CN1553618A - 双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置 - Google Patents

Abstract

一种双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置，涉及通信领域的密集波分复用光通信。包括：CPU系统及其与外部进行输入输出信号的电接口、本装置的供电部分、复用部分和解复用部分；复用部分包括复用器、多条光输入通道和一条光输出通道；解复用部分包括解复用器、一条光输入通道和多条光输出通道。用本发明所述装置，实现了光通信设备宽带扩容，达到了通过在线升级组合，对更宽的波段的光信号实现共纤传输的效果，节省了待升级设备的初期投资成本。

Description

双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置

技术领域

本发明涉及一种实现设备升级的装置，在通信领域的密集波分复用光通信设备中，使用一种活动式升级装置来实现系统传输带宽的扩大，进行设备升级扩容。

背景技术

波分复用光通信系统在一根光纤中传送多个光通道的信号，即在一定的带宽范围内设置一组波分复用光通道。为了尽可能多地利用光纤通讯带宽，实现更大容量的光传输，需要在一根光纤中尽可能多地设置波分复用光通道。一种增加光通道数目的方式是扩大设备可工作的带宽，例如除了常用的C波段，S波段和L波段等也逐渐被应用在密集波分复用系统中。带宽扩大之后，在新的带宽中又可以设置一组新的波分复用光通道。

原有的工作带宽较窄的设备，存在升级的问题。需要一种将原设备工作带宽加大的装置。在有需求时，该装置应该可以被装入设备，现有技术中还没有见到活动式升级装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置，并在此基础上提供一些升级系统。

本发明中的双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置，包括：CPU系统及其与外部进行输入输出信号的电接口、本装置的供电部分、复用部分和解复用部分；

复用部分包括复用器、多条光输入通道和一条光输出通道；每条光输入通道对应一个波段，包括输入光接口、耦合器、光电检测器、放大器、A/D转换器；光输出通道包括耦合器和输出光接口和检测光接口；多个频带的波分复用光信号经各光输入通道的光接口接入的后，分别经过耦合器采样后，分别输入到复用器的输入端口，耦合器采样得到的一小部分光功率分别经过光电检测，所得到的光电流分别被放大器放大、转换成模拟电压后，再分别经过模数转换器被送入CPU系统；在复用器302的输出端口输出后，各个频带被合成，再经过耦合器被采样，分出很少一部分光送光检测接口，其余大部分光被送到光输入接口；

解复用部分包括解复用器、一条光输入通道和多条光输出通道；光输入通道包括输入光接口、检测光接口、耦合器；每条光输出通道对应一个波段，包括衰减器、耦合器、光输出接口、光电检测器、放大器、模数转换器；多个宽频带的复用光信号经光接口进入，在耦合器被采样，分出部分光送检测光接口，其余被送到解复用器的输入端口，从解复用器输出时已经被分成独立的波段，每个波段都含有多个光通道，输出后，分别经过衰减器的调节，再分别经过耦合器采样，绝大多数光功率分别经过光输出接口输出，耦合器采样得到的一小部分光功率分别经过光电检测器，所得到的光电流分别被放大器放大、转换成模拟电压后，再分别经过模数转换器被送入CPU系统。

在上述方案中，可以在CPU系统和解复用部分的每一条光输出通道的衰减器之间还有一个数模转换器和一个放大器，CPU系统通过该数模转换器和放大器驱动衰减器，实现功率自动均衡。

在上述方案中，对应于每个波段还可以有一个用于传递设备监控信息的通道，即：在解复用部分，在解用复器的每一个输出端口外增加一个分波器，在该波段中分出一个独立的监控通道，经光输出接口输出；在复用方向上，在复用器的每一条光输入端口外有一个合波器)，为该波段增添一个独立的监控通道，由光输入接口输入到本装置内。

