CN1373381A - 双向光放大器模块 - Google Patents

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Abstract

双向光放大器模块,包括:第一至第四光放大器;中间级设备,对上行或下行光信号执行处理;第一光信号通路设置设备,提供输入给该模块第一输入/输出终端的信号,向第一输入/输出终端输出第四光放大器输出的信号;第二光信号通路设置设备,提供输入给模块第二输入/输出终端的光信号,向第二输入/输出终端输出第三光放大器输出的信号;第三光信号通路设置设备,向中间级设备第一输入/输出终端输出从第一光放大器输出的光信号,向第四光放大器提供中间级设备第一输入/输出终端输出的信号;第四光信号通路设置设备,向中间级设备第二输入/输出终端输出第二光放大器输出的信号,向第三光放大器提供中间级设备第二输入/输出终端输出的信号。

Description

双向光放大器模块
                      技术领域
本发明涉及一种双向光放大器模块(OAM)，用于补偿光传输系统中由光纤或光学元件导致的光信号损失，尤其涉及多级双向OAM，它可抑制光通信系统中不想要的多次反射。
                      背景技术
在双向光传输系统中，通过单光纤在相反方向上传输一个或一个以上的多路复用光信号。这样，这种类型的双向传输系统利于提供有效利用光纤来提高光纤传输能力和减小光的非线性的方法。但是，多次反射光可导致光信号的恶化，光纤中的瑞利反向散射(Rayleigh-back scattering)和光学元件中的光反射产生多次反射光。如果使用光放大器，由于反射光的放大可出现光信号的进一步恶化。为了使光信号的恶化最小，需要限制光放大器的增益。因此，要使用能够有效放大光信号而抑制光信号的多次反射光的光放大器。
图1a到1d是图解说明用在传统双向光学传输系统中的OAM的示意框图。图1a到1d中图解说明的光放大器模块建议了抑制多次反射的许多结构。
美国专利No.5,815,308(题为“双向光放大器(Bi-directional OpticalAmplifier)”)描述了图1a所示的双向OAM的结构。如图1a所示，可调频反射衰减器(FTRA)110放在双向光放大器BOA1和BOA2之间，以抑制光信号的多次反射。FTRA 110包括定向耦合器(DC)、分别有不同通带的两个光带通滤波器(OBPF)112a和112b、和两个隔离器(Iso)114a和114b。FTRA 110的功能是衰减由隔离器114a和114b或OBPF112a或112b导致的反射光。每个双向光放大器BOA1和BOA2包括掺杂铒的光纤放大器(EDF)、泵浦激光器二极管(泵浦LD)、和用于将泵浦光(pumped light)施加到EDF波分复用器(WDM)。
在IEEE Photon.Technol.Lett.，Vol.11，No.6，pp.745-747，June 1999中C.H.Kim和Y.C.Chung在“光谱交错同步标准滤波器基础上使用双向掺杂铒光纤放大器的2.5Gb/s x 16-信道双向WDM传输系统(2.5Gb/s x 16-ChannelBi-directional WDM Transmission System Using Bi-directional Erbium-dopedFiber Amplifier Based on Spectrally-Interleaved-Synchronized Etalon Filters)”中描述了图1b所示的双向OAM结构。该模块包括一对由光学环行器(circulator)(Cir)耦联在一起的二级单向放大器。在这个模块中，通过光环行器和同步的不同通带的标准滤波器获得对多次反射光的抑制，它们中的每个都设在相关的二级单向放大器的中间级，相关的二级单向放大器处于包括在二级单向放大器中的两个EDF之间。
在Proc.Optical Amplifier and Their Application 2000，PD7，2000中S.Radic，A.Srivastava，T.Nielsen，J.Centanni和C.Wolf在“以10Gb/s的25GHz交错双向传输(25GHz Interleaved Bi-directional transmission at 10GB/s)”中描述了图1c所示的双向OAM结构。该模块包括由波长交错器(IL)耦联在一起的一对二级单向放大器。在这个模块中，通过波长交错器和分别设在单向光放大器(UOA)上的隔离器获得对多次反射光的抑制，单向光放大器包括在每个二级单向放大器中。
美国专利No.6,018,408(题为“包括双向光放大器的双向光学电信系统(Bi-directional Optical Telecommunication System Comprising a Bi-directionalOptical Amplifier)”)描述了图1d所示的双向OAM的结构。在该模块中，波长选择耦合器(WSC)将双向传播的光波各自分开，然后用另一个WSC彼此耦合在一起，以便它们可在相同方向上传播。然后，单向光放大器放大所得到的信号。另一个WSC将从单向光放大器的输出分成两个信号，它们分别施加到不同的WSC，以便双向传播。这一程序由图1d中虚线箭头所示。首先，光信号通过第一WSC 141。第一WSC 141中出现的光信号由第二WSC 142反射，然后施加到单向光放大器150。从单向光放大器150输出的光信号由第三WSC 143反射，然后发送到第四WSC 144，这使得光信号在向右方向上传播。在这个模块中，通过WSC和设在单向光放大器上的隔离器来实现对多次反射光的抑制。
