CN1447539A - 双向光传输系统及其使用的主站和从站 - Google Patents

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田辺学
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Abstract

本发明的一个目的是提供一种双向光传输系统，其中单个光纤由上游和下游系统共用，从而消除对提供一个额外的光纤的需要，并且降低了维护操作的数目。一个用于输出下游光信号的主站(400)经由一个光传输路径(200)被连接到每个用于输出一个上游光信号的从站(500a－500c)。该光传输路径(200)包括连接在该主站(400)一端的单个光纤，并且光交换单元(202a，202b)分支该单个光纤用于连接到该从站。该主站(400)包括一个光无源单元(405)，其仅提供一个经由该单个光纤到达的上游光信号到光电转换器(404)，并且仅提供一个从电光转换器(403)输出的下游光信号到该单个光纤。每个从站包括一个光无源单元(505)，其仅提供一个经由单个光纤到达的下游光信号到光电转换器(504)，并且仅提供一个从电光转换器(503)输出的上游光信号到该单个光纤。

Description

双向光传输系统及其使用的主站和从站
发明背景
发明领域
本发明涉及双向光传输系统，其中一个主站给多个从站发送信号，并且无线电波从从站的天线发射进入空间。更具体地说，本发明涉及一种双向光传输系统，该光传输系统适用于在便携式电话系统中的移动通信系统。
背景技术的描述
通常，即使当便携式电话位于一个盲区(一个诸如电场被屏蔽的隧道、建筑物以及地下商业区的区域)内的时候，为了使便携式电话能够通信的目的，已经提出了一种系统，其中在这样的一个盲区中提供了多个天线基站，每个天线基站仅具有一个放大器电路，并且经由一个用于发送/接收信号的双向传送的光纤连接到一个主站。
以上描述的系统的一个例子在Matsushita技术杂志，Vol.44，No.6，1998年12月11，49-62，由Tsubosaka等撰写的“PDC光发射装置(PDC optical transmittingapparatus)”中公开。在这个文献中公开的PDC(个人数字蜂窝)无线多点光链路系统具有配置，使得在一个位置提供一个基站调制器/解调器和一个主站，以及多个天线基站(在下文中为从站)，每个仅具有一个放大器电路的天线基站在建筑物或者地下商业区之内被提供。该主站和该多个从站经由一个光纤被相互连接。该主站和该从站彼此之间交换一个以PDC无线电信号调制的光信号。如在上述文献中描述的，连接该主站和该从站的光纤连接类型被称为“多站拓扑结构”(或者总线连接)。
图19是一个示出常规的PDC无线多点光链路系统配置的例图。在图19中，该常规的PDC无线多点光链路系统包括一个主站900和多个从站950、960和970。该主站900和该从站970经由光纤910和920被相互连接。该光纤910和920分别由光交换单元911和921分支，用于连接该主站900和该从站950。同样地，该光纤910和920分别由光交换单元912和922分支，用于连接该主站900和该从站960。
该主站900包括一个调制器/解调器980，一个光发射机901和一个光接收机902。该从站950包括一个光接收机951，一个光发射机952，一个功率放大器953，一个低噪声放大器954，一个天线共用器955以及一个天线956。该光接收机951经由一个光纤910a连接到该光交换单元911的一个输出端子。该光发射机952经由一个光纤920a连接到该光交换单元921的一个输入端子。
每个从站具有相同的结构。在下文中，仅对从站950进行说明该从站的功能，但是，该描述同样适用于其他的从站。
在下游传送中，该调制器/解调器980以来自移动通信网络990的数据调制一个载波信号去产生一个副载波调制信号，该副载波调制信号在此处被称为下游电信号。以该下游电信号，该光发射机901强度调制一个从光源输出的光信号，然后输出该强度调制的光信号给该光纤910。从该光发射机901输出的该光信号经由该光交换单元911和该光纤910a被提供给该从站950的光接收机951。该光接收机951转换接收的光信号为一个用于输出的电信号。从该光接收机951输出的电信号由该功率放大器953放大，提供给该天线共用器955，从该天线956作为一个电波发射进空间，以及然后由一个便携式终端940接收。
在上游传送中，该便携式终端940发射一个电波进空间。在这里，假定从该便携式终端940发出的电波由该从站950的天线956接收。由天线956接收的电波，也就是说，副载波调制信号(以下简称为上游电信号)经由天线共用器955被提供给该低噪声放大器954用于放大。然后，该放大的上游电信号被提供给该光发射机952。以该接收的上游电信号，该光发射机952强度调制一个来自光源的光信号，然后输出该合成信号给光纤920a。来自该光发射机952的光信号经由该光纤920a和光交换单元921被发送去加入该光纤920，然后被提供给该主站900的光接收机902。该光接收机902转换接收的光信号为一个用于输出到该调制器/解调器980的上游电信号。该调制器/解调器980解调接收的上游电信号去获得来自该便携式终端940的数据，然后发送该数据给该移动通信网络990。
因而，借助于以上所述的PDC无线多点光链路系统，即使当该便携式终端940位于盲区内的时候，也可以在该便携式终端940和该移动通信网络990之间进行双向的通信。
但是，在常规的系统中使用的上述光纤连接中，对于每个从主站到从站的下游系统和从从站到主站的上游系统需要一个光纤。因此，当一个新的从站被设置的时候，根据需要去执行操作，诸如在下游和上游系统中的两个光纤上切断和重新连接，因此增加了操作的数目。
此外，对于在下游和上游系统中的两个光纤也需要维护，因此增加了操作的数目。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一种双向光传输系统，其中一个单个光纤由上游和下游系统共用，从而消除对提供一个额外的光纤的需要，并且降低了维护操作的数目。
本发明具有下列特点以实现如上所述的目的。
本发明的第一个方面提出了一种用于在一个主站和多个从站之间进行双向光通信的系统，其中：
该主站和从站经由一个单个光纤被相互连接，
该主站经由该单个光纤发射一个下游光信号给每个从站，并且每个从站经由该单个光纤发射一个上游光信号给该主站，该主站包括：
第一电光转换器，用于转换一个电信号为下游光信号；
第一光电转换器，用于转换该上游光信号为一个电信号；和
提供在该单个光纤、第一电光转换器和第一光电转换器之间的第一光交换部件，用于输出由第一电光转换器提供的该下游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该上游光信号给第一光电转换器，以及
每个从站包括：
第二电光转换器，用于转换一个电信号为上游光信号；
第二光电转换器，用于转换该下游光信号为一个电信号；和
提供在该单个光纤、第二电光转换器和第二光电转换器之间的第二光交换部件，用于输出由第二电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该下游光信号给第二光电转换器。
按照第一个方面，每个主站一侧和该从站一侧装备有一个光交换部件。借助于此，单个光纤可以由该上游和下游系统共用。因此，提供一种能够消除对提供一个额外的光纤的需要的双向的光传输并且降低维护操作的数目是可能的。
最好是，该主站进一步包括：
信号电平调整电路，用于调整一个电信号的幅度，并且输出该幅度调整的电信号；
延时调整电路，用于调整从该信号电平调整电路输出的电信号的相位，并且输出该相位调整的电信号；和
用于合成从该延时调整电路输出的电信号和从第一光电转换器输出的电信号的合成器。
借助于此，可以消除该下游电信号例如由于在光传输路径上反射的泄漏。因此，可以防止该上游电信号质量的降低。
例如，该信号电平调整电路基于一个预先确定的幅度值调整该幅度，和
该延时调整电路基于一个预先确定的延迟时间调整该相位。
借助于此，基于该预先确定的幅度值和该预先确定的延迟时间分别调整该幅度和该相位。
此外，该信号电平调整电路可以基于一个通过该合成器获得的电信号的反馈调整该幅度，和
该延时调整电路可以基于通过该合成器获得的电信号的反馈调整该相位。
借助于此，可以自动地调整该幅度和该相位，从而自动地抑制下游或者上游电信号所有的泄漏。
最好是，每个从站进一步包括：
信号电平调整电路，用于调整一个电信号的幅度，并且输出该幅度调整的电信号；
延时调整电路，用于调整从该信号电平调整电路输出的电信号的相位，并且输出该相位调整的电信号；和
用于合成从该延时调整电路输出的电信号和从第二光电转换器输出的电信号的合成器。
借助于此，可以消除该上游电信号例如由于在光传输路径上反射的流失。因此，可以防止该下游电信号质量的降低。
例如，该信号电平调整电路基于一个预先确定的幅度值调整该幅度，和
该延时调整电路基于一个预先确定的延迟时间调整该相位。
借助于此，基于该预先确定的幅度值和该预先确定的延迟时间分别调整该幅度和该相位。
此外，该信号电平调整电路可以基于一个通过该合成器获得的电信号的反馈调整该幅度，和
该延时调整电路可以基于通过该合成器获得的电信号的反馈调整该相位。
借助于此，可以自动地调整该幅度和该相位，从而自动地抑制下游或者上游电信号所有的流失。
此外，该下游光信号和该上游光信号的波段可以是不同的，
该第一光交换部件可以是一个波长多路复用耦合器，用于仅仅给该单个光纤提供该下游光信号，并且仅仅给该第一光电转换器提供该上游光信号，和
该第二光交换部件可以是一个波长多路复用耦合器，用于仅仅给该单个光纤提供该上游光信号，并且仅仅给该第二光电转换器提供该下游光信号。
因此，利用该第一和第二光交换部件，该上游和下游光信号可以被可靠地相互隔离。
在这种情况下，该第一电光转换器可以在该单个光纤中输出具有少量的波长色散的下游光信号，和
该第二电光转换器可以在该单个光纤中输出具有大量波长色散的上游光信号。借助于此，降低在上游和下游系统两者中由于在该光纤上的波长色散导致的传输质量递降的影响是可能的。
此外，该第一光交换部件可以是一个光交换单元，用于分支经由该单个光纤发射的该上游光信号为二个光信号，和
该主站可以进一步包括一个放置在该第一光交换部件和该第一电光转换器之间的光衰减器。
因此，借助于使用该光交换单元，可以以低成本提供该系统。此外，利用提供的光衰减器，可以抑制噪声发生。
在这种情况下，最好是，该光衰减器可以衰减从该第一光交换部件输出的上游光信号，使得从第一光交换部件输出的上游光信号的光强度相对于从第一电光转换器输出的下游光信号的光强度的比率变为-20dB或者更低。借助于此，可以抑制在第一电光转换器出现噪声。
同样地，该第二光交换部件可以是一个光交换单元，用于分支经由该单个光纤发射的该下游光信号，和
每个从站可以进一步包括一个放置在该第二光交换部件和该第二电光转换器之间的光衰减器。
因此，借助于使用该光交换单元，可以以低成本提供该系统。此外，利用提供的光衰减器，可以抑制噪声发生。
在这种情况下，最好是，该光衰减器可以衰减从该第二光交换部件输出的下游光信号，使得从第二光交换部件输出的下游光信号的光强度相对于从第二电光转换器输出的上游光信号的光强度的比率变为-20dB或者更低。借助于此，可以抑制在第二电光转换器出现噪声。
此外，该第一光交换部件可以是一个光交换单元，用于分支经由该单个光纤发射的该上游光信号为二个光信号，和
该主站可以进一步包括一个放置在该第一光交换部件和该第一电光转换器之间的光隔离器。
因此，没有干扰光被提供给该第一电光转换器光源。  因此，可以抑制噪声的发生。
在这种情况下，最好是，该光隔离器的隔离可以是-20dB或者更低。借助于此，可以充分地抑制噪声的发生。