上述方案中的所有的光接口、电接口都是活动式的，可在线拆离或添加。

上述方案中的装置可以将多个工作频带复用在一起，每个工作频带中可容纳多个密集波分复用光通道，这些工作频带中至少有一个频带是原设备的工作频带，其他频带是对设备进行容量升级时使用的频带。

上述方案，可以用于以下几种升级系统：

1、用一个升级装置，原放大器输出端接所述的升级装置复用部分的一个输入端口，新增放大器的输出端接所述升级装置复用部分的另一个输入端口，实现对B波段光放大；所述升级装置的复用部分的输出端口输出光去方向1；方向2接收光进所述升级装置解复用部分的输入端口，方向2原放大器输入端接所述升级装置解复用部分的一个输出端口，方向2新增放大器实现对B波段光放大，输入端接所述升级装置解复用部分的另一个输出端口。

2、用一个升级装置，原工作波段光在方向1接入所述升级装置复用部分的一个输入端口，新增波段光在方向1接入所述升级装置复用部分的另一个输入端口，经复用部分的输出端口输出接一个放大器，放大后输出光去方向1；方向2接收光经另一个放大器放大后接入所述升级装置解复用部分的输入端口，从解复用部分的一个输出端口输出原工作波段光，从解复用部分的另一个输出端口输出的是新增工作波段光。

3、用一个升级装置，方向1光自所述升级装置解复用部分的输入端口输入，从解复用部分的一个输出端口输出的原工作波段光，经过一个放大器放大后，输入到所述升级装置的复用部分的一个输入端口，从解复用部分的另一个输出端口输出新增工作波段光，经过另一个放大器放大后，输入到所述升级装置的复用部分的另一个输入端口；从所述升级装置的复用部分的输入端口输出的光继续在方向1传送；在方向2的使用方式与方向1相同。

4、用两个升级装置A、B；方向1光自所述升级装置A解复用部分输入端口输入，从解复用部分的一个输出端口输出原工作波段和另一个输出端口输出的新增工作波段，分别经过两个放大器放大后，接入所述升级装置B复用部分的两个输入端口，从所述升级装置B复用部分输出端口输出的光继续在方向1传送；方向2光所述升级装置B解复用部分输入端口输入，从解复用部分的一个输出端口输出原工作波段和另一个输出端口输出的新增工作波段，分别经过另外两个放大器放大后，接入所述升级装置A复用部分的两个输入端口，从所述升级装置A复用部分输出端口输出的光继续在方向2传送。

5、用一个升级装置；一个波段的光经过一个放大器在方向1传递，其输出的光经过所述升级装置复用部分的输入端口输入，从复用部分的输出端口输出；另一个波段的光作为在方向2传送的光，从所述升级装置的复用部分的输出端口输入，然后经所述升级装置复用部分的另一个输入端口输出，再经过另一个放大器放大。

采用本发明所述装置，实现了光通信设备宽带扩容，达到了通过在线升级组合，对更宽的波段的光信号实现共纤传输的效果，节省了待升级设备的初期投资成本。使光传输设备的工作带宽可以灵活地扩展。本装置允许多个波段(包括监控通道和主光通道)共纤传输，从而扩大了光传输带宽，实现了灵活组网。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构图；

图2是本发明的另一种实施例示意图；

图3是本发明在系统终端设备中的应用方之一；

图4是本发明在系统终端设备中的应用方式之二；

图5是本发明在系统线路放大设备中的应用方式之一；

图6是本发明在系统线路放大设备中的应用方式之二；

图7是本发明在系统线路放大设备中的应用方式之三。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。图中标记分别代表：

