CN203434986U - 光纤信号选通放大装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光纤通信技术领域的光纤信号选通放大装置，包括光收发器、接收放大器、A/D转换装置、至少一个光纤可调滤波器，光纤可调滤波器连接光收发器，光收发器连接接收放大器，接收放大器连接A/D转换装置。它可以实现将光纤中的无效信号滤去，提高光信号转换电信号的还原质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤通信技术领域，具体说是一种光纤通信控制或信号传输装置。
背景技术
光纤通信，是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。一对单模光导纤维可以同时开通35000个电话，和电通信相比具有传输频带宽、传输损耗低、损耗均匀且不受温度的影响、抗干扰能力强、保真度高、信号保密度高、工作可靠度高等特点，其采用的高速串行能力的传输协议，具有高可靠性、高带宽、实时性高的特点。随着光纤技术的进步，特别是无水峰的全波窗口光纤的发展，从1280nm到1625nm的广阔的光频范围内，都能实现低损耗、低色散传输，传输容量呈几百倍、几千倍甚至上万倍的增长。同时光纤通信采用点对点、星形、链状、环形网络拓扑结构，中间设备少，不需要进行复杂的协议转换。正是如此，光纤通信系统逐渐成为主流通信系统。
目前,我国已经建成以光纤网络为基础的骨干网和城域网。随着本地光纤网络和3G或者4G移动通信光纤网络建设的推进，我国的光纤通信领域还有很大的发展空间。
光纤通信的基本工作原理是, 信源编码装置将语音、图像、数据等业务转换为数字脉冲信号，再将这些数字脉冲信号进行编码，获得数据源信号，再通过调制器将数据源信号调制到无规律变化光信号，通过光端机的光发射器将光信号通过光纤传输给另外一个光端机，另外一个光端机的光检测器将获得的光信号进行提取，再经过后续处理得到相应的话音、图象、数据等信息。
波分复用(WDM)和波长转换技术是光纤通信的核心技术。波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号在发送端经复用器(Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光纤通信线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(Demultiplexer)将各种波长的光载波信号分离，再由光接收机作进一步处理以恢复原信号。波长转换技术是将从波分复用终端或其他设备来的光信号进行转换，将非匹配波长上的光信号转到符合要求的波长上，从而实现信号从一个波长向另一个波长的转换。在含有波长转换的网络中，光纤通道能通过在不同的链路上用不同的波长建立，从而大大提高网络的灵活性，消除光纤通道的波长冲突，有利于网络的运行、管理和维护。
在光纤通信传输系统中, 光纤承载的光信号是众多波段的信号，不同的波长的光信号传载着不同的信息，对于一个接收端来说，其中有部分波段的光信号是无效的信号,由于光信号有着电信号无法比拟的保真度、低损耗度，设计人员在设计时，基本没有考虑这些无效信号的存在，光检测器接收到光信号后，直接将光信号还原成电信号，经过调制放大后，输出到相关设备。这种调制放大，是将电信号通过功率放大器调制，实现波形放大,以达到后续设备的要求。这种功率放大模式，对主要电信号进行放大的同时也会同步放大噪波信号。
对于普通的光信号处理，上面的处理方式就能满足基本的需求了。不过对于要求数据准确性高，信号还原干净纯正的光纤通信系统，由于无效光信号的存在，转换后的电信号存在噪波，还原出来的电信号和数据源的电信号有差别，无法保证数据的真实性，这样会影响到以此数据为基础的数据应用的质量，甚至不能满足系统设计的要求。
实用新型内容
为了克服了现有技术在对输入的光信号进行处理时，没有滤去无效的光信号，经过还原后的电信号存在噪波，无法满足高还原质量电信好的要求，同时还会浪费系统资源的技术缺陷，本实用新型提供一种光纤信号选通放大装置。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
光纤信号选通放大装置，包括光收发器、接收放大器、A/D转换装置、至少一个光纤可调滤波器，光纤可调滤波器连接光收发器，光收发器连接接收放大器，接收放大器连接A/D转换装置。
本实用新型投入使用时，第一步，检查、调试设备：检查光纤可调滤波器和光收发器、光收发器和接收放大器、接收放大器和A/D转换装置之间的硬件连接是否正常，如果出现异常，予以纠正；第二步，加电测试设备：启动电源，确认光纤信号选通放大装置工作状态是否正常，正常后才投入使用；第三步，参数设定，根据实际需要设置可调滤波器的参数，确定允许通过的波长；第四步，执行光信号选通放大任务，光纤可调滤波器将光纤网络的光信号按照设定波长进行滤波，允许通过的光信号进入光收发器，光收发器将光信号转发给接收放大器，光信号通过收放大器时，产生光子激辐射效应，产生大量与自身完全相同的光子，产生光信号放大，再将放大后的光信号传输A/D转换装置，A/D转换装置将光信号转换成电信号，实现光纤通信和电通信之间的转换。