同样地，该第二光交换部件可以是一个光交换单元，用于分支经由该单个光纤发射的该下游光信号，和
每个从站可以进一步包括一个放置在该第二光交换部件和该第二电光转换器之间的光隔离器。
因此，没有干扰光被提供给该第二电光转换器光源。  因此，可以抑制噪声的发生。
在这种情况下，最好是，该光隔离器的隔离是-20dB或者更低。借助于此，可以充分地抑制噪声的发生。
此外，该下游光信号和该上游光信号的波段可以是不同的，和
该第一和/或第二光交换部件可以是一个光交换单元，用于分支一个经由该单个光纤发射的光信号为二个光信号。
因此，借助于使用该光交换单元，可以以低成本提供该系统。此外，由于该下游和上游光信号的波段是不同的，可以抑制该噪声的发生。
此外，该第一和第二光交换部件可以是每个具有至少三个端子的光循环器。因此，利用该第一和第二光交换部件，该上游和下游光信号可以被可靠地相互隔离。
例如，该从站可以经由该单个光纤连接到该主站去形成一个总线连接。做为选择，该从站可以经由该单个光纤连接到该主站去形成一个星形连接。
例如，提供给第一和第二电光转换器的电信号可以是副载波调制信号。因此，该双向光传输系统可以用于移动通信系统。
此外，每个从站可以进一步包括一个频率转换器，用于转换被提供给第二电光转换器的电信号为一个具有不同于被提供给第一电光转换器电信号频带的电信号。因此，该下游电信号和该上游电信号可以被做成其频带彼此不同。
更进一步，提供给第一和第二电光转换器的频带范围可以是彼此不同的，和
每个从站可以进一步包括一个频率转换器，用于转换从第二光电转换器输出的电信号的频率为提供给第一电光转换器的电信号的频带。因此，使下游电信号回到上游电信号的频带是可能的。
更进一步，该从站的第二电光转换器可以输出具有不同波长的光信号。借助于此，从该从站输出的上游光信号是彼此不同的，从而抑制光交调干扰。
最好是，在第一个方面中，从每个从站输出的上游光信号已经被时分多路复用。
借助于此，可以抑制光交调干扰。
作为一个特定的实施例，每个从站进一步包括一个无线电发射机/接收机，用于无线发射和接收该下游电信号和该上游电信号。
借助于此，每个从站可以发射和接收一个下游电信号。
本发明的第二个方面提出一种用于在一个主站和位于多个分组上的多个从站之间进行双向光通信的系统，其中：
一个分组的无线电通信区域与另一个分组的另一个无线电通信区域重叠；
相同分组的主站和每个从站经由单个光纤相互连接；
该主站经由该单个光纤发射一个下游光信号给相同分组的每个从站，并且该相同分组的每个从站经由该单个光纤发射一个上游光信号给该主站；
用于每个分组的该主站包括：
第一电光转换器，用于转换一个电信号为下游光信号；
第一光电转换器，用于转换该上游光信号为一个电信号；和
提供在该单个光纤、第一电光转换器和第一光电转换器之间的第一光交换部件，用于输出由第一电光转换器提供的该下游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该上游光信号给第一光电转换器，以及
每个从站包括：
第二电光转换器，用于转换一个电信号为上游光信号；
第二光电转换器，用于转换该下游光信号为一个电信号；和
提供在该单个光纤、第二电光转换器和第二光电转换器之间的第二光交换部件，用于输出由第二电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该下游光信号给第二光电转换器。
按照第二个方面，用于与从站通信的该移动终端可以从多个从站接收无线电信号。因此，可以实现空间分集。
本发明的第三个方面提出了一种用于与多个从站双向光通信的主站，其中：
该主站经由单个光纤连接到每个从站；
该主站经由该单个光纤发射一个下游光信号给每个从站，并且经由该单个光纤接收一个从每个从站发射的上游光信号，并且该主站包括：
一个电光转换器，用于转换一个电信号为下游光信号；
一个光电转换器，用于转换该上游光信号为一个电信号；
一个提供在该单个光纤、该电光转换器和该光电转换器之间的光交换部件，用于输出由该电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该下游光信号给该光电转换器；
信号电平调整电路，用于调整一个电信号的幅度，并且输出该幅度调整的电信号；
延时调整电路，用于调整从该信号电平调整电路输出的电信号的相位，并且输出该相位调整的电信号；和
用于合成从该延时调整电路输出的电信号和从该光电转换器输出的电信号的合成器。
最好是，该信号电平调整电路基于一个预先确定的幅度值调整该幅度，和
该延时调整电路基于一个预先确定的延迟时间调整该相位。
此外，该信号电平调整电路可以基于一个通过该合成器获得的电信号的反馈调整该幅度，和
该延时调整电路可以基于通过该合成器获得的电信号的反馈调整该相位。
本发明的第四个方面提出了一种用于与一个主站双向光通信的从站，其中：
该从站经由单个光纤连接到该主站；
该从站经由该单个光纤接收一个从该主站发射的下游光信号，并且经由该单个光纤发射一个上游光信号给该主站，以及
该从站包括：
一个电光转换器，用于转换一个电信号为上游光信号；
一个光电转换器，用于转换该下游光信号为一个电信号；
一个提该单个光纤、该电光转换器和该光电转换器之间的光交换部件，用于输出由该电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该下游光信号给该光电转换器；
一个信号电平调整电路，用于调整一个电信号的幅度，并且输出该幅度调整的电信号；
一个延时调整电路，用于调整从该信号电平调整电路输出的电信号的相位，并且输出该相位调整的电信号；和
一个用于合成从该延时调整电路输出的电信号和从该光电转换器输出的电信号的合成器。
最好是，该信号电平调整电路基于一个预先确定的幅度值调整该幅度，和
该延时调整电路基于一个预先确定的延迟时间调整该相位。
此外，该信号电平调整电路可以基于一个通过该合成器获得的电信号的反馈调整该幅度，和
该延时调整电路可以基于通过该合成器获得的电信号的反馈调整该相位。
本发明的第五个方面提出了一种用于在一个主站和多个从站之间进行双向光通信的系统，其中：
该主站和从站经由一个光纤被相互连接；
从该主站发射给该从站的不同波长的下游光信号被分配给该从站；
从该从站发射给该主站的不同波长的上游光信号被分配给该从站；
该主站经由该单个光纤发射该下游光信号给相应的从站，并且该从站经由该单个光纤发射该上游光信号给该主站；
该主站包括：相应地提供给该从站的多个第一电光转换器，每个用于转换一个电信号为一个具有分配给相应的从站波长的下游光信号；
相应地提供给该从站的多个光电转换器，每个用于转换一个由相应的从站提供的上游光信号为一个电信号；和
一个波长多路复用器/多路分解器，用于波长多路复用由第一电光转换器提供的该下游光信号，并且输出多路复用的信号给该单个光纤，以及用于波长多路分解经由该单个光纤发射的该上游光信号，并且输出相应波长的光信号给该第一光电转换器，以及
每个从站包括：
第二电光转换器，用于转换一个电信号为一个具有分配给从站波长的上游光信号；
第二光电转换器，用于转换该下游光信号为一个电信号；和
提供在单个光纤、第二电光转换器以及第二光电转换器之间的光分/插单元，用于输出由第二电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且仅输出一个具有从经由单个光纤发射的下游光信号之中分配给从站波长的下游光信号给第二光电转换器。
利用上述的第五个方面的结构，单个光纤可以由上游和下游系统共用，并且可以消除对提供一个额外的光纤的需要。此外，可以降低维护操作的数目。
例如，该光分/插单元通过串联连接二个每个具有三个端子的波长合成/分支单元构成。
此外，最好是，该光分/插单元包括：
一个波长合成器，用于合成从第二电光转换器输出的该上游光信号和经由该单个光纤发射的该上游光信号；和
一个波长分离器，用于从经由单个光纤发射的多个所述下游光信号中仅分离一个具有分配给相应的从站波长的光信号，并且输出该分离的光信号给第二光电转换器；
该波长合成器和该第二电光转换器被集成为一个光传输模块，以及
该波长分离器和该第二光电转换器被集成为一个光接收模块。
因此，该光传输模块和该光接收模块可以在尺寸方面被降低。因此，该从站本身可以在尺寸方面被降低。
此外，最好是，该光分/插单元包括：
一个具有三个端子的波长合成/分支单元；和
一个具有第一、第二和第三端子的光循环器，该第一端子被连接到该波长合成/分支单元的三个端子的一个，用于仅发送和接收一个具有分配给相应的从站波长的光信号；
该光循环器的第二端子连接到第二电光转换器，并且该光循环器的第三端子连接到第二光电转换器，和
分配给每个从站的该下游光信号的波长和该上游光信号的波长是彼此相等的。
因而，借助于该光循环器，用于每个从站的该下游光信号的波长和该上游光信号的波长可以是彼此相等的。  因此，可以降低供光源使用的波长的数目。
更进一步，该光分/插单元可以包括：
一个具有三个端子的波长合成/分支单元；和
一个具有第一、第二和第三端子的光交换单元，该第一端子被连接到该波长合成/分支单元的三个端子的一个，用于仅发送和接收一个具有分配给相应的从站波长的光信号；
该光交换单元的第二端子可以连接到第二电光转换器，并且该光交换单元的第三端子连接到第二光电转换器，和
分配给每个从站的该下游光信号的波长和该上游光信号的波长可以是彼此相等的。
因而，借助于该光交换单元，可以降低用于从站需要的成本。
在这种情况下，最好是，该光分/插单元可以进一步包括一个放置在该光交换单元的第二端子和该第二电光转换器之间的光隔离器。因此，没有干扰光被提供给该第二电光转换器光源。因此，可以抑制在光源处噪声的发生。
例如，提供给第一电光转换器和第二电光转换器的该电信号可以是副载波调制信号。
作为一个特定的实施例，每个从站进一步包括一个无线发射机/接收机，用于无线发射和接收提供给第二电光转换器的该上游电信号和从第二光电转换器输出的该下游电信号。
在这种情况下，该上游电信号和该下游电信号可以是便携式电话信号。
此外，最好是，用于每个从站的波长间隔是20nm。
从下面结合附图对本发明的详细说明中，本发明的这些和其他的目的、特点、方式以及优点将变得更加清晰可见。
附图的简要说明
图1是一个举例说明按照本发明的第一个实施例的双向光传输系统配置的方框图；
图2是一个举例说明光无源单元405的结构例子的方框图；
图3是一个图例，示出当主站400和每个从站被以星形连接相互连接的时候，一个光传输路径200的结构；
图4是一个举例说明由WDM耦合器实现的光无源单元505结构的方框图；
图5是一个举例说明按照本发明的第二个实施例的双向光传输系统配置的方框图；
图6是一个举例说明按照本发明的第三个实施例的双向光传输系统配置的方框图；
图7是一个示出当由第二个半导体激光器供给第一个半导体激光器具有与从第一个半导体激光器发射的光相同的波长的光的时候，通过测量在从第一个半导体激光器发射的光信号中的相对强度噪声(RIN)的频率分布获得的试验结果的图例；
图8是一个举例说明按照本发明的第四个实施例的双向光传输系统配置的方框图；
图9是一个举例说明按照本发明的第五个实施例的双向光传输系统配置的方框图；
图10是一个举例说明按照本发明的第六个实施例的双向光传输系统配置的方框图；
图11是一个举例说明按照本发明的第七个实施例的双向光传输系统配置的方框图；
图12是一个举例说明按照本发明的第八个实施例的双向光传输系统配置的方框图；
图13是一个举例说明按照本发明的第九个实施例的双向光传输系统配置的方框图；
图14是一个示出按照第九个实施例的每个光分/插单元的例图；
图15是一个举例说明在按照本发明第十个实施例的双向光传输系统中的光分/插单元730的方框图；
图16是一个举例说明在按照本发明第十一个实施例的双向光传输系统中的光分/插单元740的方框图；
图17是一个举例说明在按照本发明第十二个实施例的双向光传输系统中的光分/插单元750的方框图；
