CN1464646A - 支持单纤双向光传输的光纤放大器连接方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种支持单纤双向光传输的光纤放大器连接方法及其装置，是用一个光纤放大器实现单纤双向光传输中光放大的方法。即利用光合、分器件把双向传输的光信号转换成单向传输的光信号，送到同一个光纤放大器进行放大，然后再利用光合、分器件把单向传输的光信号分离，分别送到两个方向的光纤。当两个方向的光信号在不同的频率带中时，所述的光合、分器件采用波分复用器。当两个方向的光信号在相同的频率带中时，所述的光合、分器件采用梳状滤波器，其连接方式相同。
Description
技术领域
本发明提出了一种新颖的支持单纤双向光传输的光纤放大器连接方法及其装置，特别是用一个光纤放大器实现单纤双向光传输中的的双向光放大问题。该技术是应用于光传输系统中能够支持单纤双向光传输的技术。
背景技术
光纤通信系统能够有效的利用传输光纤中的巨大带宽，已经得到广泛的应用。在同一根光纤中进行双向传输(即单纤双向)是进一步提高光纤带宽利用率的一种有效方式，目前已有比较广泛的应用。但是在单纤双向光传输系统中，如果某个中继节点需要进行光放大，由于传统的光纤放大器不支持双向放大，不得不安装两个光纤放大器。
为了描述清晰，本文及后面的所有图中，向右的箭头描述为东向的光传输，向左的箭头描述为西向的光传输。
目前的单纤双向光传输系统对东向和西向传输的光信号频率有一定要求。基本可以分为以下两种方式：
A、东向和西向的光信号在不同的频率带中。(参见图1)这样就可以利用一个波分复用器来实现东向、西向光信号的分离和合成。
B、东向和西向的光信号在相同的频率带中。(参见图2)这样就可以利用一个梳状滤波器(interlever)来实现东向、西向光信号的分离和合成。
另外再说明两点：
A、图1、图2中每个方向传输的信号可以大于2个。
B、对于通常的波分复用器和梳状滤波器，光信号的在其中的传输是可逆。也就是说在图1、图2中，所有东向传输的信号也可以沿原通路进行西向的传输，反之亦然。
目前广泛使用的光放大器是光纤放大器(OFA)，例如掺铒光纤放大器(EDFA)，而普通的光纤放大器一个主要的特点是单向放大。由于这个特点使得在双向光传输系统中每一个光放大节点都需要两个光纤放大器。图3是一个传统的双向光传输系统中一个光放大节点的典型光路连接图。可以看到，东向和西向的光信号都通过一个梳状滤波器(或波分复用器)分离开，然后东向和西向的光信号各用了一个光纤放大器。同时在很多情况下，这两个光纤放大器在性能指标、使用方法上是完全相同的。
上面介绍的早期的光纤放大器由于不能够支持双向光放大，因此在每一光放大节点需要两个光纤放大器。但是光纤放大器是光传输系统中比较昂贵、复杂的组成部分，它大大增加了整个光传输系统的价格，维护工作难度大。
发明内容
本发明旨在利用一个光纤放大器支持双向的光传输，而且完全是基于传统的单向光纤放大器上的改进。
本发明的方法是利用光合、分波器件把双向传输的光信号转换成单向传输的光信号，送到一个单向光纤放大器进行放大，然后再利用光合、分波器件把单向传输的光信号分离，分别送到两个方向的光纤。
所述的光纤放大器连接方法，当两个方向的光信号在相同的频率带中时，光合、分波器件采用梳状滤波器，东向光信号从左侧进入经过梳状滤波器1和西向的光信号分离开，然后通过梳状滤波器2和一个单向的光纤放大器输入端连接，经过放大的东向光信号将进入梳状滤波器3与西向光信号分离，再经过梳状滤波器4后进入西向的光信号所在光纤，而西向的光信号从右侧进入通过梳状滤波器4与东向的光信号分离，从梳状滤波器4出来的西向光信号将送到梳状滤波器2的输入端，经梳状滤波器2与东向光信号合波进入同一个光纤放大器输入端，经过放大进入梳状滤波器3与东向光信号分离并经过梳状滤波器1进入东向的光信号所在的光纤。
所述的光纤放大器连接方法，当两个方向的光信号在不同的频率带中时，光合、分波器件采用波分复用器，东向光信号从左侧进入经过波分复用器1和西向的光信号分离开，然后通过波分复用器2和一个单向的光纤放大器输入端连接，经过放大的东向光信号将进入波分复用器3与西向光信号分离，再经过波分复用器4后进入西向的光信号所在光纤，而西向的光信号从右侧进入通过波分复用器4与东向的光信号分离，从波分复用器4出来的西向光信号将连接到波分复用器2的输入端，经波分复用器2与东向光信号合波进入同一个光纤放大器输入端，经过放大进入波分复用器3与东向光信号分离并经过波分复用器1进入东向的光信号所在的光纤。