在要提高信道的比特率或多路复用信道的数量以增加双向光学传输系统的容量时，应使用色散补偿光纤(DCF)和增益平整光纤。通常，这用元件配置在多级光放大器中的中间级，以便减小信噪比的下降。但是，难以将这些元件置在传统的OAM中，如图1a到1d所示。
例如，如图1a所示，双向传播的光信号可以同时被双向光放大器BOA1和BOA2中的每一个放大。但是，如果使用显示出瑞利反向散射增大的色散补偿光纤，就必须在FTRA 110上设置色散补偿光纤。也就是说，分别的中间级元件必须用于光信号各自的传播方向。另外，当用在光放大器模块中的双向光放大器BOA1和BOA2不用任何隔离器构成时，可能出现不想要的激光作用或其它不稳定现象。对于图1b或1c的OAM，分开的二级单向光放大器用于光信号各自的传播方向。因此，必须为光信号的各自传播方向使用分开的中间级元件。而且，如图1d所示，虽然可能在获得色散补偿的同时放大双向传播的光信号，双向传播光信号在DCF中的相同方向上传输时，该信号可由于DCF的非线性而恶化。如上所述，用单光纤双向传输光信号的双向光传输技术是一种有效方案，它通过单光纤增加光学传输系统或光通信网络的容量。但是，这种技术的问题在于，由于出现在光纤中的瑞利反向散射或许多反射导致的光信号的多次反射，光学传输系统或光通信网络性能受限。尤其是，光学传输系统或光通信网络使用光放大器时，产生多次反射光的放大或累加。结果，限制了光放大器的增益。
                      发明内容
本发明克服了上述问题，且通过提供能在抑制内部光学元件导致的多次反射的同时增大增益的双向光放大器模块来提供其它优越性。
本发明的一个方面是提供有廉价结构的双向光放大器模块。
本发明的另一个方面是提供在实现色散补偿光纤稳定性的同时防止色散补偿光纤中的非线性的双向光放大器。
本发明的另一个方面是提供一种双向光放大器模块，它包括：第一光放大器；第二光放大器；第三光放大器；第四光放大器；中间级设备，用于对通过的上行或下行的光信号执行预期信号处理；第一光信号通路设置设备，用于提供输入给双向光放大器模块的第一输入/输出终端的光信号，同时将从第四光放大器输出的光信号向第一输入/输出终端输出；第二光信号通路设置设备，用于提供输入给双向光放大器模块的第二输入/输出终端的光信号，同时将从第三光放大器输出的光信号向第二输入/输出终端输出；第三光信号通路设置设备，用于将从第一光放大器输出的光信号向中间级设备的第一输入/输出终端输出，同时将从中间级设备的第一输入/输出终端输出的光信号提供给第四光放大器；第四光信号通路设置设备，用于将从第二光放大器输出的光信号向中间级设备的第二输入/输出终端输出，同时将从中间级设备的第二输入/输出终端输出的光信号提供给第三光放大器。
                      附图说明
参考附图，通过详细描述本发明的最佳实施例，本发明的上述优点将更清楚，其中：
图1a到1d是图解说明双向光传播系统中所用的传统光放大器模块的示意框图；
图2是图解说明依据本发明的实施例的双向光放大器模块的示意图；
图3a到3d是分别图解说明图2所示的波长选择耦合器的不同结构的示意图；
图4是图解说明图2所示的多次反射导致产生相对强度噪声路径的示意图；
图5a到5e分别图解说明了依据本发明的多个其它实施例的双向光放大器模块；
图6是图解说明依据本发明的又一实施例的双向光放大器模块的示意框图；
图7是图解说明了双向光传输系统中所用的光放大器模块的结构的示意框图，该模块具有本发明的特征。
                      具体实施方式
下文的描述是为了解释而非限制本发明，其中将阐明具体细节，如特殊结构、接口、技术等，以便彻底了解本发明。为了简单明了，不再详细描述周知的设备、电路和方法，以使本发明的描述不为不必要的细节所混淆。
参考图2，图解说明依据本发明的一个实施例的双向光放大器模块(OAM)。如图2所示，OAM在输出从右向左传播的放大状态的上行光信号的同时，在它的第一输入/输出终端P1接收从左向右传播的下行光信号。另外，OAM在输出放大状态的下行光信号的同时，还在它的第二输入/输出终端P2接收上行光信号。
输入到第一输入/输出终端P1的下行信号在通过第一波长选择耦合器WSC1之后，用第一单向光放大器UOA1来放大。放大了的下行信号在通过第一环行器Cir1之后，施加到中间级设备211上。而后，从中间级设备211产生的下行信号通过第二环行器Cir2之后，用第三单向光放大器UOA3来放大，并在通过第二波长选择耦合器WSC2之后，最终在第二输入/输出终端P2输出。
另一方面，输入到第二输入/输出终端P2的上行信号在通过第二波长选择耦合器WSC2之后，用第二单向光放大器UOA2来放大。放大了的上行信号在通过第二环行器Cir2之后，施加到中间级设备211上。而后，从中间级设备211产生的上行信号在通过第一环行器Cir1之后，用第四单向光放大器UOA4来放大，并在通过第一波长选择耦合器WSC1之后，最终在第一输入/输出终端P1输出。