图18是一个举例说明在按照本发明第十二个实施例的双向光传输系统中的另一个光分/插单元760的方框图；以及
图19是一个示出常规的PDC无线多点光链路系统配置的例图。
优选实施例的详细说明
(第一个实施例)
图1是一个举例说明按照本发明的第一个实施例的双向光传输系统配置的方框图。在图1中，该双向光传输系统包含一个主站400、三个从站500a、500b和500c、一个光传输路径200，以及一个便携式终端600。该主站400和该从站经由该光传输路径200被相互连接。
该主站400转换来自于移动通信网络的电信号为光信号，然后经由光传输路径200发送该光信号到每个从站。同样地，该主站400转换从每个从站发送的光信号为电信号，然后发送该电信号到该移动通信网络。
该便携式终端600在预先确定的区域内实施无线电信号传送到从站和从从站接收无线电信号。每个从站转换来自主站400的光信号为用于无线传送的电信号，并且同样地，从该便携式终端600接收信号，去转换该接收的信号为用于经由光传输路径200传送给该主站400的光信号。注意到，在该区域内从站的数目不局限于三个，可以是二个或者更少，或者四个以上。同样，便携式终端600的数目可以是两个或更多。
该光传输路径200包括一个连接到该主站400的光无源单元405的光纤201a，一个连接到从该光交换单元202a分出支路的光纤201a、光纤201b和201c的光交换单元202a，一个连接到从该光交换单元202b分出支路的光纤201c、光纤201d和201e的光交换单元202b。光纤201a至201e的每个是单个光纤。光纤201b的一端被连接到该从站500a的光无源单元505。光纤201d的一端被连接到该从站500b的光无源单元505。光纤201e的一端被连接到该从站500c的光无源单元505。
该光传输路径200通过使用光交换单元202a和202b以所谓的总线连法连接该主站400和每个从站。
该光交换单元202a分支经由光纤201a发送的光信号为二个光信号，一个提供给该光纤201b以及另一个提供给该光纤201e，以及发送这些来自该光纤201b和201e的光信号给该光纤201a。该光交换单元202b分支经由光纤201e发送的光信号为二个光信号，一个提供给该光纤201d以及另一个提供给该光纤201e，以及发送这些来自该光纤201d和201e的光信号给该光纤201c。在每个光交换单元202a和202b上的分支比被设置为使得提供给该从站的光信号的功率是均等的。
该主站400包括一个调制器/解调器401和一个光发射机/接收机402。该光发射机/接收机402包括一个电光转换器(在图中缩写为“E/0”)403，一个光电转换器(在图中缩写为“0/E”)404，以及一个光无源单元405。
该调制器/解调器401调制一个来自于该移动通信网络用于输出给该电光转换器403的信号，并且解调一个来自于该光电转换器404用于传送给该移动通信网络的电信号。该电光转换器403使用一个半导体激光器作为光源，用于以由该调制器/解调器401提供的电信号强度调制一个来自于该光源的光信号，用于输出给该光无源单元405。该光电转换器404接收一个从该光无源单元405发送的光信号，并且转换该光信号为一个用于输出给该调制器/解调器401的电信号。
该光无源单元405转送从该电光转换器403输出的该光信号给该光纤201a，并且也转送从该光纤201a输出的该光信号给该光电转换器404。在这种意义上讲，该光无源单元405可以是一个用于交换光信号的光交换部件。
图2是一个举例说明该光无源单元405的结构例子的方框图。该光无源单元405由一个具有三个端口P1、P2和P3的光循环器构成。该端口P1被连接到电光转换器403。该端口P2被连接到光传输路径200的光纤201a。该端口P3被连接到光电转换器404。一个从端口P1输入的光信号不从端口P3输出而是从端口P1输出。一个从端口P2输入的光信号不从端口P1输出而是从端口P3输出。换句话说，来自电光转换器403的光信号被提供给光纤201a，并且来自光纤201a的光信号被提供给光电转换器404。
每个从站500a至500c具有相同的结构，因此包括在每个从站内的组成部分具有相同的参数。在下文中，仅对从站500a进行说明该从站的功能，该描述同样适用于其他的从站。该从站500a包括一个天线共用器501，一个光发射机/接收机502，一个功率放大器506，一个低噪声放大器507，以及一个天线508。该光发射机/接收机502包括一个电光转换器503，一个光电转换器504，以及一个光无源单元505。
该光无源单元505的结构与在主站400中的光无源单元405的结构相似。即，该光无源单元505示范性的由一个光循环器构成。该光无源单元505转送一个来自光传输路径200的光纤201b的光信号到该光电转换器504。同样地，该光无源单元505转送一个来自电光转换器503的光信号到该光纤201b。
该光电转换器504转换一个来自光无源单元505的光信号为用于输出到功率放大器506的电信号。该功率放大器506放大接收的电信号用于输出给该天线共用器501。该天线共用器501发送一个来自功率放大器506的电信号给天线508，并且同样发送一个来自天线508的电信号给低噪声放大器507。通过天线共用器501发送电信号的这二个操作不会互相干扰。该天线508发射和接收一个电波。该低噪声放大器507放大来自天线共用器501的电信号用于输出给电光转换器503。
该电光转换器503使用一个半导体激光器作为光源，用于以接收的电信号强度调制一个来自于该光源的光信号，然后输出该强度调制的光信号给该光无源单元505。从电光转换器503输出的光信号的波段可以等于或者不同于从电光转换器403输出的光信号的波段。
下面描述从主站400发射一个下游信号给每个从站的操作。指定用于便携式终端600的下游信号首先从移动通信网络提供给调制器/解调器401。该调制器/解调器401以该接收的下游信号调制一个载波信号，以获得一个用于输出给电光转换器403的副载波调制信号。这个副载波调制信号在下文中被称为下游电信号。
该电光转换器403以接收的下游电信号强度调制一个来自于光源的光信号，然后输出该强度调制的光信号给光无源单元405。该光无源单元405转送从电光转换器403接收的该光信号到该光纤201a。穿过光纤201a的该光信号在光交换单元202a被分支为二个光信号，一个被提供给光纤201b以及另一个被提供给光纤201c。提供给光纤201c的该光信号在光交换单元202b被分支为二个光信号，一个被提供给光纤201b以及另一个被提供给光纤201e。
穿过光纤201b、201d以及201e的光信号被分别供给连接到每个相应的光纤一端的光无源单元505。被供给光无源单元505的光信号转送给光电转换器504，用于转换为一个下游电信号。该下游电信号被提供给功率放大器506用于放大，被供给天线共用器501，然后被天线508发射进入空间。发射进入空间的电波由该便携式终端600接收。
在下面进行描述发射一个上游信号的操作，假定从该便携式终端600发射进入空间的电波由从站500a的天线508接收。该天线508接收一个来自信息终端600的电波。基于由天线508接收的电波的副载波调制信号在下文中被称为上游电信号。由天线508接收的该上游电信号被供给天线共用器501，然后被供给低噪声放大器507用于放大。该放大的上游电信号然后被提供给电光转换器503。
电光转换器503以接收的上游电信号对来自光源的光信号进行强度调制，用于输出给光无源单元505。光无源单元505将来自电光转换器503的光信号转送到光纤201b。通过光纤201b的光信号经光交换单元202a扩展后到达光纤201a，然后再送到主站400的光无源单元405。
送到光无源单元405的光信号被转送到光电转换器404。光电转换器404将接收到的光信号转换成一个上游电信号输出到调制器/解调器401。调制器/解调器401将接收到的上游电信号解调以从便携式终端600获得数据，然后将数据送往移动通信网络。
在从便携式终端600接收电波时，由每一个从站500b和500c执行的操作与从站500a的操作相类似。
在上述方式中，移动通信网络和便携式终端600可以相互双向通信。
照此，在根据第一个实施例的双向光传输系统中，光无源单元405和505被使用以便允许一个单个光纤被上游和下游系统共享。因此，提供一个附加光纤的需要就可消除，并且维护操作的数量也能减少。
在经过光传输路径200来自3个从站500a，500b，和500c的光信号进行多路传输中，在某些情况下，这三路光信号中的任意两路的波段可能会彼此接近。这种情况下，在光电转换器404上将这两路光信号转换为电信号可能会引起光差拍干扰，从而在上游电信号的频带中产生噪声。为了抑制这种光差拍干扰，3个从站500a，500b和500c的电光转换器503被配置以便在可用温度范围内输出不同波段的光信号。
同样，为了抑制这种光差拍干扰，来自各个从站的上游光信号可以时分复用的方式传输。
尽管在第一个实施例中下游和上游的电信号是副载波调制信号，但这些电信号可以是基带信号。在这种情况下，调制器/解调器401不被放置在主站400中，而被放在从站500a到500c中的每一个。
此外，在第一个实施例中，电光转换器403和503各自使用一种利用半导体激光器作为光源的直接光强度调制模式。作为选择，使用一种利用下游和上游电信号作为输入信号的外部光调制器的外部光调制模式是可能的。
此外，在第一个实施例中，设置由光交换单元202a和202b使用的光分支率以使得提供给从站的光信号在能量上相等。这不是有意限定的。
此外，当一个未在图1中示出的新的从站被提供时，就构成连接从而使得，例如，在光传输路径200中的其中一根光纤被新提供的光交换单元分支并且分支光纤的一端与新的从站相连接。
此外，在第一个实施例中，光传输路径200将主站400和从站彼此连接以形成一个总线连接。作为选择，一个(N×1)光交换单元可用于星形连接。图3是一个当主站400和从站相连接以形成星形连接时，光传输路径200的结构图。一个(N×1)光交换单元203从连接到光纤201a一端的主站400将下游光信号分配到各个从站，同时将一个上游光信号从从站传送到主站400。采用这种连接，一个单个光纤可在上游系统和下游系统间共享。因此，提供附加光纤的需要就可消除，并且维护操作的数量也可减少。
(其它的光无源单元结构的例子)
光无源单元405和505未被限定为光循环器，这里，仅以光无源单元505为例来描述。图4是示出了使用波分复用(下文中，WDM)耦合器的光无源单元505的另一种结构的框图。注意到光无源单元405同样可能具有类似于上文所述的结构。
在图4中，光无源单元505是由具有3个端口PW1、PW2和PW3的WDM耦合器构成。端口PW1被连接到电光转换器503。端口PW2被连接到光纤201b。端口PW3被连接到光电转换器504。
当这样一个WDM耦合器被用作光无源单元505时，从电光转换器403(下文中，一路下游光信号)输出的光信号的波段应该不同于从电光转换器503(下文中，一路上游光信号)输出的光信号。这里，假定从电光转换器403输出的光信号的波长是λ1，从电光转换器503输出的光信号的波长是λ2。
同样，假定光交换单元202a和202b具有大约相同的光信号分支比，该光信号具有波长λ1与具有波长λ2的光信号的比率。
在光无源单元505中，供给端口Pw1的具有波长λ2的光信号不是从端口Pw3输出而是从端口Pw2输出。供给端口Pw2的具有波长λ1的光信号不是从端口Pw1输出而是从端口Pw3输出。
如上所述，当WDM耦合器被用作光无源单元405和505时，更可取的方法是将电光转换器403输出的下游光信号的波段设置为这样一个波段，即在光传输路径200上出现的波长分散的数量要小，同时将电光转换器503输出的上游光信号的波段设置为这样的波段，即在光传输路径200上出现的波长分散的数量要大。例如，当光传输路径200由一个1.3μm波段的零色散单模光纤来实现时，下游光信号的波段应设置成1.3μm波段，同时上游光信号的波段应设置成1.55μm波段。按照上面这样设置波段，在光传输之后的下游电信号就会减少由于在光纤上的波长分散而出现的传输失真。相反，上游电信号会遭受更严重的这样的传输失真。然而，由于下述原因，并未引起任何实质性问题。