光纤滤波的工作原理是，通过光滤波器从众多波长的光信号中挑选出所需的波长，而除此波长以外的光将会被拒绝通过。
接收端通常需要几个特定波段的光信号，所以光纤滤波器通常至少一个。
和现有技术在光信号的接收端,采用不滤除无效光信号的技术方案相比，本实用新型采用光纤滤波器来滤除接收端不需要的光信号，让需要的光信号通过，这样能保证光收发器接收到的光信号的纯净性，还可以极大减少后续处理的工作量，提高系统效率，将选择通过后的光信号进行高保真度的光信号放大，有利于提高A/D转换装置的采样精度，提高还原的电信号质量，这种对光信号进行转换前的前置放大，和现有技术只是通过后续电路进行电信号放大相比，具有更好的电信号质量，信号噪波更少，采用A/D转换装置来实现将光信号对电信号的转换，从而实现光纤通信和电通信的无缝衔接。
为了进一步优化，确保光收发器有能力处理滤波选通后的光信号，作为优选，光收发器包括至少和光纤可调滤波器数量一样的光纤输入端口和光纤输出端口，每个光纤可调滤波器通过光纤和光收发器的一个光纤输入端口相连，光收发器的光纤输出端口连接接收放大器。
以上是对光纤信号选通放大装置的光信号接收能力的进一步改进。采用多端口接入，多端口输出的光收发器，确保接收时，接收中，接收后的一个波段的光信号在同一个光纤通道上传输，不会再掺杂其他波段的光信号，保持选通的效果。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择接光收发器的光纤接入端口和对应的光纤输出端口的数量。
为了进一步优化，确保接收放大器有能力处理滤波选通后的光信号，作为优选，接收放大器包括至少和光纤可调滤波器数量一样的光纤输入端口和光纤输出端口，接收放大器的光纤输入端口通过光纤和光收发器光纤输出端口相连, 接收放大器的光纤输出端口连接A/D转换装置。
以上是对光纤信号选通放大装置的光信号放大能力的进一步改进。采用多端口接入，多端口输出的接收放大器，确保放大前，放大中，放大后的一个波段的光信号在同一个光纤通道上传输，不会再掺杂其他波段的光信号，保持选通的效果。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择接收放大器的光纤接入端口和对应的光纤输出端口的数量。
为了进一步优化，确保A/D转换装置有能力处理滤波选通后的光信号，作为优选， A/D转换装置包括至少和光纤可调滤波器数量一样的A/D转换器，A/D转换器通过光纤和接收放大器的光纤输出端口相连。
以上是对光纤信号选通放大装置的光信号转换能力的进一步改进，采用多端口接入，多端口输出的，确保光信号转换前，光信号转换中，光信号转换后的一个波段的信号在同一个通道上传输，不会再掺杂其他的信号，保持选通的效果。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择接A/D转换装置中的A/D转换器的数量。
为了进一步优化，提高接收放大器对各种光纤网络的适应能力，作为优选，接收放大器为掺铒光纤放大器、掺镨光纤放大器、掺铥光纤放大器、半导体激光放大器中任意一种。
以上是对光纤信号选通放大装置的网络环境适应能力的进一步改进。每种光纤放大器的增益带较宽不一样，掺铒光纤放大器的增益带较宽，覆盖S、C、L频带；掺镨光纤放大器的增益带在1310nm附近；掺铥光纤放大器的增益带是S波段；半导体激光放大器的增益带很宽，但增益幅度较小，成本较高。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择接收放大器的类型。
为了进一步优化，提高光纤可调滤波器的光信号选择能力，作为优选，光纤可调滤波器的型号为FFP-TF2RC5013T和FFP-TF2RC5016中任意一项。
光纤可调滤波器性能的鉴别主要通过光学噪声滤波和信道动态锁定来评价，极低的低的插入损耗特性和可靠地锁定能力是一个高质量的光纤可调滤波器必须具备的条件，它是实现极低的误码率和高灵敏度的基础。
以上是对光纤信号选通放大装置的光信号选择能力的进一步改进。FFP-TF2RC5013T和FFP-TF2RC5016具有小于1.5 dB的插入损耗特性，它们的特性高度接近爱里函数，光学工程师可以非常准确地设计他们的系统性能参数。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择光纤可调滤波器的型号。
为了进一步优化，提高光纤信号选通放大装置的光信号转换和收发能力，作为优先，光收发器的型号为FTRJ-8519-1-2.5。
以上是对光纤信号选通放大装置的数据信号转换和收发能力的进一步改进。采用Finisar公司FTRJ-8519-1-2.5光收发器，它采用850nm激光器，提供2.125Gbps传输速率，具有良好的抖动和EMI特性。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择光收发器的型号。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1. 和现有技术在光信号的接收端,采用不滤除无效光信号的技术方案相比，本实用新型在光信号的接收端，采用光纤可调滤波器、光收发器、接收放大器、A/D转换装置顺次连接，这种流水线式的光信号选通、放大、转换装置，具有流程处理损耗低，信号转换效率高，最重要的是采用光纤滤波器来选择需要波段的光信号，其他波段的光信号予以滤除，从而保证后续处理的光信号的纯净性，得到更好的电信号还原质量，更低的系统噪声水平。