依据本发明在光放大器模块中包括的中间级设备211可以包括色散补偿光纤、光纤增益平整元件、适合于抑制光放大器中的噪声累积的放大受激发射(ASE)带阻(rejection)滤波器、或适合于控制光信号功率的可变衰减器。
同时，单向光放大器UOA1、UOA2、UOA3和UOA4可包括：半导体光放大器、各种的掺杂稀土元素的光纤放大器或Raman(拉曼)放大器，该光纤放大器使用铒(Er)、镨(Pr)、铥(Tm)。光隔离器可以置在这样的光放大器中，以放大单向传播的光信号。
如图2所示，波长选择耦合器WSC1和WSC2中的每个均包括：连接到输入/输出终端P1和P2中相关的一个的共用终端a、连接到第一和第二单向光放大器UOA1和UOA2中相关的一个放大器的输入终端的输出终端b、和连接到第三和第四单向光放大器UOA3和UOA4中相关的一个放大器的输出终端的输入终端c。在各波长选择耦合器WSC1和WSC2中，特殊波长的光信号在共用终端a和输出终端b之间传输，而除了特殊波长的波长的光信号在共用终端a和输入终端c之间传输。
图2中所示的可在光放大器模块中双向传输的光信号波长依据用在光放大器模块中的波长选择耦合器的信号传输特性来确定。通过波长选择耦合器传输的光信号的波长可以用频带分割(band-split)方式或波长交错方式来彼此区分。按频带分割法，以相反方向传输的下行和上行信号的波长设为不同波段。按波长交错法，以相反方向传输的下行和上行信号的波长交替设为交错方式，彼此相邻。
现在，参考图3a到3d，详细描述波长选择耦合器的结构和操作。图3a图解说明了设为一频带分割方式结构分离/连接双向信号的波长选择耦合器的一个实施例。该波长选择耦合器用在可在共用终端a和输出终端b之间以及共用终端a和输入终端c之间传输的光信号具有在不同波段排列的波长的情况下。这种波长选择耦合器的代表性例子是波分复用器(WDM)。
如图3a所示的可分离/连接具有设为频带分割方式的波长的双向信号的这种波长选择耦合器可用一个环行器和两个带通光纤来实现，如图3b所示。用在这种情况下的带通光纤分别具有相反通带，和相反的截止带(cut-offband)。也就是说，波长选择耦合器包括：环行器Cir，它具有一个输入终端c、一个输出终端b、和一个共用终端a；第一带通滤波器BF1，它具有一个输入终端和一个输出终端，以便传输特殊波长波段的光信号，而截止其它波长波段的光信号；和第二带通滤波器BF2，具有一个输入终端和一个输出终端，其带通和截止带与第一带通滤波器BF1的相反。环行器Cir以其输出终端b连接到第一带通滤波器BF1的输入终端，而以其输入终端c连接到第二带通滤波器BF2的输出终端。
图3c图解说明了波长选择耦合器的一个实施例，它被设置成用来分离/连接具有设为波长交错方式的波长的双向信号。该波长选择耦合器用在可在共用终端a和输出终端b之间以及共用终端a和输入终端c之间传输的光信号具有交替设为交错方式并彼此相邻的波长的情况下。这种波长选择耦合器的代表性实施例是波长交错器。
如图3d所示的可分离/连接具有设为交错方式的波长的双向信号的这种波长选择耦合器可用一个环行器和两个梳状滤波器来实现。用在这种情况下的带通滤波器具有以恒定间隔重复的通带，其绝对值分别以半个间隔彼此隔开。也就是说，波长选择耦合器包括：环行器Cir，它具有一个输入终端c、一个输出终端b、和一个共用终端a；第一梳状滤波器CF1，它具有一个输入终端和一个输出终端，其通带或截止带以预期间隔重复；和第二梳状滤波器CF2，它具有相应于第一梳状滤波器CF1的通带/截止带的截止带/通带。环行器Cir以其输出终端b连接到第一梳状滤波器CF1的输入终端，而以其输入终端c连接到第二梳状滤波器CF2的输出终端。
图4图解说明了由图2中的双向光放大器模块中多次反射导致的相对强度噪声(RIN)的产生路径。虽然图4中所示的RIN产生路径只与下行信号相关，但是有与上行信号相关的类似的RIN产生路径。在图4中，“R1”和“R2”表示分别在两个输入/输出终端P1和P2测量的传输光纤的反射率。传输光纤中有瑞利反向散射导致的光反射。
依据本发明，在使用光放大器模块的双向光传输系统中，相对强度噪声主要有两种产生路径。由第一RIN产生路径产生的相对强度噪声，即，第一相对强度噪声RIN1，由传输光纤中发生的光反射导致，该传输光纤连接到双向光放大器模块和中间级设备211的左侧。在该路径中，输入到中间级设备211的下行信号部分反射。反射信号由第四单向光放大器UOA4放大，由第一波长选择耦合器WSC1交叉取用(cross-taken)，再在传输光纤中以反射率R1反射，与下行信号组合。结果，产生相对强度噪声。这一路径中产生的相对强度噪声由第一波长选择耦合器WSC1衰减一次。
由第二RIN路径产生的相对强度噪声，即，第二相对强度噪声RIN2是由中间级设备211和传输光纤中发生的光反射导致的，传输光纤连接到双向光放大器模块的右侧。在这一路径中，下行信号在传输光纤中以反射率R2反射。反射信号由第二波长选择耦合器WSC2交叉取用，由第二单向光放大器UOA2放大，再由中间级设备211反射，与下行信号组合。结果，产生相对强度噪声。这一路径产生的相对强度噪声由第二波长选择耦合器WSC2衰减一次。