1：图1所示装置

2：图2所示装置

101：输入光接口连接器

102：输入光在线检测接口连接器

103a：波段A输出光接口连接器

103b：波段B输出光接口连接器

104a：波段A输入光接口连接器

104b：波段B输入光接口连接器

103as：波段A监控通道AS输出光接口连接器

103bs：波段B监控通道BS输出光接口连接器

104as：波段A监控通道AS输入光接口连接器

104bs：波段B监控通道BS输入光接口连接器

105：输出光接口连接器

106：输出光在线检测接口连接器

111：方向2传输

112：方向1传输

201，203a，203b，204a，204b，205：光耦合器

301：宽带分波器

302：宽带合波器

303a：波段A和它的监控通道AS的分波器

303b：波段B和它的监控通道BS的分波器

304a：波段A和它的监控通道AS的合波器

304b：波段B和它的监控通道BS的合波器

4a，4b：衰减器

503a，503b，504a，504b：光电检测管

603a，603b，604a，604b：放大和电流电压转换电路

703a，703b，704a，704b：模数转换器

8a，8b：放大器

9a，9b：数模转换器

10：CPU电路

11：直流电源电压转换器

121：信号连接器

122：直流电源连接器

131：方向1，全波段放大器

131a：方向1，A波段放大器

131b：方向1，B波段放大器

132：方向2，全波段放大器

132a：方向2，A波段放大器

132b：方向2，B波段放大器

在图1和图2所表现的实施方式中，给出两个波段(设为波段A和波段B，相应的标号为a和b)的情况。实际上可以是多个波段，图中用省略号表示，即可以有更多的工作频带和升级频带。这些工作频带中至少有一个频带是原设备的工作频带，其他频带是对设备进行容量升级时使用的频带。

如图1，多个宽频带的复用光信号经光连接器101进入本装置，在耦合器201被采样，分出很少一部分光送光连接器102，设备用户可以利用102外接光学测试仪表，对设备进行在线检测。其余大部分光被送到分波器301的端口g，在端口a，b输出时已经被分成独立的波段A和波段B，每个波段都含有多个光通道。输出后，分别经过衰减器4a，4b的调节，再分别经过耦合器203a，203b采样，绝大多数光功率分别经过光接口103a，103b输出到装置外部。203a，203b采样得到的一小部分光功率分别经过光电检测503a，503b，所得到的光电流分别被603a和603b放大、转换成模拟电压后，再分别经过模数转换703a，703b被送入CPU电路10，CPU将根据这一反馈结果输出数据，经过数模转换9a，9b、放大8a，8b后驱动衰减器4a，4b。以上结构构成解复用方向上的光学处理和电控处理。

在复用方向上，经输入光接口104a，104b接入的多个频带的波分复用光信号，分别经过耦合器204a，204b采样后，分别输入到宽带复用器302的端口a，b。204a，204b采样得到的一小部分光功率分别经过光电检测504a，504b，所得到的光电流分别被604a和604b放大、转换成模拟电压后，再分别经过模数转换704a，704b被送入CPU电路10。设备升级时，在装置外部光路将103a与104a连通，或将103b与104b连通时，CPU电路10还可以根据此检测结果调节衰减器4a，4b实现功率均衡。在复用器302的端口g输出后，各个频带A，B被合成。再经过耦合器205被采样，分出很少一部分光送光连接器106，设备用户可以利用106外接光学测试仪表，对设备进行在线检测。其余大部分光被送到105。以上结构构成复用方向上的光学处理和电控处理。

本装置中的CPU系统10，除实现上述检测和控制外，还通过电信号接口121与外部相连通。所检测的光功率水平值可以通过数据方式从121输出；通过电接口121，CPU电路还可以接受外部工作指令实现本装置功率控制。

本装置中有供电电路11通过供电接口122与外部连通。外部输入的电功率经过11转化后分散地接入本装置中的各部分工作电路，支持装置工作。

若4a，4b使用手动可调衰减器时，本装置仍然可以使用，但是会失去自动功率均衡的能力，需要人工调整4a，4b使输出功率达到需要的水平。若使用手工调节衰减器，可以省去8a，8b，9a，9b。

