方式的光纤放大器。在图17中，光纤放大器包括EDF501、泵浦源502、和光学分支503。为使用半导体光学放大器，这些光纤放大器可以用图18中所示的结构代替。作为光门的光学放大器可以通过接通或切断用于输送电流以注入到半导体光学放大器601中的驱动器602来接通或切断。
在第十一实施例中，发生故障的位置是作为在波长光学ADM的节点中的唯一一个位置来介绍的。但是，根据本发明的任意层监视器可以处理下面的故障：不仅在一个地方发生故障，而且在节点、光学传输器等中的所有光学传输线中有几个地方发生故障；波长光学ADM节点之间的光学传输线中发生故障。而且，光学监视器的位置不限于上述实施例中所述的位置。通过适当使用光学分支可以自由设置光学监视器，并且可以在任意位置进行监视。
在环形网络的结构中，也可以自由设置光学监视器。不仅可以在光学ADM节点中引入光学层监视器，还可以在光学再生重发器中引入光学层监视器。当故障发生时，即在信号被切断时，发出AIS-O，从而在光学层中产生自恢复。
在上述实施例中，作为使用这种光学开关的系统已经举例说明和介绍了光学ADM。但是，这种光学开关可适用于如光学交叉连接系统等系统。
根据本发明的光学开关可以获得如下效果。即，可以实现其输入/输出形式可以根据系统需要如低交扰和高输出功率而自由设置的光学开关。
使用本发明的光学开关可以实现用于波长-分割多路复用的光学ADM，其中光学波长的信号光可以被分支和插入，并且可以平衡光学水平并为每个波长而放大。
在结合最佳实施例介绍本发明的同时，应该理解，本发明所包含的主题不限于这些具体实施例。相反，本发明的主题应该包括可以包含在下面权利要求书的精神和范围内的所有替换、修改和等效形式。
Claims (25)
1、一种光学开关包括：
第一光学放大器；
与所述第一光学放大器级连的第二光学放大器；
用于输出第一和第二控制信号的第一控制电路，其中第一和第二控制信号用于切换所述第一和第二光学放大器的增益。
2、根据权利要求1的光学开关，其特征在于所述第一和第二光学放大器包括半导体光学放大器。
3、根据权利要求1的光学开关，其特征在于所述第一和第二光学放大器包括光纤放大器。
4、根据权利要求1的光学开关，其特征在于还包括：
插入在所述第一和第二光学放大器之间的第一光学隔离器。
5、根据权利要求1的光学开关，其特征在于还包括：
与所述第一光学放大器的输入连接的第一光学耦合器；
插入在所述第一和第二光学放大器之间的第二光学耦合器。
6、根据权利要求1的光学开关，其特征在于还包括：
用于检测从所述第二光学放大器输出的光功率的光功率监视器。
7、根据权利要求1的光学开关，其特征在于还包括：
插入在所述第一和第二光学放大器之间的第三光学耦合器，所述第三光学耦合器具有与所述第一光学放大器的输出连接的输入侧第一分支和与所述第二光学放大器的输入连接的输出侧分支；和
其输出与所述第三光学耦合器的输入侧第二分支连接的第三光学放大器。
8、根据权利要求7的光学开关，其特征在于所述第三光学放大器包括半导体光学放大器。
9、根据权利要求7的光学开关，其特征在于所述第三光学放大器包括光纤放大器。
10、根据权利要求7的光学开关，其特征在于还包括：
与所述第一光学放大器的输入连接的第四光学耦合器。
11、根据权利要求7的光学开关，其特征在于还包括：
用于检测从所述第二光学放大器输出的光功率的光功率监视器。
12、根据权利要求4的光学开关，其特征在于还包括：
与所述第一光学放大器的输入连接的第二光学隔离器；和
与所述第二光学放大器的输出连接的第三光学隔离器。
13、根据权利要求1的光学开关，其特征在于还包括：
插入在所述第一和第二光学放大器之间的第一滤光器，用于只容许通过信号光波长。
14、根据权利要求13的光学开关，其特征在于还包括：
与所述第二光学放大器的输出连接的第二滤光器，用于只容许通过信号光波长。
15、根据权利要求1的光学开关，其特征在于所述第一光学放大器包括光纤放大器，和
所述光纤放大器包括：
掺杂铒的光纤；和
用于产生波长在980nm波长区域内以被输入到所述掺杂铒的光纤的泵浦光的泵浦源。
16、根据权利要求1的光学开关，其特征在于至少所述第一和第二光学放大器之一包括正向泵浦的光纤放大器。
17、根据权利要求1的光学开关，其特征在于至少所述第一和第二光学放大器之一包括双向泵浦的光纤放大器。
18、根据权利要求1的光学开关，其特征在于至少所述第一和第二光学放大器之一包括具有由波长-分割多路复用产生的泵浦光的光纤放大器。
19、根据权利要求1的光学开关，其特征在于至少所述第一和第二光学放大器之一包括具有由偏振多路复用产生的泵浦光的光纤放大器。
20、一种用于波长-分割多路复用光的光学开关，其中波长-分割多路复用光是通过波长-分割多路复用多个光信号获得的，所述光学开关包括：
用于将所述波长-分割多路复用光多路分离成所述多个光信号并将每个所述多个光信号输出到多个分支的每个的光学波长多路分离器；
多个单波长光学开关，其每个与所述多个分支的每个连接；和
用于将从所述多个单波长光学开关输出的光多路复用的光学波长多路复用器，
其中所述多个单波长光学开关的每个包括：
第一光学放大器；
与所述第一光学放大器级连的第二光学放大器；
用于输出第一和第二控制信号的控制电路，其中所述控制信号用于切换所述第一和第二光学放大器的增益；
与所述第一光学放大器连接的第一光学耦合器；和
插到所述第一和第二光学放大器之间的第二光学耦合器。
21、一种用于波长-分割多路复用光的光学开关，其中波长-分割多路复用光是通过波长-分割多路复用多个光信号获得的，所述光学开关包括：
用于将所述波长-分割多路复用光多路分离成所述多个光信号并将每个所述多个光信号输出到多个分支的每个的光学波长多路分离器；
多个第一光学耦合器，其每个与所述多个分支的每个连接；
多个第一光学放大器，其每个具有与所述多个第一光学耦合器的每个的输出连接的输入；
多个第二光学耦合器，其每个具有与所述多个第一光学放大器的每个输出连接的输入侧第一分支；
至少一个第一光学波长多路复用器，其输入与所述多个第二光学耦合器的某些的输出侧分支的每个连接；
至少一个第二光学放大器，其输入与所述至少一个第一光学波长多路复用器的输出连接；和
用于输出第一和第二控制信号的控制电路，其中所述控制信号用于切换所述第一和第二光学放大器的增益。
22、根据权利要求21的光学开关，其特征在于还包括：
第二光学波长多路复用器，其输入与所述至少一个第二光学放大器的输出连接。
23、根据权利要求1的光学开关，其特征在于还包括：
信号光检测器，用于检测信号光是否被输入到所述第一光学放大器，然后输出检测结果作为检测信号；和
第二控制电路，当所述检测信号被输入到所述第二控制电路以指示所述信号光没有被输入到所述第一光学放大器时，用于给所述第一和第二光学放大器提供用于切断所述第一和第二光学放大器的控制信号。
24、一种光学网络，其中通过光纤传输线连接多个光学节点，
其特征在于所述多个光学节点的每个包括根据权利要求20的光学开关。
25、一种光学网络，其中通过光纤传输线连接多个光学节点，
其特征在于所述多个光学节点的每个包括根据权利要求23的光学开关。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20040512 Termination date: 20100518 |