因此，依据本发明使用光放大器模块的双向光传输系统中，不同路径产生的相对强度噪声分别由波长选择耦合器WSC1和WSC2衰减。从而，可以减小多次反射导致的相对强度噪声，多次反射引起双向光传输系统和通信网络受损。另外，即使使用有瑞利反向散射和光反射的中间级设备时，例如色散补偿光纤，也可以减小那些现象导致的相对强度噪声。
图5a到5e分别图解说明了依据本发明的其它多个实施例的双向光放大器模块。图5a所示的光放大器模块除第一波长选择耦合器WSC1和第一环行器Cir1位置互换以外，具有与图2中的光放大器模块相同的结构。图5b所示的光放大器模块除第二波长选择耦合器WSC2和第二环行器Cir2位置互换以外，具有与图5a中的光放大器模块相同的结构。图5a或5b的光放大器模块中产生的相对强度噪声与图2的光放大器模块产生的相对强度噪声相同。
与此同时，图2的光放大器模块所用的各环行器由两个波长选择耦合器代替，可能实现相对强度噪声的进一步减小。也就是说，在图5c所示光放大器模块的情况下，相对强度噪声RIN1和RIN2分别由第三和第四波长选择耦合器WSC3和WSC4再一次衰减。
图5d所示的光放大器模块可以通过用环行器Cir1代替图5c所示的光放大器模块的第一波长选择耦合器WSC1来具体体现。而且，图5e所示的光放大器模块可以通过用环行器Cir1代替第三波长选择耦合器WSC3来具体体现。
图6是图解说明用在双向光传输系统中的光放大器模块结构的示意图，它可应用本发明的实施例。尤其是，图6通常显示图2到5所示的光放大器模块，包括：第一光信号通路设置设备PS1，用于从其连接到第一输入/输出终端P1的第一终端1接收下行信号，和在其第三终端3输出接收到的下行信号，而从其第二终端2接收上行信号，和在其第一终端1输出接收到的上行信号；第一光放大器OA1，用于放大从第一光信号通路设置设备PS1输出的下行信号；和第四光放大器OA4，用于放大要输入到第一光信号通路设置设备PS1的第二终端2的上行信号。光放大器模块还包括一个第二光信号通路设置设备PS2，用于在其第二终端2以放大状态接收从第一光放大器OA1输出的下行信号和在其第一终端1输出接收到的下行信号，而在其第一终端1接收上行信号和在其第三终端3向第四光放大器OA4输出接收到的上行信号。
光放大器模块还包括：第四光信号通路设置设备PS4，用于从其连接到第二输入/输出终端P2的第一终端1接收上行信号，和在其第三终端3输出接收到的上行信号，而从其第二终端2接收下行信号，和在其第一终端1输出接收到的下行信号；第二光放大器OA2，用于放大从第四光信号通路设置设备PS4的第三终端3输出的上行信号；和第三光放大器OA3，用于放大要输入到第四光信号通路设置设备PS4的第二终端2的下行信号。光放大器模块还包括一个第三光信号通路设置设备PS3，用于在其第二终端2以放大状态接收从第二光放大器OA2输出的上行信号和在其第一终端1输出接收到的上行信号，而在其第一终端1接收下行信号和在其第三终端3向第三光放大器OA3输出接收到的下行信号。光放大器模块还包括中间级设备211，它以其两个终端连接到第二和第三光信号通路设置设备PS2和PS3的各第一终端，适于对上行和下行信号分别执行预期的信号处理，下行和上行信号分别从第二和第三光信号通路设置设备PS2和PS3输入其中。中间级设备211可包括：色散补偿装置；用于平整光放大器增益的装置；和用于除去光放大器的累积噪声和控制光信号或二者组合的装置。在这种情况下，各个光信号通路设置设备可以是波长选择耦合器或环行器。
光信号在具有图6中结构的光放大器模块中按下面的路径传输。也就是说，下行信号按以下路径传播：第一输入/输出终端P1、第一光信号通路设置设备PS1、第一光放大器OA1、第二光信号通路设置设备PS2、中间级设备211、第三光信号通路设置设备PS3、第三光放大器OA3、第四光信号通路设置设备PS4、和第二输入/输出设备P2。上行信号按以下路径传播：第二输入/输出设备P2、第四光信号通路设置设备PS4、第二光放大器OA2、第三光信号通路设置设备PS3、中间级设备211、第二光信号通路设置设备PS2、第四光放大器OA4、第一光信号通路设置设备PS1、和第一输入/输出终端P1。
图7图解说明了依据本发明的另一实施例的双向光放大器模块。参考图7，被输入给光放大器模块的第一输入/输出设备P1的下行信号(由虚线箭头指示)在通过第一波长选择耦合器WSC5之后，用第五单向光放大器UOA5来放大，然后在第七波长选择耦合器WSC7中与上行信号(由虚线箭头指示)组合。得到的信号施加到中间级设备211。用第八波长选择耦合器WSC8将中间级设备211输出的下行信号和与其组合的上行信号分开，然后用第七单向光放大器UOA7放大。放大了的下行信号在通过第六波长选择耦合器WSC6之后，在光放大器模块的第二输入/输出终端P2输出。
输入到光放大器模块的第二输入/输出终端P2的上行信号在通过波长选择耦合器WSC6之后，由第六单向光放大器UOA6来放大，然后，在第七波长选择耦合器WSC7中与下行信号组合。得到的信号施加到中间级设备211。用第八波长选择耦合器WSC8将中间级设备211输出的上行信号和与其组合的下行信号分开，然后用第八单向光放大器UOA8放大。放大了的上行信号通过第五波长选择耦合器WSC5之后，在光放大器模块的第一输入/输出终端P1输出。在图7的光放大器模块中，上行和下行信号共同通过中间级设备211，如上述其它实施例那样。但是，本实施例与其它实施例的不同之处在于，上行和下行信号在中间级设备211中以相同方向传播。