整个装置是活动式的，可在线添置或从设备上拆离，这符合设备渐进升级的需要。

在图2所表现的实施方式，是本发明的另一种实施方式，即在图1所示的实施方式的基础上，为每个波段增加一个用于传递设备监控信息的通道。

图2中与图1中标号相同部分，和图1所示的功能和作用是相同的，所以这里省略对它们的说明。

与图1不同的是：在解复用方向上，在301端口a外增加一个分波器303a，在波段A中分出一个独立的监控通道AS，经光接口103as输出到装置外；在302端口b外增加一个分波器303b，在波段B中分出一个独立的监控通道BS，经光接口103bs输出到装置外。在复用方向上，在302端口a外有一个合波器304a，为波段A增添一个独立的监控通道AS，由光接口104as输入到本装置内；在302端口b外有一个合波器304b，为波段B增添一个独立的监控通道BS，由光接口104bs输入到本装置内。

图3至7给出了本装置在系统中的5种应用方式，图3至7中的“1或2”是指图1所示的本发明的实施例或图2所示的本发明的另一实施例。现分别进行如下说明：

如图3，是在对系统终端设备进行升级时的一种应用方式，不失一般性，假设波段A是原设备的工作波段，需要向A+B波段升级。设备原有的放大器131a实现来自发射端合波器的复用光在方向1上的光放大，设备原有的放大器132a实现送往接收端分波器的复用光在方向2上的光放大。在原有的放大器不能胜任新增的B波段光放大时，应用本方式。方向1(111)原放大器131a输出端接本装置端口104a，方向1新增放大器131b实现对B波段光放大，其输出端接本装置端口104b。端口105输出光去方向1。方向2(112)接收光进本装置端口101，方向2原放大器132a输入端接本装置端口103a，方向2新增放大器132b实现对B波段光放大，其输入端接本装置端口103b。

如图4，是在对系统终端设备进行升级时的另一种应用方式，不失一般性，假设波段A是原设备的工作波段，需要向A+B波段升级。存在放大器131，可以在方向1(111)实现对A+B波段光的完全放大，并且存在放大器132，可以在方向2(112)实现对对A+B波段光的完全放大。此时，设备原有工作波段在方向1接入本装置端口104a，新增波段在方向1接入本装置端口104b，经端口105输出接放大器131，放大后输出光去方向1。方向2接收光经132放大后接入本装置端口101，从端口103a输出的是设备原工作波段，从端口103b输出的是设备新增工作波段。

如图5，是在对系统线路放大设备进行升级时的一种应用方式，不失一般性，假设波段A是原设备的工作波段，需要向A+B波段升级。在原有的放大器131a不能胜任新增的B波段光放大时，可应用本方式。图中仅给出方向1(111)的连接方式。方向2(112)的连接方式与此相同。方向1光自本装置端口101输入，从端口103a输出的是设备原工作波段，从端口103b输出的是设备新增工作波段。分别经过放大器131a和131b放大后，接入本装置端口104a和104b。从端口105输出的光继续在方向1传送。这个应用方式的特点是，在每一个光传送方向上独立地使用一个装置。

如图6，是在对系统线路放大设备进行升级时的另一种应用方式，不失一般性，假设波段A是原设备的工作波段，需要向A+B波段升级。本系应用方式中用到两个升级装置A、B，下面分别称左侧装置和右侧装置。在原有的放大器131a不能胜任新增的B波段光放大时，可应用本方式。图中给出方向1和方向2的连接方式。方向1(111)光自左侧装置端口101输入，从左侧装置端口103a输出的是设备原工作波段，从左侧装置端口103b输出的是设备新增工作波段。分别经过放大器131a和131b放大后，接入右侧装置端口104a和104b。从右侧装置端口105输出的光继续在方向1传送。方向2(112)光自右侧装置端口101输入，从右侧装置端口103a输出的是设备原工作波段，从右侧装置端口103b输出的是设备新增工作波段。分别经过放大器132a和132b放大后，接入左侧装置端口104a和104b。从左侧装置端口105输出的光继续在方向2传送。这个应用方式的特点是，在设备的左右两侧，各有一本发明所述装置，每一个光传送方向上需要通过两个装置来处理。