在移动通信系统中，下游电信号一定会被送到多个便携式终端600。因此，主站400必须发送多个副载波信号，从而增加信号的数量。相反，上游电信号仅由位于主站400覆盖区域内的便携式终端600提供。因此，从每个从站发送的信号数量相对要少。由于这个原因，即使将上游光信号的波段设置的大些，在光传输之后的上游电信号的数量还是小，该上游电信号应当遭受在光纤上的波长色散。相应地，所遭受的总的色散也会减少。
照这样，将下游光信号的波段设置为光纤上的波长分散小的一个波段，同时将上游光信号的波段设置为这种波长分散大的一个波段。这样，就使得为上游和下游系统都提供一个双向光传输系统成为可能，该系统能减少由于在光纤上的波长分散引起的传输质量恶化的影响。
(第二个实施例)
图5是示出了根据本发明的第二个实施例的一个双向光传输系统配置的框图。注意到，尽管在图5中仅示出单个从站520，但是该系统却能包含2个或更多的从站。而且注意到那些与第一个实施例中相似的部件具有相同的参数，在这里不做详述了。
在图5中，双向光传输系统包含主站420，从站520，和光传输路径200。主站420包含调制器/解调器401和光发射机/接收机422。光发射机/接收机422包含一个电光转换器423，光电转换器404，和一个光交换单元425。
在光交换单元425上的光分支比大约是50∶50。光交换单元425将一路光信号从电光转换器423发送到光纤201a而不是光电转换器404。同样，光交换单元425将一路光信号以大约相同的功率从光纤201a发送到电光转换器423和光电转换器404。正如在第一个实施例中的光无源单元，该光交换单元425是一个光交换部件。
除了输出光信号的波段不同于从从站520的电光转换器523输出的光信号的波段外，电光转换器423在功能上与第一个实施例中的电光转换器403相似。
从站520包含一个光发射机/接收机522，天线共用器501，功率放大器506，低噪声放大器507，天线508。光发射机/接收机522包含光交换单元525，电光转换器523和光电转换器504。
光交换单元525上的分支比大约是50∶50。光交换单元525将一路来自光纤201b光信号以大约相同的功率发送到电光转换器523和光电转换器504。
除了输出光信号的波段不同于从主站420的电光转换器423输出的光信号的波段外，电光转换器523在功能上与第一个实施例中的电光转换器403相似。
在下游信号传输中，从主站420的电光转换器423输出的一路下游光信号经过光交换单元425和光传输路径200提供给从站520的光交换单元525。该下游光信号被下游分支单元525分成两路光信号，一路供给光电转换器504以及另一路供给电光转换器523。其中供给光电转换器504的一路光信号被转换成一路下游电信号，最后以电波形式从天线508发射出去，正如第一个实施例中的一样。另一路供给电光转换器523的光信号被送到光源。在这里，从电光转换器423输出的下游光信号的波段不同于从电光转换器523输出的光信号的波段。因此，下游光信号几乎不能对电光转换器523的光源的光发射操作造成影响。
类似地，对于上游信号传输，一路上游光信号被提供给电光转换器423。在此，因为上游光信号和下游光信号彼此波段不同，所以上游光信号几乎不能对电光转换器423的操作产生影响。
同样，在第二个实施例中，使用的是光交换单元而不是光循环器或WDM耦合器。由于光交换单元与光循环器或WDM耦合器相比在价钱上要合理，这就使得以低成本提供双向光传输系统成为可能。
在本实施例中，在(2×1)分支单元的分支比大约是50∶50。这不意味着被限定。此外，每个(2×1)分支单元的终端数量不是被限制为3个，而是可以是4个或更多。
(第三个实施例)
通常，当具有相同波段的光信号被提供给电光转换器的一个光源时，在该光源的振荡状态受到干扰，这会产生噪声。因此，根据第二个实施例，在上述双向光传输系统中，下游光信号的波长不同于下游光信号的波长。相反，在第三个实施例中，甚至通过使用光交换单元将上游和下游光信号的波长设置成同样的。
图6是示出了根据本发明的第三个实施例的一个双向光传输系统配置的框图。注意到，尽管在图6中仅示出了单个从站530，但该系统能包含2个或更多的从站。而且注意到那些与第一和第二个实施例中相似的元件具有相同的参数，这里不做详述了。
在图6中，双向光传输系统包括一个主站430，从站530和光传输路径200。主站430包括一个光发射机/接收机432和调制器/解调器401。光发射机/接收机432包括一个光衰减器436，光交换单元425，电光转换器403和光电转换器404。
光衰减器436将电光转换器403提供的一路光信号按预定的比率(下文中称作衰减率)衰减以便输出到光交换单元425。光衰减器436同样将光交换单元425发送的一路光信号以该衰减率衰减以便输出到电光转换器403。光衰减器436的衰减率在下面将进一步描述。
光交换单元425将一路光信号从光衰减器436输出到光纤201a。同样，光交换单元425还将一路光信号以大约相同的功率输出到光衰减器436和光电转换器404。
从站530包括一个光发射机/接收机532，天线共用器501，功率放大器506，低噪声放大器507和天线508。光发射机/接收机532包括一个光衰减器536，光交换单元525，电光转换器503和光电转换器504。
光衰减器436将电光转换器503提供的一路光信号按预定的衰减率衰减以便输出到光交换单元525。同样，光衰减器436将光交换单元525发送的一路光信号以该衰减率衰减以便输出到电光转换器503。
光交换单元525将光衰减器536提供的光信号发送到光纤201b。同样，光交换单元525以大约相同的功率将来自于光纤201b的光信号发送到光衰减器536和光电转换器504。
从电光转换器403和503输出的光信号的波段彼此相等。
发射一路下游光信号的操作如下所述。从电光转换器403输出的一路下游光信号被光衰减器436以该衰减率衰减以便输出到光交换单元425。光交换单元425的光信号经过光传输路径200被提供给从站530的光交换单元525。光交换单元525将来自光传输路径200的光信号分成两路光信号，一路提供给光电转换器504以及另一路提供给光衰减器536。提供给光电转换器504的那路光信号以相似于第一个实施例中的方式被转换成一路下游电信号。
提供给光衰减器536的光信号以该衰减率被衰减，并且提供给电光转换器503。提供给电光转换器503的下游光信号与电光转换器503的光源输出的光信号的波段相等，但是与光源输出的光信号相比，功率被衰减了。因此，在电光转换器503上几乎不发生噪声。
在上游光信号传输中，一路上游光信号被提供给电光转换器403。因为这路上游光信号已被充分衰减，所以在电光转换器403上几乎不发生噪声。
下面将详述如何确定光衰减器436和536的衰减率。
我们的实验表明，如果半导体激光器的输入光信号功率与其中的输出光信号功率的比率是-20dB或更低，那么发生在半导体激光器上的噪声就能被明显抑制。图7说明了当第二半导体激光器向第一半导体激光器提供与第一半导体激光器发射的光具有相同波长的光时，通过测量第一半导体激光器发射的光信号中的相对强度噪声(RIN)的频率分配而得到的实验结果。
在这个实验中，第一和第二半导体激光器的振荡波长是1.3μm波段。第一半导体激光器的发射光被来自外部的第二半导体激光器的光信号提供。在这种情况下，要在“没有干扰光”的状态，“有干扰光(-11.3dB)”的状态和“有干扰光(-21.3dB)”的状态下对相对强度噪声(RIN)的频率分配进行测量。
“没有干扰光”的状态是指在这种状态中，没有从第二半导体激光器到第一半导体激光器提供的光信号。“有干扰光(-11.3dB)”的状态是指在这种状态中，由第二半导体激光器向第一半导体激光器提供一种光信号，并且第二半导体激光器的光信号的功率与第一半导体激光器的光信号的功率的比率是-11.3dB。“有干扰光(-21.3dB)”的状态是指在这种状态中，从第二半导体激光器向第一半导体激光器提供一种光信号，并且第二半导体激光器的光信号的功率与第一半导体激光器光信号的功率的比率是-21.3dB。
从图7所示的实验结果可看到，与“有干扰光(-11.3dB)”的状态相比，在“有干扰光(-21.3dB)的状态中，在0-1000MHz范围内，尽管噪声没有被降到“没有干扰光”情况下的水平，但噪声还是被明显降低了。也就是说，如果第二半导体激光器的光信号与第一半导体激光器光信号功率的比率是-21.3dB或更低，那么噪声的发生可被明显的抑制。此外，凭经验已经知道，-140[dB/Hz]或更低的相对噪声强度不会影响传输通道的质量。因此，可以假设甚至在“有干扰光(-20dB)”的情况下，噪声也可明显减少。
根据上述实验结果，光衰减器436的衰减率被确定，以便与从站连接的上游光信号的光功率与电光转换器403的光源输出的光信号的光功率的比率变为-20dB或更低。此外，光衰减器536的衰减率被确定，以便来自主站的下游光信号的光功率与电光转换器503的光源输出的光信号的光功率的比率变为-20dB或更低。为了确定该衰减率，光传输路径200上的衰减也不得不考虑。要考虑这样的衰减，就要在放置主站430和从站时，实际测量上游和下游的光功率。
同样，提供给电光转换器403和503的光信号的功率也被衰减。因为这样，使得提供一个能够抑制噪声的双向光传输系统成为可能，该噪声是由于对光源输入干扰光而产生的，即使是使用具有相同波段的上游和下游光信号以及使用在主站和从站中所用的光交换单元。
同样，上游和下游信号的波段不必限制为彼此不同。这样，就有可能提供一个较低成本的双向光传输系统。
此外，与光循环器或WDM耦合器比较而言，光交换单元在价格上要合理一些。这样，就有可能提供一个较低成本的双向光传输系统。
此外，光衰减器可以仅被放置在主站中，或者也可仅被放置在每个从站中。只要按照上述方式设置光衰减器的衰减率，以至于不产生噪声，这两种情况就都能满足。
此外，在下面的实施例中，主站和从站中没有要求光衰减器：提供了很多(例如20个)光交换单元，其中提供给每个从站的下游光信号功率与从每个从站的光源输出的光信号功率的比率是-20dB或更低，连接到主站的上游光信号的功率与主站光源输出的光信号功率的比率是-20dB或更低。在这种情况下，不使用光衰减器就能抑制在光源上的噪声的发生。
(第四个实施例)
图8是一个说明了根据本发明的第四个实施例的双向光传输系统配置的框图。注意到，尽管在图8中仅示出了单个从站540，但该系统能包含2个或更多从站。而且注意到那些相似于第一或第二个实施例中的元件都具有相同的参数，此处不做详述了。
在图8中，双向光传输系统包括主站440、从站540以及光传输路径200。主站440包括调制器/解调器401和光发射机/接收机442。光发射机/接收机442包括光隔离器446、光交换单元425、电光转换器403和光电转换器404。
光隔离器446允许从电光转换器403输出的光信号通过，但是要分散来自光交换单元425的光信号，为的是不允许相同的光信号通过。基于类似于应用到第三个实施例中的每个光衰减器的衰减率这样一个原因，光隔离器446的隔离是-20dB或更低。由于在光传输路径200上的光损失，所以光隔离器446的隔离能被确定。
从站540包括一个光发射机/接收机542，低噪声放大器507，功率放大器506，天线共用器501和天线508。光发射机/接收机542包括光隔离器546，光交换单元525，电光转换器503和光电转换器504。
光隔离器546允许从电光转换器503输出的光信号通过，但分散由光交换单元525输出的光信号，为的是不允许相同的光信号通过。光隔离器546的隔离是-20dB或更低。
从电光转换器403输出的光信号的波段与从电光转换器503输出的光信号的波段相等。