所述依据本发明的双向放大器模块有以下优点。
第一，依据本发明的OAM的结构中，双向传播的光信号双向通过单个中间级设备。从而，不必为各方向使用分离的中间级设备。因此，可以提供廉价的双向光放大模块并减少制造成本。
第二，依据本发明的OAM可使发生在中间级设备中的信号恶化最小。例如，色散补偿光纤用于中间级设备时，因为它在产生增强了的瑞利反向散射的同时有一个小的核心区域，所以可以使双向传播的光信号恶化。但是，按依据本发明的光放大器模块，波长选择耦合器削弱了相对强度噪声的产生。本发明的光放大器模块还构成为允许光信号双向通过色散补偿光纤。结果，可以减少光非线性现象的发生。
第三，依据本发明的双向OAM可构成为使用单向光放大器，每个单向光放大器内部设有隔离器。因此，可能防止在光放大器中发生激光现象，而实现稳定性的改善。
本发明已联系目前考虑的最实际和最佳的实施例进行了描述，可以理解，本发明不仅限于公开的实施例；相反，它可涵盖所附权利要求的精神和范围中的各种修改例。

Claims (47)

1、一种双向光放大器模块，包括：
第一光放大器；
第二光放大器；
第三光放大器；
第四光放大器；
中间级设备，用于对通过的上行或下行光信号执行预期的信号处理；
第一光信号通路设置设备，用于提供输入给双向光放大器模块的第一输入/输出终端的光信号，而向第一输入/输出终端输出从第四光放大器输出的光信号；
第二光信号通路设置设备，用于提供输入给双向光放大器模块的第二输入/输出终端的光信号，而向第二输入/输出终端输出从第三光放大器输出的光信号；
第三光信号通路设置设备，用于向中间级设备的第一输入/输出终端输出从第一光放大器输出的光信号，而向第四光放大器提供从中间级设备的第一输入/输出终端输出的光信号；和
第四光信号通路设置设备，用于向中间级设备的第二输入/输出终端输出从第二光放大器输出的光信号，而向第三光放大器提供从中间级设备的第二输入/输出终端输出的光信号。
2、根据权利要求1中的光放大器模块，其中，第一和第四光信号通路设置设备中的每一个是波长选择耦合器，第二和第三光信号通路设置设备中的每一个是环行器。
3、根据权利要求1中的光放大器模块，其中，第一和第四光信号通路设置设备中的每一个是环行器，第二和第三光信号通路设置设备中的每一个是波长选择耦合器。
4、根据权利要求1中的光放大器模块，其中，第一和第三光信号通路设置设备中的每一个是环行器，第二和第四光信号通路设置设备中的每一个是波长选择耦合器。
5、根据权利要求1中的光放大器模块，其中，第一到第四光信号通路设置设备中的每一个是波长选择耦合器。
6、根据权利要求1中的光放大器模块，其中，第一到第四光信号通路设置设备中的一个是环行器，其余的每个光信号通路设置设备是波长选择耦合器。
7、根据权利要求1中的光放大器模块，其中，中间级设备包括至少一个色散补偿装置、光纤增益平整装置、和用于除去光放大器的累积噪声和控制光信号功率的装置。
8、一种双向光放大器模块，它具有第一和第二输入/输出端口，以便放大双向传播的下行/上行光信号，包括：
第一波长选择耦合器，在其共用终端连接到第一输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第一单向光放大器，在其输入终端连接到第一波长选择耦合器的输出终端；
第四单向光放大器，在其输出终端连接到第一波长选择耦合器的输入终端；
第一环行器，分别在其输入和输出终端连接到第一单向光放大器的输出终端和第四单向光放大器的输入终端；
第二波长选择耦合器，在其共用终端连接到第二输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第二单向光放大器，在其输入终端连接到第二波长选择耦合器的输出终端；
第三单向光放大器，在其输出终端连接到第二波长选择耦合器的输入终端；
第二环行器，分别在其输入和输出终端连接到第二单向光放大器的输出终端和第三单向光放大器的输入终端；和
中间级设备，连接在第一和第二环行器的共用终端之间，该中间级设备包括至少一个色散补偿装置、光纤增益平整装置、和用于除去光放大器的累积噪声和控制光信号功率的装置。
9、根据权利要求8的光放大器模块，其中，每个单向光放大器是掺杂稀土元素的光纤放大器、半导体光放大器、或Raman放大器。
10、根据权利要求8的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长多路复用器，用于耦合或分离具有不同波段波长的光信号。
11、根据权利要求8的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括：环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一带通滤波器，它连接到环行器的输入终端，适于传输预定波长波段的光信号，而截止其它波长波段的光信号；和第二带通滤波器，它连接到环行器的输出终端，第二带通滤波器具有与第一带通滤波器相反的通带和截止带。
12、根据权利要求8的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长交错器，用于耦合或分离具有彼此相邻波长的光信号。