如图7，是在对系统线路放大设备进行升级时的第三种应用方式，假设波段A是原设备的工作波段，需要向A+B波段升级，且B波段的信号光传送方向与A波段相反。假设放大器131a的光向方向1(111)传递，则其输出的光经过本装置的端口104a输入，从端口105输出。B波段的光作为方向2(112)则从端口105输入，然后经端口104a输出，再经过132b放大。端口101，103a，103b的使用方法分别与105，104a，104b相同。

Claims (11)

1、一种双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置，包括：CPU系统及其与外部进行输入输出信号的电接口(121)、本装置的供电部分(11)、复用部分和解复用部分；

复用部分包括复用器(302)、多条光输入通道和一条光输出通道；每条光输入通道对应一个波段，包括输入光接口(104a)、耦合器(204a)、光电检测器(504a)、放大器(604a)、A/D转换器(704a)；光输出通道包括耦合器(205)和输出光接口(105)和检测光接口(106)；多个频带的波分复用光信号经各光输入通道的光接口(104a，104b)接入的后，分别经过耦合器(204a，204b)采样后，分别输入到复用器(302)的输入端口(a，b)，耦合器(204a，204b)采样得到的一小部分光功率分别经过光电检测(504a，504b)，所得到的光电流分别被放大器(604a，604b)放大、转换成模拟电压后，再分别经过模数转换器(704a，704b)被送入CPU系统(10)；在复用器302的输出端口输出后，各个频带被合成，再经过耦合器(205)被采样，分出很少一部分光送光检测接口(106)，其余大部分光被送到光输入接口(105)；

解复用部分包括解复用器(301)、一条光输入通道和多条光输出通道；光输入通道包括输入光接口(101)、检测光接口(102)、耦合器(201)；每条光输出通道对应一个波段，包括衰减器(4a)、耦合器(203a)、光输出接口(103a)、光电检测器(503a)、放大器(603a)、模数转换器(703a)；多个宽频带的复用光信号经光接口(101)进入，在耦合器(201)被采样，分出部分光送检测光接口(102)，其余被送到解复用器(301)的输入端口，从解复用器(301)输出时已经被分成独立的波段，每个波段都含有多个光通道，输出后，分别经过衰减器(4a，4b)的调节，再分别经过耦合器(203a，203b)采样，绝大多数光功率分别经过光输出接口(103a，103b)输出，耦合器(203a，203b)采样得到的一小部分光功率分别经过光电检测器(503a，503b)，所得到的光电流分别被放大器(603a，603b)放大、转换成模拟电压后，再分别经过模数转换器(703a，703b)被送入CPU系统(10)。

2、权利要求1所述的双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置，其特征在于：在CPU系统和解复用部分的每一条光输出通道的衰减器(4a)之间还有一个数模转换器(9a)和一个放大器(8a)，CPU系统通过该数模转换器和放大器驱动衰减器，实现功率自动均衡。

3、权利要求1所述的双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置，其特征在于：对应于每个波段还有一个用于传递设备监控信息的通道，即：在解复用部分，在解用复器(301)的每一个输出端口外增加一个分波器(303a)，在该波段中分出一个独立的监控通道，经光输出接口(103as)输出；在复用方向上，在复用器(302)的每一条光输入端口外有一个合波器(304a)，为该波段增添一个独立的监控通道，由光输入接口(104as)输入到本装置内。

4、权利要求2所述的双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置，其特征在于：对应于每个波段还有一个用于传递设备监控信息的通道，即：在解复用部分，在解用复器(301)的每一个输出端口外增加一个分波器(303a)，在该波段中分出一个独立的监控通道，经光输出接口(103as)输出；在复用方向上，在复用器(302)的每一条光输入端口外有一个合波器(304a)，为该波段增添一个独立的监控通道，由光输入接口104as输入到本装置内。