传输下游光信号和上游信号的操作类似于第三个实施例中的操作，在此不做详述了。
如上所述，在第四个实施例中，使用了光隔离器和光交换单元。与光循环器和WDM耦合器相比，因为光隔离器和光交换单元在价格上合理，这就使以较低成本提供双向光传输系统成为可能。
同样，光隔离器中断一路上游或下游光信号，从而阻止干扰光输入到那里，因此抑制了噪声的发生。这就消除了关于波段的限制。因此，使得以更低成本提供双向光传输系统成为可能。
(第五个实施例)
图9是一个示出了根据本发明第五个实施例的双向光传输系统配置的框图。注意到尽管图9中仅示出了单个从站550，但系统可包含2个或更多从站。而且注意到那些与第一个实施例中相似的元件都具有相同的参数，在此不做详述
在图9中，双向光传输系统包括主站450，光传输路径200以及从站550。主站450包括调制器/解调器401和光发射机/接收机452。光发射机/接收机452包括注销电路453，信号分配器456，组合器457，电光转换器403、光电转换器404以及光无源单元405。注销电路453包括一个信号电平调整电路(在图9中表示为“α”)454和一个延迟调整电路(在图9中表示为“τ”)455。
信号分配器456将一路从调制器/解调器401输出的下游电信号分配成两路信号，一路提供给电光转换器403，另一路提供给信号电平调整电路454。基于预先确定的放大值，信号电平调整电路454对由信号分配器456提供的下游电信号的幅度衰减或放大，然后将合成信号输出到延迟调整电路455。电信号的幅值在双向光传输系统构造之前预先确定，以便从光电转换器404输出的上游电信号的S/N比变高。在信号电平调整电路454中预先确定的幅值也能在系统构造之后调整好。
延迟调整电路455基于预先确定的延迟数量执行时延过程，来调整由信号电平调整电路454提供的下游电信号的相位，然后将调整后的信号输出到组合器457。组合器457将分别来自延迟调整电路455的电信号和光电转换器404的电信号组合以输出到调制器/解调器401。
从站550包括一个光发射机/接收机522，天线共用器501，功率放大器506，低噪声放大器507和天线508。光发射机/接收机552包括注销电路553，单独信号分配器556，组合器557，电光转换器503，光电转换器504和光无源单元505。注销电路553包括一个信号电平调整电路554和延迟调整电路555。
信号分配器556将一路由低噪声放大器507输出的上游电信号分配成两路信号，一路提供给电光转换器503，另一路提供给信号电平调整电路554。信号电平调整电路554基于预先确定的放大值衰减或放大来自信号分配器556的上游电信号，然后将合成信号输出到延迟调整电路555。在系统构造之前信号值就预先确定了，为的是由光电转换器504输出的下游电信号的S/N比变为高。放大值也可在系统构造之后被调整好。
延迟调整电路555基于预先确定的延迟数量执行一个时延过程，来调整由信号电平调整电路554提供的上游电信号的相位，然后将调整后的信号输出到组合器557。组合器557将来自延迟调整电路555的电信号和光电转换器504的电信号组合在一起以输出到功率放大器506。
下面详述通过提供注销电路453和553所获得的结果。现在，假设光反射发生在光传输路径200上的连接点CP。在这种情况下，由主站450输出的下游光信号通过光传输路径200传送到从站550，同时部分光功率在连接点CP处反射。在连接点CP上反射的光通过光无源单元405进入光电转换器404以转换成电信号。
如果不提供注销电路453，那么由反射光生成的电信号将与从站550提供的上游电信号组合在一起，然后送到调制器/解调器401。这将干扰来自从站550的原始上游电信号。
与注销电路453相比较，由光电转换器404提供的反射光生成的电信号能够提供信号强度相等并且相位相反的电信号。这种电信号从注销电路453输出，由反射光生成的电信号与被注销的(电信号)彼此相加。
同样，从站550的注销电路553能够注销从电光转换器503输出的上游光信号的反射光。
因此，阻止由从站550给出的原始上游电信号质量的衰减是可能的。同样，阻止由主站450给出的原始下游电信号质量的衰减是可能的。
在第五个实施例中，光传输路径200有一个连接点。作为选择，甚至当来自电光转换器403的部分光信号从光无源单元405泄漏时，注销电路453仍然类似于光电转换器404的操作。对于注销电路553也是一样的。
在第五个实施例中，信号电平调整电路中的放大值和延迟调整电路中的延迟数量要提前设置。作为选择，在下面的方式中，幅值和延迟的数量可以自动确定。在主站中，与产生于反射光的电信号组合的上游电信号反馈到注销电路，在那里有滤波器或相似元件仅把产生于反射光的电信号抽出，从而可检测到被抽出的电信号的强度和相位。基于被检测到的强度和相位，幅值和延迟数量就可被自动确定。这样，自动阻止上游或下游电信号的质量下降成为可能。
(第六个实施例)
图10是示出了根据本发明的第六个实施例的一个双向光传输系统的框图。注意到，尽管在图10中只示出了单个从站560，但系统却能包含两个或更多的从站，而且注意到那些与第一个实施例中相似的元件具有相同的参数，在此不做详述。
在图10中，双向光传输系统包括主站460，从站560和光传输路径200。从站560包括光发射机/接收机562，天线共用器501，功率放大器506，低噪声放大器507和天线508。光发射机/接收机562包括混频器561，电光转换器503，光电转换器504和光无源单元505。
混频器561将低噪声放大器507输出的上游电信号和一路LO信号(本地振荡信号)混合用于频率转换，然后将合成信号提供给电光转换器503。频率转换后的这路合成信号在此后就表示为上游中间频率信号。
主站460包括调制器/解调器461和光发射机/接收机402。调制器/解调器461将光电转换器404提供的上游中间频率信号频率转换成预先确定的频带，然后解调频率转换后的信号，从便携式终端600得到数据，然后将数据送到移动通信网。
传输下游信号的操作类似于第一个实施例中的操作，因此在此不做详述。传输上游信号的操作在下面详述。
从站560的天线508接收到的上游电信号经过天线共用器501提供给低噪声放大器507来放大，然后再提供给混频器561。混频器561将接收到的上游电信号和一路L0信号混合后用于频率转换，并且将合成信号作为一路上游中间频率信号输出到电光转换器503。电光转换器503用接收到的上游中间频率信号对从光源输出的一路光信号强度调制，然后将合成信号提供给光无源单元505。提供给光无源单元505的光信号经过光传输路径200被转送到主站460的光无源单元405。光无源单元405将接收到的光信号发送到光电转换器404。光电转换器404将接收到的光信号转换成上游中间频率信号输出到调制器/解调器461。调制器/解调器461将接收到的上游中间频率信号进行频率转换，转换成预先确定的频带，解调频率转换后的信号以从便携式终端600得到数据，然后将数据送到移动通信网。
照这样，在根据第六个实施例的双向光传输系统中，下游电信号的频带不同于上游中间频率信号的频带。因此，就可能减少在主站460或从站560上下游电信号对上游中间频率信号的干扰，反之亦然。
作为选择，调制器/解调器461可以不用频率转换就解调接收到的上游中间频率信号。
(第七个实施例)
图11是示出了根据本发明的第七个实施例的双向光传输系统配置的框图，注意到，尽管在图11中仅示出单个从站570，但该系统能包括2个或更多从站。而且注意到那些相似于第一个实施例中的元件具有相同的参数，在此不做详述。
在图11中，双向光传输系统包括主站470，从站570和光传输路径200。主站470包括调制器/解调器471和光发射机/接收机402。调制器/解调器471利用移动通信网提供的数据将一路载波信号调制以便转换成一路中间频率信号，然后将中间频率信号提供给电光转换器403。这路中间频率信号在此后就表示为下游中间频率信号。
从站540包括一个光发射机/接收机572，天线共用器501，功率放大器506，低噪声放大器507和天线508。光发射机/接收机572包括一个混频器571，电光转换器503，光电转换器504和光无源单元505。
混频器571将光电转换器504提供的下游中间频率信号和一路LO信号混合，以便频率转换，然后将合成信号提供给功率放大器506。混频器571提供的信号在此后表示为射频信号。射频信号在便携式终端600可接收的频带内。
传输一路上游信号的操作相似于第一个实施例中的操作，因此在此不做详述。传输一路下游信号的操作在下面详述。
调制器/解调器471利用移动通信网提供的数据调制一路载波信号，以便转换成一路下游中间频率信号，然后将下游中间频率信号提供给电光转换器403。电光转换器403用接收到的下游中间频率信号对从光源输出的一路光信号进行强度调制，然后将强度调制后的光信号提供给光无源单元405。提供给光无源单元405的光信号经过光传输路径200被发送到从站570的光无源单元505。光无源单元505将接收到的光信号发送到光电转换器504。光电转换器504将接收到的光信号转换成下游中间频率信号以便输出给混频器571。混频器571将下游中间频率信号与一路LO信号混合以便频率转换为射频信号，然后将射频信号提供给功率放大器506。提供给功率放大器506的射频信号在那里被放大后发送到天线共用器501，然后从天线508发射到空间。
照这样，在根据第七个实施例的双向光传输系统中，上游电信号的频带与下游中间频率信号的频带不同。因此，  就可能减少在主站470或从站570上的上游电信号对下游中间频率信号的干扰，反之亦然。
在第六和第七个实施例中，上游系统和下游系统两者之一使用了中间频率信号。作为选择，上游和下游系统两者都可以使用中间频率信号。
(第八个实施例)
图12是示出了根据本发明的第八个实施例的一个双向光传输系统配置的框图。注意到，尽管在图12中仅管示出两个从站，但系统可以包括3个或更多从站。而且注意到对那些相似于第一个实施例中的元件具有相同的参数，在此不做详述。在第八个实施例中，实现了空间分集。
在图12中，双向光传输系统包括主站480，从站500a和500b以及一个光传输路径280。主站480包括一个调制器/解调器481和光发射机/接收机402a以及402b。光发射机/接收机402a和402b与第一个实施例(参照图1)中主站400的光发射机/接收机402在结构上相似。光发射机/接收机402a相应地提供给从站500a。光发射机/接收机402b相应的提供给从站500b。调制器/解调器481将来自移动通信网的一路信号调制后输出到光发射机/接收机402a和402b，将来自光发射机402a和/或光发射机402b的一路电信号解调后传输到移动通信网。
光传输路径280包括两路光纤281a和281b。光纤281a被连接到光发射机/接收机402a，并且在光交换单元282a上被分支成光纤281c。光纤281c的一端连接到从站500a。光纤281b被连接到光发射机/接收机402b，并且在光交换单元282b上被分支成光纤281d。光纤281b的一端被连接到从站500b。
未示出的从站被提供以便连接到光纤281a的一个从站和连接到光纤281b的一个从站形成配对。形成配对的从站覆盖彼此重叠的通信区域。
传输下游信号的操作在下面详述。由移动通信网提供的下游信号被送到调制器/解调器481以解调载波信号。然后合成信号被转换成下游电信号输出到光发射机/接收机402a和402b。提供给光发射机/接收机402a的下游电信号被转换成下游光信号输出到光纤281a。下游光信号经过光交换单元282a提供给从站500a，被重新转换成下游电信号，然后作为电波被发射到空间。
提供给光发射机/接收机402b的下游电信号被转换成下游光信号输出到光纤281b。下游光信号经过光交换单元282b被提供给从站500b，被重新转换成下游电信号，然后作为电波发射到空间。