一种用上述的方法制作的单纤双向光传输的光放大装置，由一个光纤放大器和四个光合、分波器组成，两个光合、分波器1、4的合波端口作为光放大装置的两个输入、输出端口，另两个光合、分波器2、3的合波端口分别与光纤放大器输入、输出端口连接，光合、分波器1与2、3与4具有相同光通道传输特性的分波口彼此连接，1与3、2与4的具有相同光通道传输特性的分波口彼此连接。
所述的光放大装置，是采用一个光纤放大器和四个梳状滤波器，梳状滤波器1和4的合波端口11和41作为光放大装置的两个输入、输出端口，梳状滤波器1的奇数分波口13与梳状滤波器2的奇数分波口23连接，梳状滤波器2的合波端口21与光纤放大器的输入端51连接，光纤放大器的输出端52与梳状滤波器3的合波端口31连接，梳状滤波器3的奇数分波口33与梳状滤波器4的奇数分波口43连接，梳状滤波器4的偶数分波口42与梳状滤波器2的偶数分波口22连接，梳状滤波器1的偶数分波口12与梳状滤波器3的偶数分波口32连接。
所述的光放大装置，是用一个光纤放大器和四个波分复用器，波分复用器1和4的合波端口11和41作为光放大装置的两个输入、输出端口，波分复用器1的红带分波口13与波分复用器2的红带分波口23连接，波分复用器2的合波端口21与光纤放大器的输入端51连接，光纤放大器的输出端52与波分复用器3的合波端口31连接，波分复用器3的红带分波口33与波分复用器4的红带分波口43连接，波分复用器4的蓝带分波口42与波分复用器2的蓝带分波口22连接，波分复用器3的蓝带分波口32与波分复用器1的蓝带分波口12连接。
本发明的优点是利用波分复用器或梳状滤波器和一个单向的光纤放大器来支持单纤双向光传输中的光放大。由于本技术方案只使用了一个光纤放大器，可以降低单纤双向光传输系统中的光放大节点的成本，同时也简化了光传输系统的网络结构，将有利于整个系统的管理和维护工作。
附图说明
图1是不同频率单纤双向传输的频率分布示意图。f1、f2代表东向传输的光信号，f3、f4代表西向传输的光信号。
图2是相同频率单纤双向传输的频率分布示意图，f1、f3、代表东向传输的光信号，f2 f4代表西向传输的光信号。
图3是一个传统的双向光传输系统中一个光放大节点的光路连接图。
图4是本发明支持单纤双向传输的光纤放大器连接图。
具体实施方式
本发明技术方案已详细阐述了具体连接方法，现结合附图进一步说明：本发明的关键是利用波分复用器或梳状滤波器，把双向传输的光信号转换成单向传输的光信号，然后利用同一个单向的光纤放大器进行放大。下面以利用相同频率带来进行单纤双向传输的光传输系统为例，详细阐述一下本发明的实施方案：
本发明一种方案是用四个梳状滤波器和一个单向的光纤放大器，比传统的光大节点多用两个梳状滤波器，但是少用一个单向的光纤放大器。
具体光路连接以用四个梳状滤波器为例来说明，请参见图4，同时注意和图3进行对比：
1、东向的光信号从图左侧进入光放大节点后首先从合波端口进入，经过梳状滤波器1，和西向的光信号分离开。而西向的光信号从图右侧进入合波端口，通过一个梳状滤波器4，和东向的光信号分离开。
2、从梳状滤波器4分波口出来的西向光信号将通过光纤连接进入梳状滤波器2的对应分波口，同时从梳状滤波器2出来的东向光信号也将通过光纤连接进入梳状滤波器2。这样从左侧来的东向光信号和从右侧来的西向光信号就转换成一个方向从梳状滤波器2输出。
3、梳状滤波器2和一个单向的光纤放大器连接在一起，这样东向和西向的光信号都进入一个单向的光纤放大器进行放大。
4、经过放大的东向和西向光信号将进入梳状滤波器3，实现东向和西向光信号的分离。
5、东向的光信号经过梳状滤波器4后进入西向的光信号所在光纤；西向的光信号经过梳状滤波器1进入东向的光信号所在的光纤。
这样就实现了把双向的光信号变成单向的光信号利用单向的光纤放大器进行放大，然后再恢复成双向传输。
图4给出了装置利用梳妆滤波器实现的具体连接，图中11、21、31、41端口称为梳妆滤波器的合波端口，12、22、32、42称为梳妆滤波器的偶数分波口，13、23、33、34称为梳妆滤波器的奇数分波口；51为光纤放大器的输入口，52为光纤放大器的输出口。图中连接线上的小方框为光纤连接器，为标准产品。如果利用波分复用器实现，只要把图4中的梳状滤波器改为波分复用器就行了，那么11、21、31、41端口称为波分复用器的合波端口，12、22、32、42称为波分复用器的蓝带分波口，13、23、33、34称为波分复用器的红带分波口；51为光纤放大器的输入口，52为光纤放大器的输出口；图中连接线上小方框代表光纤连接器，为标准产品。