13、根据权利要求8的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括：环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一梳状滤波器，它连接到环行器的输入终端，具有以预定间隔重复的通带或截止带；和第二梳状滤波器，它连接到环行器的输出终端，具有以相应于第一梳状滤波器间隔的间隔重复的通带或截止带以及相应于第一梳状滤波器的一半间隔的绝对值。
14、一种双向光放大器模块，它具有第一和第二输入/输出端口，以便放大双向传播的下行/上行光信号，包括：
第一环行器，在其共用终端连接到第一输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第一单向光放大器，在其输入终端连接到第一环行器的输出终端；
第四单向光放大器，在其输出终端连接到第一环行器的输入终端；
第一波长选择耦合器，分别在其输入和输出终端连接到第一单向光放大器的输出终端和第四单向光放大器的输入终端；
第二波长选择耦合器，在其共用终端连接到第二输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第二单向光放大器，在其输入终端连接到第二波长选择耦合器的输出终端；
第三单向光放大器，在其输出终端连接到第二波长选择耦合器的输入终端；
第二环行器，分别在其输入和输出终端连接到第二单向光放大器的输出终端和第三单向光放大器的输入终端；和
中间级设备，连接在第一波长选择耦合器的共用终端和第二环行器的共用终端之间，该中间级设备包括至少一个色散补偿装置、光纤增益平整装置、和用于除去光放大器的累积噪声和控制光信号功率的装置。
15、根据权利要求14的光放大器模块，其中，每个单向光放大器是掺杂稀土元素的光纤放大器、半导体光放大器、或Raman放大器。
16、根据权利要求14的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长多路复用器，用于耦合或分离具有不同波段的波长的光信号。
17、根据权利要求14的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一带通滤波器，它连接到环行器的输入终端，适于传输预定波长波段的光信号，而截止其它波长波段的光信号；和第二带通滤波器，它连接到环行器的输出终端，第二带通滤波器具有与第一带通滤波器相反的通带和截止带。
18、根据权利要求14的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长交错器，用于耦合或分离具有彼此相邻波长的光信号。
19、根据权利要求14的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括：环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一梳状滤波器，它连接到环行器的输入终端，具有以预定间隔重复的通带或截止带；和第二梳状滤波器，它连接到环行器的输出终端，具有以相应于第一梳状滤波器间隔的间隔重复的通带或截止带以及相应于第一梳状滤波器的一半间隔的绝对值。
20、一种双向光放大器模块，它具有第一和第二输入/输出端口，以便放大双向传播的下行/上行光信号，包括：
第一环行器，在其共用终端连接到第一输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第一单向光放大器，在其输入终端连接到第一环行器的输出终端；
第四单向光放大器，在其输出终端连接到第一环行器的输入终端；
第一波长选择耦合器，分别在其输入和输出终端连接到第一单向光放大器的输出终端和第四单向光放大器的输入终端；
第二环行器，在其共用终端连接到第二输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第二单向光放大器，在其输入终端连接到第二环行器的输出终端；
第三单向光放大器，在其输出终端连接到第二环行器的输入终端；
第二波长选择耦合器，分别在其输入和输出终端连接到第二单向光放大器的输出终端和第三单向光放大器的输入终端；和
中间级设备，连接在第一和第二波长选择耦合器的共用终端之间，该中间级设备包括至少一个色散补偿装置、光纤增益平整装置、和用于除去光放大器的累积噪声和控制光信号功率的装置。
21、根据权利要求20的光放大器模块，其中，每个单向光放大器是掺杂稀土元素的光纤放大器、半导体光放大器、或Raman放大器。
22、根据权利要求20的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长多路复用器，用于耦合或分离具有不同波段的波长的光信号。
23、根据权利要求20的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一带通滤波器，它连接到环行器的输入终端，适于传输预定波长波段的光信号，而截止其它波长波段的光信号；和第二带通滤波器，它连接到环行器的输出终端，第二带通滤波器具有与第一带通滤波器相反的通带和截止带。