由从站500a和500b覆盖的区域彼此重叠。因此，便携式终端600与从站500a和500b两者都能通信。然而，便携式终端600选择其中一个从站，以便更准确地解码下游信号。然后，便携式终端600从选择的从站接收下游信号。
在上游信号传输中，便携式终端600将一路上游信号发送到能更准确地接收到上游信号的从站。如果从站500a接收到上游信号，那么从站500a就将接收到的上游电信号转换成光信号输出到光纤281c。光信号通过光纤281c，经过光纤281a进入主站480的光发射机/接收机402a。在光发射机/接收机402a中，光信号被转换成上游电信号，上游电信号被解调后输出到移动通信网。
照这样，在根据第八个实施例的双向光传输系统中，便携式终端600可与多个从站通信，事实上是与能够最准确收发信号的那个从站通信。因此，实现一个空间分集系统，即使当其中任何一个从站变得不能够准确收发信息时，在其中能够稳定的通信。同样，在这样的系统中，提供一个附加光纤的需要可消除，并且维护操作的数量可减少。
在此，覆盖彼此重叠的通信区域的从站的数量是2个。作为选择，3个或更多的从站也可以覆盖彼此重叠的通信区域。
(第九个实施例)
图13是示出了根据本发明第九个实施例中的一个双向光传输系统配置的框图。在图13中，双向光传输系统包括一个主站490，3个从站590a，590b和590c，光传输路径200以及便携式终端600。主站490和从站经过光传输路径200彼此连接。在图13中，那些在功能上相似于第一个实施例中的元件具有相同的参数。
根据第九个实施例中的双向光传输系统不同于那些根据第一到第八个实施例中的系统，因为不同的光波长被分配到从站。
主站490将来自移动通信网的电信号转换成光信号以便经过光传输路径200传输到每个从站。同样，主站490将从每个从站传输过来的光信号转换成电信号以便传输到移动通信网。
便携式终端600在预先确定的区域内将无线信号传输到从站并且从从站接收。每个从站将主站490提供的光信号转换成用于无线传输的电信号，并且把便携式终端600提供的信号转换成光信号，经过光传输路径200传输到主站490。注意到从站的数量没有被限制为3个，可以是2个或更少，4个或更多。同样，便携式终端600的数量也可以是2个或更多。
主站490包括调制器/解调器401，电光转换器403a，403b和403c，光电转换器404a，404b和404c以及一个波分复用滤波器(下文中，WDM滤波器)495
从站590a包括一个光分/插单元700a，电光转换器503a，光电转换器504a，功率放大器506，低噪声放大器507，天线共用器501和天线508。从站590b和590c与从站590a在结构上相同。
光传输路径200是一个单个光纤。
光传输路径200包括一个与主站490的WDM滤波器495连接的光纤201a以及从站590a的光分/插单元700a，一个连接到光分/插单元700a的光纤201b和从站590b的光分/插单元700b，一个连接到光分/插单元700b的光纤201c和一个从站590c的光分/插单元700c，以及一个连接到光分/插单元700c的终端B的光纤201d。每个光纤201a，201b，201c和201d都是单个光纤。
参照图13，系统的操作如下所述。
在图13中，调制器/解调器401被连接到移动通信网用于与移动通信相关的数据交换。
下面首先详述下游系统。
调制器/解调器401利用来自移动通信网的数据调制一路载波信号，以转换成一路副载波已调信号，该信号在下文中被称为下游电信号。该下游电信号被提供给电光转换器403a，403b和403c。这些电光转换器403a，403b和403的每个c都要用下游电信号对从光源输出的光信号进行强度调制，并将强度已调信号提供给WDM滤波器495。WDM滤波器495对来自电光转换器403a，403b和403c的信号波复用以输出到光纤201a。
此处，假设电光转换器403a，403b和403c中的光源的波长分别是λ1、λ3和λ5，这些波长彼此不同。从调制器/解调器401提供给电光转换器403a，403b和403c的下游电信号可以相同，也可以不同。此外，在本实施方案中，描述了一种将半导体激光器作为光源的直接光强度调制实施方案。作为选择，使用一种外部光调制实施例是可能的，该实施例使用一个将下游电信号作为输入信号的外部光调制器。
分别具有λ1、λ3和λ5波长的由WDM滤波器495提供的光信号通过光纤201a被传播到从站590a的光分/插单元7001。光分/插单元700a从终端c输出具有λ1波长的光信号，从终端B输出具有λ3和λ5波长的两路光信号。
从终端B输出的具有λ3和λ5波长的两路光信号通过光纤201b传输到从站590b。从站590b中的光分/插单元700b从终端C输出具有λ3波长的光信号，以及从终端B输出具有λ5波长的光信号。
从终端B输出的具有λ5波长的光信号通过光纤201c传播到从站590c。在从站590c中的光分/插单元700c仅从终端B输出具有λ5波长的光信号，其被连接到光纤201d的一端。光纤201d的另一端可以被终接或开路。
下面描述从站590a的操作。
从光分/插单元700a的终端C输出的具有λ1波长的光信号进入光电转换器504a。光电转换器504a将接收到的光信号转换为下游电信号。然后该下游电信号被功率放大器506放大，发送到天线共用器501，然后从天线508发射到空间。发射到空间的电波被便携式终端600接收。
接下来描述上游系统。
在此假设从便携式终端600发射到空间的电波被从站590a的天线508接收。天线508所接收到的是一路副载波已调信号，其在下文中称为上游电信号。上游电信号经过天线共用器501提供给低噪声放大器507来放大，然后提供给电光转换器503a。电光转换器503a利用已接收的上游电信号对来自光源的一路光信号强度调制后输出。从电光转换器503a输出的光信号提供给光分/插单元700a的终端D。
此处，假设在电光转换器503a中的光源波长是λ2。此外，假设在从站590b的电光转换器503b中的光源波长是λ4，在从站590c的电光转换器503c中的光源波长是λ6。波长λ2、λ4和λ6彼此不同，而且与波长λ1、λ3和λ5也不同。
从电光转换器503c输出的具有λ6波长的光信号提供给光分/插单元700c的终端D，然后从终端A输出。从光分/插单元700c的终端A输出的光信号通过光纤201c传播到从站590b的终端B。在从站590b中，从电光转换器503b输出的具有λ4波长的光信号提供给光分/插单元700b的终端D。光分/插单元700b从它的终端A输出一路具有λ6波长的光信号提供给终端B，连同具有λ4波长的光信号一同提供给终端D。具有λ4和λ6波长的两路光信号分别通过光纤201b传送到从站590a的终端B。
在从站590a中，光分/插单元700a从它的终端A输出具有λ4和λ6波长的光信号提供给终端B，连同具有λ2波长的光信号一起提供给终端D。从光分/插单元700a的终端A输出的分别具有λ2、λ4和λ6波长的三路光信号通过光纤201a被传播到主站490。
在主站490中，这些具有λ2、λ4和λ6波长的三路光信号被提供给WDM滤波器495来波解复用，然后分别提供给光电转换器404a、404b和404c。光电转换器404a、404b和404c各自都将光信号转换成上游电信号以便输出到调制器/解调器401。调制器/解调器401解调接收到的上游电信号以便从便携式终端600得到数据，然后将数据发送到移动通信网。
注意到在从站590b和590c中发送和接收光信号的操作类似于在从站590a中的操作。
下面描述光分/插单元700a的结构。
图14示出了根据第九个实施例的光分/插单元的结构。根据第九个实施例的每个光/分插单元。光分/插单元700a，700b和700c中的每一个都具有如图14所示的结构。
在图14中，光分/插单元包括两个串联在一起的波组合/分支单元721和722。波组合/分支单元721在终端a接收一路具有λ1到λn波长的光信号，并且从终端C输出具有λI波长的光信号，以及从终端b输出其它光信号。而且，波组合/分支单元721将在终端C接收到的具有λI波长的光信号和在终端b接收到的其它光信号组合在一起，从终端a输出。在此，波组合/分支单元721是由介质多层薄膜滤波器721a构造的一个体类型的组合/分支单元。介质多层薄膜滤波器721a只允许具有λI波长的光通过，并且反射其它光。
波组合/分支单元722在终端d接收具有λ1到λn(λI除外)波长的光信号，并且从终端f输出具有λj(I不等于j)波长的一路光信号，以及从终端e输出其它光信号。同样，波组合/分支单元722将终端f接收到具有λj波长的光信号和终端e接收到的其它光信号组合在一起，从终端d输出。在这里，该组合/分支单元由介质多层薄膜滤波器722a构成。该介质多层薄膜滤波器722a仅允许具有λj波长的光通过，并且反射其它光。注意到图14仅示出了介质多层薄膜滤波器721a和722a以及光传输路径如何被分布的原理图，没有示出实际的装置。实际上，安装介质多层薄膜滤波器721a和722a是为了使通过的和被反射的光信号耦合到光传输路径。
在图14中所示出的光分/插单元中，因为λi被分配到λ2，λj被分配到λ1，所以在图13的系统中光分/插单元700a能被提供。此外，因为λi被分配到λ4，λj被分配到λ3，所以光分/插单元700b能被提供。此外，因为λi被分配到λ6，λj被分配到λ5，所以光分/插单元700b能被提供。注意到，光分/插单元700a也能具有分配到λ1的λi和分配到λ2的λj。同样的情况适用于λ3到λ6。
在上述方式中，经过根据第九个实施例的双向光传输系统，移动通信网和便携式终端600能彼此通信。
照这样，根据第九个实施例的双向光传输系统，从站具有用于波复用所分配的不同波长，光分/插单元被用来抽取与每个从站相关的光信号。因此，一个单个光纤能在上游和下游系统间共享。由此，提供一个附加光纤的需要就可取消，而且维护操作的数量也能减少。
此外，由于使用如图14中所示的光分/插单元，与使用光交换单元等相比较，在从站一侧(例如，具有λ1波长的光信号)被抽取的光信号的损耗更小。因此，就能实现更高性能的通信。
这里，每个波组合/分支单元721和722可以是由两根光纤熔接在一起的单元，使用一个波长选择板的单元，使用一个光纤光栅的单元或是使用一个光波导的单元。
此外，WDM滤波器495可以由具有不同波长的多个波组合/分支单元721的一个组合来构成。
此外，波长λ1至λ6可以符合国际标准ITV-T，该标准的波长间隔可以是20nm，或100GHz或50GHz。
(第十个实施例)
图15是示出了按照本发明第十个实施例的双向光传输系统中一个光分/插单元730结构的框图。根据第十个实施例的双向光传输系统在结构上与图13示出的相似，除了光分/插单元700a，电光转换器503a和光电转换器504a被光分/插单元730a代替之外。因此，图13也可在第十个实施例中被参照。
在图15中，光分/插单元730包括一个光传输模块731和一个光接收模块732。光传输模块731包括一个波长组合器733和一个半导体激光器735。光接收模块732包括一个波长分支器734和一个光接收元件736。
光分/插单元730的操作在下面描述。
具有λd1和λd2波长的两种下游光信号，通过光传输路径231分别被传播给光传输模块731中的波长组合器733的终端a。在光传输模块731的波长组合器733中，终端c，其它光信号从终端d输出。因此，具有波长λd1和λd2的两路下游光信号通过光传输模块731，经过光传输路径232被传播进入到光接收模块732。
在光接收模块732中，波长分支器734从终端f输出一种具有λd1波长的光信号，从终端e输出另一路光信号。因此，分别具有λd1和λd2波长的两路下游光信号中，其中具有λd1波长的一路从终端f输出到光接收元件736。
光接收元件736将具有波长λd1的下游光信号转换成电信号输出。从波长分支器734的终端e，具有λd2波长的下游光信号被输出到光传输路径233。