5、权利要求1至4任一权利要求所述的双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置，其特征在于：所有的光接口、电接口都是活动式的，可在线拆离或添加。

6、权利要求1至4任一权利要求所述的双向传输系统实现波段扩展的活动式升级装置，其特征在于，将多个工作频带复用在一起，每个工作频带中可容纳多个密集波分复用光通道，这些工作频带中至少有一个频带是原设备的工作频带，其他频带是对设备进行容量升级时使用的频带。

7、一种双向传输系统实现波段扩展的活动式升级系统，其特征在于，包括权利要求1至4任一权利要求所述的升级装置；原放大器(131a)输出端接所述的升级装置复用部分的一个输入端口(104a)，新增放大器(131b)的输出端接所述升级装置复用部分的另一个输入端口(104b)；所述升级装置的复用部分的输出端口(105)输出光去方向1(111)；方向2(112)接收光进所述升级装置解复用部分的输入端口(101)，方向2原放大器(132a)输入端接所述升级装置解复用部分的一个输出端口(103a)，方向2新增放大器(132b)输入端接所述升级装置解复用部分的另一个输出端口(103b)。

8、一种双向传输系统实现波段扩展的活动式升级系统，其特征在于，包括权利要求1至4任一权利要求所述的升级装置；原工作波段光在方向1接入所述升级装置复用部分的一个输入端口(104a)，新增波段光在方向1接入所述升级装置复用部分的另一个输入端口(104b)，经复用部分的输出端口(105)输出接一个放大器(131)，放大后输出光去方向1；方向2接收光经另一个放大器(132)放大后接入所述升级装置解复用部分的输入端口(101)，从解复用部分的一个输出端口(103a)输出原工作波段光，从解复用部分的另一个输出端口(103b)输出的是新增工作波段光。

9、一种双向传输系统实现波段扩展的活动式升级系统，其特征在于，包括权利要求1至4任一权利要求所述的升级装置；方向1(111)光自所述升级装置解复用部分的输入端口(101)输入，从解复用部分的一个输出端口(103a)输出的原工作波段光，经过一个放大器放大后，输入到所述升级装置的复用部分的一个输入端口(104a)，从解复用部分的另一个输出端口(103b)输出新增工作波段光，经过另一个放大器放大后，输入到所述升级装置的复用部分的另一个输入端口(104b)；从所述升级装置的复用部分的输入端口(105)输出的光继续在方向1传送；在方向2的使用方式与方向1相同。

10、一种双向传输系统实现波段扩展的活动式升级系统，其特征在于，包括两个权利要求1至4任一权利要求所述的升级装置A、B；方向1(111)光自所述升级装置A解复用部分输入端口(101)输入，从解复用部分的一个输出端口(103a)输出原工作波段和另一个输出端口(103b)输出的新增工作波段，分别经过两个放大器(131a、131b)放大后，接入所述升级装置B复用部分的两个输入端口(104a、104b)，从所述升级装置B复用部分输出端口(105)输出的光继续在方向1传送；方向2(112)光所述升级装置B解复用部分输入端口(101)输入，从解复用部分的一个输出端口(103a)输出原工作波段和另一个输出端口(103b)输出的新增工作波段，分别经过另外两个放大器(132a、132b)放大后，接入所述升级装置A复用部分的两个输入端口(104a、104b)，从所述升级装置A复用部分输出端口(105)输出的光继续在方向2传送。

11、一种双向传输系统实现波段扩展的活动式升级系统，其特征在于，包括权利要求1至4任一权利要求所述的升级装置；一个波段的光经过一个放大器(131a)在方向1(111)传递，其输出的光经过所述升级装置复用部分的输入端口(104a)输入，从复用部分的输出端口(105)输出；另一个波段的光作为在方向2(112)传送的光，从所述升级装置的复用部分的输出端口(105)输入，然后经所述升级装置复用部分的另一个输入端口(104b)输出，再经过另一个放大器(132b)放大。

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