24、根据权利要求20的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长交错器，用于耦合或分离具有彼此相邻波长的光信号。
25、根据权利要求20的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括：环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一梳状滤波器，它连接到环行器的输入终端，具有以预定间隔重复的通带或截止带；和第二梳状滤波器，它连接到环行器的输出终端，具有以相应于第一梳状滤波器间隔的间隔重复的通带或截止带以及相应于第一梳状滤波器的一半间隔的绝对值。
26、一种双向光放大器模块，它具有第一和第二输入/输出端口，以便放大双向传播的下行/上行光信号，包括：
第一波长选择耦合器，在其共用终端连接到第一输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第一单向光放大器，在其输入终端连接到第一波长选择耦合器的输出终端；
第四单向光放大器，在其输出终端连接到第一波长选择耦合器的输入终端；
第三波长选择耦合器，分别在其输入和输出终端连接到第一单向光放大器的输出终端和第四单向光放大器的输入终端；
第二波长选择耦合器，在其共用终端连接到第二输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第二单向光放大器，在其输入终端连接到第二波长选择耦合器的输出终端；
第三单向光放大器，在其输出终端连接到第二波长选择耦合器的输入终端；
第四波长选择耦合器，分别在其输入和输出终端连接到第二单向光放大器的输出终端和第三单向光放大器的输入终端；和
中间级设备，连接在第三和第四波长选择耦合器的共用终端之间，该中间级设备包括至少一个色散补偿装置、光纤增益平整装置、和用于除去光放大器的累积噪声和控制光信号功率的装置。
27、根据权利要求26的光放大器模块，其中，每个单向光放大器是掺杂稀土元素的光纤放大器、半导体光放大器、或Raman放大器。
28、根据权利要求26的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长多路复用器，用于耦合或分离具有不同波段的波长的光信号。
29、根据权利要求26的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一带通滤波器，它连接到环行器的输入终端，适于传输预定波长波段的光信号，而截止其它波长波段的光信号；和第二带通滤波器，它连接到环行器的输出终端，第二带通滤波器具有与第一带通滤波器相反的通带和截止带。
30、根据权利要求26的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长交错器，用于耦合或分离具有彼此相邻波长的光信号。
31、根据权利要求26的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括：环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一梳状滤波器，它连接到环行器的输入终端，具有以预定间隔重复的通带或截止带；和第二梳状滤波器，它连接到环行器的输出终端，具有以相应于第一梳状滤波器间隔的间隔重复的通带或截止带以及相应于第一梳状滤波器的一半间隔的绝对值。
32、一种双向光放大器模块，它具有第一和第二输入/输出端口，以便放大双向传播的下行/上行光信号，包括：
环行器，在其共用终端连接到第一输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第一单向光放大器，在其输入终端连接到环行器的输出终端；
第四单向光放大器，在其输出终端连接到环行器的输入终端；
第一波长选择耦合器，分别在其输入和输出终端连接到第一单向光放大器的输出终端和第四单向光放大器的输入终端；
第二波长选择耦合器，在其共用终端连接到第二输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第二单向光放大器，在其输入终端连接到第二波长选择耦合器的输出终端；
第三单向光放大器，在其输出终端连接到第二波长选择耦合器的输入终端；
第三波长选择耦合器，分别在其输入和输出终端连接到第二单向光放大器的输出终端和第三单向光放大器的输入终端；和
中间级设备，连接在第一和第三波长选择耦合器的共用终端之间，该中间级设备包括至少一个色散补偿装置、光纤增益平整装置、和用于除去光放大器的累积噪声和控制光信号功率的装置。
33、根据权利要求32的光放大器模块，其中，每个单向光放大器是掺杂稀土元素的光纤放大器、半导体光放大器、或Raman放大器。
34、根据权利要求32的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长多路复用器，用于耦合或分离具有不同波段的波长的光信号。
35、根据权利要求32的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一带通滤波器，它连接到环行器的输入终端，适于传输预定波长波段的光信号，而截止其它波长波段的光信号；和第二带通滤波器，它连接到环行器的输出终端，第二带通滤波器具有与第一带通滤波器相反的通带和截止带。