另一方面，通过光传输路径233传播的具有λu2波长的上游光信号被提供给光接收模块732中的波长分支器734的终端e。在波长分支器734的终端e接收到的光中，仅是具有λd1波长的光信号被中断。因此，具有λu2波长的上游光信号通过波长分支器734经过光传输路径232被传播到光传输模块731。
在光传输模块731中的波长组合器733的终端b接收到的光中，仅仅具有λu1波长的光信号被中断。因此，具有λu2波长的上游光信号从终端b到终端a通过。
半导体激光器735用输入的电信号调制一路光信号。被调制的光信号具有波长λu1。具有λu1波长的上游光信号从半导体激光器735输出，提供给波长组合器733的终端c，然后从终端a输出。因此，具有λu2波长的上游光信号与具有λu1波长的上游光信号组合，输出到光传输路径231。
通过使用根据第十个实施例的上面所述结构的光分/插单元730，实现波长组合/分支单元，半导体激光器和光接收元件的集成是可能的，这种效果利用第九个实施例也是可实现的。由此，从站在体积上能被减小。
在波长组合器733和波长分支器734中，能被组合的波长和能被分支的波长被准确地选取。
此处，波长组合器733和波长分支器734是由两根光纤熔接在一起的一个单元，使用一个波长选取板的单元，使用一个光纤光栅的单元，或利用一个光波导的单元。
此外，光传输路径232可以是一根光纤，或是一个无线光传输路径。
此外，光传输路径232可以是一个光波导，例如，在一个光材料板上将波长组合器733和波长分支器734集成。此外，光材料板可进一步具有半导体激光器735和集成于其上的光接收元件736。
(第十一个实施例)
图16是示出了按照本发明第十一个实施例的双向光传输系统中的光分/插单元740结构的框图。按照第十一个实施例的双向光传输系统在结构上与图13示出的相似，除了光分/插单元700a被光分/插单元740代替以外。
图16中，光分/插单元740包括一个波长组合/分支单元741和一个光循环器742。通过光传输路径241提供的具有λ1到λn波长的光信号中，波长组合/分支单元741从其终端C输出一路具有λi波长的光信号，其它的光信号从它的终端b输出。
光分/插单元740的操作在下面描述。在下面的描述中，假设波长组合/分支单元741中的λi被设置为λ1
同样在此假设分别具有λ1到λn波长的n路下游光信号通过光传输路径241被传播，然后提供给波长组合/分支单元741的终端a。波长组合/分支单元741从终端c输出具有波长λ1的下游光信号，其它的光信号从终端b输出。从终端c输出的具有波长λ1的下游光信号被提供给光循环器742的终端x，然后从其终端y输出。从终端y输出的下游光信号被提供给从站590a的光电转换器504，以转换成一路电信号。
从从站590a的电光转换器503a输出的具有λ1波长的一种上游光信号提供给光循环器742的终端z。具有λ1波长的上游光信号然后从光循环器742的终端x输出。
在此假设分别具有λ2到λn波长的上游光信号通过光传输路径242传播，然后提供给波长组合/分支单元741的终端b。这些(n-1)路上游光信号转移到终端a，与在终端c上接收到的具有λ1波长的上游光信号组合，并且组合信号被送到光传输路径241。
上述的操作同样适用于从站500b和500c。例如，在每个从站的波长组合/分支单元中，根据从站的数目，能被组合的波长和能被分支的波长被准确地分支出来。
照这样，在第十一个实施例中，一个单独波长可在每个从站的下游和上游光信号间共享。因此，除在第九个实施例中得到的效果之外，还可减少在光源中使用的波长的数量。这就允许更多的从站被安置。
此外，一个单独的波长组合/分支单元可在下游系统的分支操作中和上游系统的组合操作中共享。因此，从站在体积上可减小。
此外，波长组合/分支单元741的终端c和光循环器742的终端x能经过一根光纤被连接，或能被无线连接。
此外，波长组合/分支单元741可以是由两根光纤熔接在一起的一个单元，使用一个波长选取板的单元，使用一个光纤光栅的单元，或是使用一个光波导的单元。
(第十二个实施例)
图17是示出了按照本发明第十二个实施例的双向光传输系统中的光分/插单元750的结构框图。按照第十二个实施例的双向光传输系统在结构上相似于图13所示出的，除了光分/插单元700a被光分/插单元750代替以外。
在图17中，光分/插单元750包括一个波长组合/分支单元751和一个光交换单元752。通过光传输路径251给出的具有λ1到λn波长的光信号中，光交换单元752从其终端c输出具有λi波长的光信号，其它光信号从其终端b输出。
光分/插单元750的操作在下面描述。在下面的描述中，假定波长组合/分支单元751中的λi被设置成λ1。
同样在此假定分别具有λ1到λn波长的n路下游光信号通过光传输路径251被传播，然后提供给波长组合/分支单元751的终端a。波长组合/分支单元751从终端c输出具有λ1波长的下游光信号，其它光信号从终端b输出。从终端c输出的具有λ1波长的下游光信号提供给光交换单元752的终端u来分支为两路光信号，一路供给终端v，另一路供给终端w。在这两路光信号中，从终端v输出的下游光信号提供给从站500a的光电转换器504a以转换成一路电信号。
从站500a的电光转换器503a输出一路具有λ1波长的上游光信号到光交换单元752的终端w。然后，具有λ1波长的上游光信号从光交换单元752的终端u输出到波长组合/分支单元751终端c。
在此假定分别具有λ2到λn波长的上游光信号通过光传输路径252被传播，然后提供给波长组合/分支单元751的终端b。这(n-1)路上游光信号不转移到终端c而是转移到终端a，与在终端c接收到的具有λ1波长的上游光信号组合，并且组合信号被送到光传输路径251。
上述操作也适用于从站500b和500c。
照这样，在第十二个实施例中，一个单独的波长可在每个从站的下游和上游光信号间被共享。因此，除在第九个实施例中得到的效果之外，在光源中使用的波长的数量能减少。这就允许安置更多的从站。
此外，因为使用光交换单元，从站需求的成本也能降低。
此外，波长组合/分支单元751的终端c和光交换单元752的终端u能经过一根光纤被连接，或能被无线连接。
此外，如图18中所示，在光分/插单元760中，光交换单元752的终端w可以具有一个光隔离器753。由于具有光隔离器753，就可能阻止从终端w输出的具有λ1波长的下游光信号进入电光转换器503a。
此外，波长组合/分支单元751可以是由两根光纤熔接在一起的一个单元，使用一个波长选取板的单元，使用一个光纤光栅的单元，或是使用一个光波导的单元。
按照前面所描述的，在本发明中，主站一侧和从站一侧使用一个光无源单元或一个光交换单元。因为这样，一根单个光纤能被上游和下游系统共享。而且，  不同的波长被分配到从站，并且主站执行一个波长复用过程来发送一路下游光信号。然后，从站一侧使用一个光分/插单元来抽取分配给它自己的波长的光。这就允许一根单个光纤能被上游和下游系统共享。因此，就可能提供一个双向光传输系统，它能达到消除提供附加光纤需要的效果，同时减少维护操作的数量。
尽管本发明被详细地作了描述，但前面的描述在各方面是说明性的而且不被限制。应该理解不脱离本发明的范围，可以作出许多的修改和变化。

Claims (44)

1.一个用于在一个主站(400)和多个从站(500a、500b、500c)之间进行双向光通信的系统，其中：
该主站和从站经由单个光纤被相互连接，
该主站经由该单个光纤发射一个下游光信号给每个从站，并且每个从站经由该单个光纤发射一个上游光信号给该主站，该主站包括：
第一电光转换器(403)，用于转换一个电信号为下游光信号；
第一光电转换器(404)，用于转换该上游光信号为一个电信号；和
提供在该单个光纤、第一电光转换器和第一光电转换器之间的第一光交换部件(405)，用于输出由第一电光转换器提供的该下游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该上游光信号给第一光电转换器，以及
每个从站包括：
第二电光转换器(503)，用于转换一个电信号为上游光信号；
第二光电转换器(504)，用于转换该下游光信号为一个电信号；和
提供在该单个光纤、第二电光转换器和第二光电转换器之间的第二光交换部件(505)，用于输出由第二电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该下游光信号给第二光电转换器。
2.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该主站进一步包括：
一个信号电平调整电路(454)，用于调整一个电信号的幅度，并且输出该幅度调整的电信号；
一个延时调整电路(455)，用于调整从该信号电平调整电路输出的电信号的相位，并且输出该相位调整的电信号；和
一个用于合成从该延时调整电路输出的电信号和从第一光电转换器输出的电信号的合成器(457)。
3.根据权利要求2的双向光传输系统，其特征在于：
该信号电平调整电路基于一个预先确定的幅度值调整该幅度，和
该延时调整电路基于一个预先确定的延迟时间调整该相位。
4.根据权利要求2的双向光传输系统，其特征在于：
该信号电平调整电路基于一个通过该合成器获得的电信号的反馈调整该幅度，和
该延时调整电路基于通过该合成器获得的电信号的反馈调整该相位。
5.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
每个从站进一步包括：
一个信号电平调整电路(554)，用于调整一个电信号的幅度，并且输出该幅度调整的电信号；
一个延时调整电路(555)，用于调整从该信号电平调整电路输出的电信号的相位，并且输出该相位调整的电信号；和
一个用于合成从该延时调整电路输出的电信号和从第二光电转换器输出的电信号的合成器(557)。
6.根据权利要求5的双向光传输系统，其特征在于：
该信号电平调整电路基于一个预先确定的幅度值调整该幅度，和
该延时调整电路基于一个预先确定的延迟时间调整该相位。
7.根据权利要求5的双向光传输系统，其特征在于：
该信号电平调整电路基于一个通过该合成器获得的电信号的反馈调整该幅度，和
该延时调整电路基于通过该合成器获得的电信号的反馈调整该相位。
8.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该下游光信号和该上游光信号的波段是不同的，
该第一光交换部件是一个波长多路复用耦合器，用于仅仅给该单个光纤提供该下游光信号，并且仅仅给该第一光电转换器提供该上游光信号，和
该第二光交换部件是一个波长多路复用耦合器，用于仅仅给该单个光纤提供该上游光信号，并且仅仅给该第二光电转换器提供该下游光信号。
9.根据权利要求8的双向光传输系统，其特征在于：
该第一电光转换器在该单个光纤中输出具有少量波长色散的下游光信号，和
该第二电光转换器在该单个光纤中输出具有大量波长色散的上游光信号。
10.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该第一光交换部件是一个光交换单元(425)，用于分支经由该单个光纤发射的该上游光信号为二个光信号，和
该主站进一步包括一个放置在该第一光交换部件和该第一电光转换器之间的光衰减器(436)。
11.根据权利要求10的双向光传输系统，其特征在于：
该光衰减器衰减从第一光交换部件输出的上游光信号，使得从第一光交换部件输出的上游光信号的光强度相对于从第一电光转换器输出的下游光信号的光强度的比率变为-20dB或者更低。
12.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该第二光交换部件是一个光交换单元(525)，用于分支经由该单个光纤发射的该下游光信号，和
每个从站进一步包括一个放置在该第二光交换部件和该第二电光转换器之间的光衰减器(536)。
13.根据权利要求12的双向光传输系统，其特征在于：