需要说明的是图4中的连接方式如果奇、偶(或红、蓝)分波口对换是同样的效果，只要具有相同光通道传输特性的分波口对应相连即可。
本发明的关键点是利用光合、分波器件，如波分复用器或梳状滤波器把双向传输的光信号转换成单向传输的光信号，利用同一个单向的光纤放大器进行放大，然后再利用波分复用器或梳状滤波器把单向传输的光信号恢复成双向传输的光信号。因此，无论选用何种器件和连接方式，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1、一种支持单纤双向光传输的光纤放大器连接方法，包括光纤放大器和光合、分波器件，其特征是利用光合、分波器件把双向传输的光信号转换成单向传输的光信号，送到一个单向光纤放大器进行放大，然后再利用光合、分波器件把单向传输的光信号分离，分别送到两个方向的光纤。
2、根据权利要求1所述的光纤放大器连接方法，其特征是当两个方向的光信号在相同的频率带中时，光合、分波器件采用梳状滤波器，东向光信号从左侧进入经过梳状滤波器(1)和西向的光信号分离开，然后通过梳状滤波器(2)和一个单向的光纤放大器输入端连接，经过放大的东向光信号将进入梳状滤波器(3)与西向光信号分离，再经过梳状滤波器(4)后进入西向的光信号所在光纤，而西向的光信号从右侧进入通过梳状滤波器(4)与东向的光信号分离，从梳状滤波器(4)出来的西向光信号将送到梳状滤波器(2)的输入端，经梳状滤波器(2)与东向光信号合波进入同一个光纤放大器输入端，经过放大进入梳状滤波器(3)与东向光信号分离并经过梳状滤波器(1)进入东向的光信号所在的光纤。
3、根据权利要求1所述的光纤放大器连接方法，其特征是当两个方向的光信号在不同的频率带中时，光合、分波器件采用波分复用器，东向光信号从左侧进入经过波分复用器(1)和西向的光信号分离开，然后通过波分复用器(2)和一个单向的光纤放大器输入端连接，经过放大的东向光信号将进入波分复用器(3)与西向光信号分离，再经过波分复用器(4)后进入西向的光信号所在光纤，而西向的光信号从右侧进入通过波分复用器(4)与东向的光信号分离，从波分复用器(4)出来的西向光信号将连接到波分复用器(2)的输入端，经波分复用器(2)与东向光信号合波进入同一个光纤放大器输入端，经过放大进入波分复用器(3)与东向光信号分离并经过波分复用器(1)进入东向的光信号所在的光纤。
4、一种用上述权利要求的方法制作的单纤双向光传输的光放大装置，包括光纤放大器和光合、分波器件，其特征是用一个光纤放大器和四个光合、分波器，两个光合、分波器(1)、(4)的合波端口作为光放大装置的两个输入、输出端口，另两个光合、分波器(2)、(3)的合波端口分别与光纤放大器输入、输出端口连接，光合、分波器(1)与(2)、(3)与(4)的具有相同光通道传输特性的分波口彼此连接，光合、分波器(1)与(3)、(2)与(4)具有相同光通道传输特性的分波口彼此连接。
5、根据权利要求4所述的光放大装置，其特征是用一个光纤放大器和四个梳状滤波器，梳状滤波器(1)和(4)的合波端口(11)和(41)作为光放大装置的两个输入、输出端口，梳状滤波器(1)的奇数分波口(13)与梳状滤波器(2)的奇数分波口(23)连接，梳状滤波器(2)的合波端口(21)与光纤放大器的输入端(51)连接，光纤放大器的输出端(52)与梳状滤波器(3)的合波端口(31)连接，梳状滤波器(3)的奇数分波口(33)与梳状滤波器(4)的奇数分波口(43)连接，梳状滤波器(4)的偶数分波口(42)与梳状滤波器(2)的偶数分波口(22)连接，梳状滤波器(1)的偶数分波口(12)与梳状滤波器(3)的偶数分波口(32)连接。
6、根据权利要求4所述的光放大装置，其特征是用一个光纤放大器和四个波分复用器，波分复用器(1)和(4)的合波端口(11)和(41)作为光放大装置的两个输入、输出端口，波分复用器(1)的红带分波口(13)与波分复用器(2)的红带分波口(23)连接，波分复用器(2)的合波端口(21)与光纤放大器的输入端(51)连接，光纤放大器的输出端(52)与波分复用器(3)的合波端口(31)连接，波分复用器(3)的红带分波口(33)与波分复用器(4)的红带分波口(43)连接，波分复用器(4)的蓝带分波口(42)与波分复用器(2)的蓝带分波口(22)连接，波分复用器(3)的蓝带分波口(32)与波分复用器(1)的蓝带分波口(12)连接。
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