36、根据权利要求32的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长交错器，用于耦合或分离具有彼此相邻波长的光信号。
37、根据权利要求32的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括：环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一梳状滤波器，它连接到环行器的输入终端，具有以预定间隔重复的通带或截止带；和第二梳状滤波器，它连接到环行器的输出终端，具有以相应于第一梳状滤波器间隔的间隔重复的通带或截止带以及相应于第一梳状滤波器的一半间隔的绝对值。
38、一种双向光放大器模块，它具有第一和第二输入/输出端口，以便放大双向传播的下行/上行光信号，包括：
第一波长选择耦合器，在其共用终端连接到第一输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第一单向光放大器，在其输入终端连接到第一波长选择耦合器的输出终端；
第四单向光放大器，在其输出终端连接到第一波长选择耦合器的输入终端；
环行器，分别在其输入和输出终端连接到第一单向光放大器的输出终端和第四单向光放大器的输入终端；
第二波长选择耦合器，在其共用终端连接到第二输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第二单向光放大器，在其输入终端连接到第二波长选择耦合器的输出终端；
第三单向光放大器，在其输出终端连接到第二波长选择耦合器的输入终端；
第三波长选择耦合器，分别在其输入和输出终端连接到第二单向光放大器的输出终端和第三单向光放大器的输入终端；和
中间级设备，连接在环行器的共用终端和第三波长选择耦合器的共用终端之间，中间级设备包括至少一个色散补偿装置、光纤增益平整装置、和用于除去光放大器的累积噪声和控制光信号功率的装置。
39、根据权利要求38的光放大器模块，其中，每个单向光放大器是掺杂稀土元素的光纤放大器、半导体光放大器、或Raman放大器。
40、根据权利要求38的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长多路复用器，用于耦合或分离具有不同波段的波长的光信号。
41、根据权利要求38的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一带通滤波器，它连接到环行器的输入终端，适于传输预定波长波段的光信号，而截止其它波长波段的光信号；和第二带通滤波器，它连接到环行器的输出终端，第二带通滤波器具有与第一带通滤波器相反的通带和截止带。
42、根据权利要求38的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长交错器，用于耦合或分离具有彼此相邻波长的光信号。
43、根据权利要求38的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括：环行器，它具有输入终端、输出终端、和共用终端；第一梳状滤波器，它连接到环行器的输入终端，具有以预定间隔重复的通带或截止带；和第二梳状滤波器，它连接到环行器的输出终端，具有以相应于第一梳状滤波器间隔的间隔重复的通带或截止带以及相应于第一梳状滤波器的一半间隔的绝对值。
44、一种双向光放大器模块，它具有第一和第二输入/输出端口，以便放大双向传播的下行/上行光信号，包括：
第一波长选择耦合器，在其共用终端连接到第一输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第一单向光放大器，在其输入终端连接到第一波长选择耦合器的输出终端；
第四单向光放大器，在其输出终端连接到第一波长选择耦合器的输入终端；
第二波长选择耦合器，在其共用终端连接到第二输入/输出端口，适于执行对双向通过的光信号的分离/组合；
第二单向光放大器，在其输入终端连接到第二波长选择耦合器的输出终端；
第三单向光放大器，在其输出终端连接到第二波长选择耦合器的输入终端；
第三波长选择耦合器，在其第一和第二输入终端连接到第一和第二单向光放大器的各输出终端；
第四波长选择耦合器，在其第一和第二输入终端连接到第三和第四单向光放大器的各输出终端；和
中间级设备，连接在第三和第四波长选择耦合器的共用终端之间，该中间级设备包括至少一个色散补偿装置、光纤增益平整装置、和用于除去光放大器的累积噪声和控制光信号功率的装置。
45、根据权利要求44的光放大器模块，其中，每个单向光放大器是掺杂稀土元素的光纤放大器、半导体光放大器、或Raman放大器。
46、根据权利要求44的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长多路复用器，用于耦合或分离具有不同波段的波长的光信号。
47、根据权利要求44的光放大器模块，其中，每个波长选择耦合器包括波长交错器，用于耦合或分离具有彼此相邻波长的光信号。
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