该光衰减器衰减从该第二光交换部件输出的下游光信号，使得从第二光交换部件输出的下游光信号的光强度相对于从第二电光转换器输出的上游光信号的光强度的比率变为-20dB或者更低。
14.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该第一光交换部件是一个光交换单元(425)，用于分支经由该单个光纤发射的该上游光信号为二个光信号，和
该主站进一步包括一个放置在该第一光交换部件和该第一电光转换器之间的光隔离器(446)。
15.根据权利要求14的双向光传输系统，其特征在于：
该光隔离器的隔离是-20dB或者更低。
16.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该第二光交换部件是一个光交换单元(525)，用于分支经由该单个光纤发射的该下游光信号，和
每个从站进一步包括一个放置在该第二光交换部件和该第二电光转换器之间的光隔离器(546)。
17.根据权利要求16的双向光传输系统，其特征在于：
该光隔离器的隔离是-20dB或者更低。
18.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该下游光信号和该上游光信号的波段是不同的，和
该第一和/或第二光交换部件是一个光交换单元(425，525)，用于分支一个经由该单个光纤发射的光信号为二个光信号。
19.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该第一和第二光交换部件是每个具有至少三个端子的光循环器。
20.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该从站可以经由该单个光纤连接到该主站去形成一个总线连接。
21.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该从站经由该单个光纤连接到该主站去形成一个星形连接。
22.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
提供给第一和第二电光转换器的该电信号是副载波调制信号。
23.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
每个从站进一步包括一个频率转换器(561)，用于转换被提供给第二电光转换器的电信号为一个具有不同于被提供给第一电光转换器电信号频带的电信号。
24.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
提供给第一和第二电光转换器的电信号的频带彼此不同，和
每个从站进一步包括一个频率转换器(571)，用于转换从第二光电转换器输出的电信号的频率为提供给第一电光转换器的电信号的频带。
25.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
该从站的第二电光转换器输出具有不同波长的光信号。
26.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
从每个从站输出的上游光信号已经被时分多路复用。
27.根据权利要求1的双向光传输系统，其特征在于：
每个从站进一步包括一个无线发射机/接收机(501，506，507，508)，用于无线发射和接收该下游电信号和该上游电信号。
28.一个用于在一个主站(480)和位于多个分组中的多个从站(500a、500b)之间进行双向光通信的系统，其特征在于：
一个分组的无线电通信区域与另一个分组的另一个无线电通信区域重叠，
相同分组的主站和每个从站经由单个光纤相互连接，
该主站经由该单个光纤发射一个下游光信号给相同分组的每个从站，并且该相同分组的每个从站经由该单个光纤发射一个上游光信号给该主站，
用于每个分组的该主站包括，
第一电光转换器(403)，用于转换一个电信号为下游光信号；
第一光电转换器(404)，用于转换该上游光信号为一个电信号；和
提供在该单个光纤、第一电光转换器和第一光电转换器之间的第一光交换部件(405)，用于输出由第一电光转换器提供的该下游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该上游光信号给第一光电转换器，以及
每个从站包括：
第二电光转换器(503)，用于转换一个电信号为上游光信号；
第二光电转换器(504)，用于转换该下游光信号为一个电信号；和
提供在该单个光纤、第二电光转换器和第二光电转换器之间的第二光交换部件(505)，用于输出由第二电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该下游光信号给第二光电转换器。
29.一个用于与多个从站双向光通信的主站(450)，其特征在于：
该主站经由单个光纤连接到每个从站，
该主站经由该单个光纤发射一个下游光信号给每个从站，并且经由该单个光纤接收一个从每个从站发射的上游光信号，并且
该主站包括：
一个电光转换器(403)，用于转换一个电信号为下游光信号；
一个光电转换器(404)，用于转换该上游光信号为一个电信号；
一个提供在该单个光纤、该电光转换器和该光电转换器之间的光交换部件(405)，用于输出由该电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该下游光信号给该光电转换器；
一个信号电平调整电路(454)，用于调整一个电信号的幅度，并且输出该幅度调整的电信号；
一个延时调整电路(455)，用于调整从该信号电平调整电路输出的电信号的相位，并且输出该相位调整的电信号；和
一个用于合成从该延时调整电路输出的电信号和从该光电转换器输出的电信号的合成器(457)。
30.根据权利要求29的主站，其特征在于：
该信号电平调整电路基于一个预先确定的幅度值调整该幅度，和
该延时调整电路基于一个预先确定的延迟时间调整该相位。
31.根据权利要求29的主站，其特征在于：
该信号电平调整电路基于一个通过该合成器获得的电信号的反馈调整该幅度，和
该延时调整电路基于通过该合成器获得的电信号的反馈调整该相位。
32.一个用于与主站双向光通信的从站(550)，
该从站经由单个光纤连接到该主站，
该从站经由该单个光纤接收一个从该主站发射的下游光信号，并且经由该单个光纤发射一个上游光信号给该主站，以及
该从站包括：
一个电光转换器(503)，用于转换一个电信号为上游光信号；
一个光电转换器(504)，用于转换该下游光信号为一个电信号；
一个提供在该单个光纤、该电光转换器和该光电转换器之间的光交换部件(505)，用于输出由该电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且输出经由该单个光纤发射的该下游光信号给该光电转换器；
一个信号电平调整电路(554)，用于调整一个电信号的幅度，并且输出该幅度调整的电信号；
一个延时调整电路(555)，用于调整从该信号电平调整电路输出的电信号的相位，并且输出该相位调整的电信号；和
一个用于合成从该延时调整电路输出的电信号和从该光电转换器输出的电信号的合成器(557)。
33.根据权利要求32的从站，其特征在于
该信号电平调整电路基于一个预先确定的幅度值调整该幅度，和
该延时调整电路基于一个预先确定的延迟时间调整该相位。
34.根据权利要求32的从站，其特征在于
该信号电平调整电路基于一个通过该合成器获得的电信号的反馈调整该幅度，和
该延时调整电路基于通过该合成器获得的电信号的反馈调整该相位。
35.一个用于在一个主站(490)和多个从站(590a、500b、500c)之间进行双向光通信的系统，其特征在于：
该主站和从站经由单个光纤被相互连接，
从该主站发射给该从站的不同波长的下游光信号被分配给该从站，
从该从站发射给该主站的不同波长的上游光信号被分配给该从站，
该主站经由该单个光纤发射该下游光信号给相应的从站，并且该从站经由该单个光纤发射该上游光信号给该主站，
该主站包括：
相应地提供给该从站的多个第一电光转换器(403a，403b，403c)，每个用于转换一个电信号为一个具有分配给相应的从站波长的下游光信号；
相应地提供给该从站的多个光电转换器(404a，404b，404c)，每个用于转换一个由相应的从站提供的上游光信号为一个电信号；和
一个波长多路复用器/多路分解器(495)，用于波长多路复用由第一电光转换器提供的该下游光信号，并且输出多路复用的信号给该单个光纤，以及用于波长多路分解经由该单个光纤发射的该上游光信号，并且输出相应波长的光信号给该第一光电转换器，以及
每个从站包括：
第二电光转换器(503a)，用于转换一个电信号为一个具有分配给从站波长的上游光信号；
第二光电转换器(504a)，用于转换该下游光信号为一个电信号；和
提供在单个光纤、第二电光转换器以及第二光电转换器之间的光分/插单元(700a)，用于输出由第二电光转换器提供的该上游光信号给该单个光纤，并且仅输出一个具有从经由单个光纤发射的下游光信号之中分配给从站波长的下游光信号给第二光电转换器。
36.根据权利要求35的双向光传输系统，其特征在于：
该光分/插单元通过串联连接二个每个具有三个端子的波长合成/分支单元(721，722)构成。
37.根据权利要求35的双向光传输系统，其特征在于：
该光分/插单元(730)包括：
一个波长合成器(733)，用于合成从第二电光转换器(735)输出的该上游光信号和经由该单个光纤发射的该上游光信号；和
一个波长分离器(734)，用于从经由单个光纤发射的多个所述下游光信号中仅分离一个具有分配给相应的从站波长的光信号，并且输出该分离的光信号给第二光电转换器(736)，
该波长合成器和该第二电光转换器被集成为一个光传输模块(731)，以及
该波长分离器和该第二光电转换器被集成为一个光接收模块(732)。
38.根据权利要求35的双向光传输系统，其特征在于：
该光分/插单元(740)包括：
一个具有三个端子的波长合成/分支单元(741)；和
一个具有第一、第二和第三端子的光循环器(742)，该第一端子被连接到该波长合成/分支单元的三个端子的一个，用于仅发送和接收一个具有分配给相应的从站波长的光信号，
该光循环器的第二端子连接到第二电光转换器，并且该光循环器的第三端子连接到第二光电转换器，和
分配给每个从站的该下游光信号的波长和该上游光信号的波长是彼此相等的。
39.根据权利要求35的双向光传输系统，其特征在于：
该光分/插单元(750)包括：
一个具有三个端子的波长合成/分支单元(751)；和
一个具有第一、第二和第三端子的光交换单元(752)，该第一端子被连接到该波长合成/分支单元的三个端子的一个，用于仅发送和接收一个具有分配给相应的从站波长的光信号，
该光交换单元的第二端子可以连接到第二电光转换器，并且该光交换单元的第三端子连接到第二光电转换器，和
分配给每个从站的该下游光信号的波长和该上游光信号的波长是彼此相等的。
40.根据权利要求39的双向光传输系统，其特征在于：
该光分/插单元进一步包括
一个放置在该光交换单元的第二端子和该第二电光转换器之间的光隔离器(753)。
41.根据权利要求35的双向光传输系统，其特征在于：
提供给第一电光转换器和第二电光转换器的该电信号是副载波调制信号。
42.根据权利要求35的双向光传输系统，其特征在于：
每个从站进一步包括
一个无线发射机/接收机(501，506，507，508)，用于无线发射和接收提供给第二电光转换器的该上游电信号和从该第二光电转换器输出的下游电信号。
43.根据权利要求42的双向光传输系统，其特征在于：
该上游电信号和该下游电信号是便携式电话信号。
44.根据权利要求35的双向光传输系统，其特征在于：
用于每个从站的波长间隔是20nm。
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