2. 本实用新型的光收发器接收放大器、A/D转换装置还采用多个输入端口和多个数据端口，确保接收前后，放大前后、转换前后一个波段的信号在同一个通道上传输，不会再掺杂其他的信号，保持选通的效果。
本实用新型解决了需要高质量数据还原的数据处理，采用现有技术没有滤除无效的光信号，导致还原出的电信号品质不够，系统整体噪波水平高的技术问题，本实用新型可以为高质量数据采集提高很好的光信号放大还原方案，具有很好的产业价值。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施例，下面将对描述本实用新型实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型，下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本实用新型实施例中的一部分，而不是全部。基于本实用新型记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本实用新型保护的范围内。
实施例一：
如图1所示，本实用新型，包括光收发器、接收放大器、A/D转换装置、至少一个光纤可调滤波器，光纤可调滤波器连接光收发器，光收发器连接接收放大器，接收放大器连接A/D转换装置。
本领域技术人员可根据实际施工环境和工件的要求自由选择组件的参数。
实施例二：
为了提高光纤信号选通放大装置的光信号接收能力，本实施例在实施例一的基础上进一步地改进，本实施例的光收发器包括至少和光纤可调滤波器数量一样的光纤输入端口和光纤输出端口，每个光纤可调滤波器通过光纤和光收发器的一个光纤输入端口相连，光收发器的光纤输出端口连接接收放大器。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择接光收发器的光纤接入端口和对应的光纤输出端口的数量。
实施例三：
为了提高光纤信号选通放大装置的光信号放大能力，本实施例在实施例一～二的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的接收放大器包括至少和光纤可调滤波器数量一样的光纤输入端口和光纤输出端口，接收放大器的光纤输入端口通过光纤和光收发器光纤输出端口相连, 接收放大器的光纤输出端口连接A/D转换装置。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择接收放大器的光纤接入端口和对应的光纤输出端口的数量。
实施例四：
为了提高光纤信号选通放大装置的光信号转换能力，本实施例在实施例一～三的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的A/D转换装置包括至少和光纤可调滤波器数量一样的A/D转换器，A/D转换器通过光纤和接收放大器的光纤输出端口相连。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择接A/D转换装置中的A/D转换器的数量。
实施例五：
为了提高光纤信号选通放大装置的网络环境适应能力,本实施例在实施例一～四的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的接收放大器为掺铒光纤放大器、掺镨光纤放大器、掺铥光纤放大器、半导体激光放大器中任意一种。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择接收放大器的类型。
实施例六：
为了提高光纤信号选通放大装置的光信号选择能力，本实施例在实施例一～五的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的光纤可调滤波器的型号为FFP-TF2RC5013T和FFP-TF2RC5016中任意一项。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择光纤可调滤波器的型号。
实施例七：
为了提高光纤信号选通放大装置的数据信号转换和收发能力，本实施例在实施例一～六的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的光收发器的型号为FTRJ-8519-1-2.5。
本领域技术人员可根据实际需求自由选择光收发器的型号。
如上所述便可实现该实用新型。
Claims (7)
1.光纤信号选通放大装置，其特征在于：包括光收发器、接收放大器、A/D转换装置、至少一个光纤可调滤波器，所述光纤可调滤波器连接光收发器，所述光收发器连接接收放大器，所述接收放大器连接A/D转换装置。
2.根据权利要求1所述的光纤信号选通放大装置，其特征在于：所述的光收发器包括至少和光纤可调滤波器数量一样的光纤输入端口和光纤输出端口，每个光纤可调滤波器通过光纤和光收发器的一个光纤输入端口相连，光收发器的光纤输出端口连接接收放大器。
3.根据权利要求1所述的光纤信号选通放大装置，其特征在于：所述的接收放大器包括至少和光纤可调滤波器数量一样的光纤输入端口和光纤输出端口，接收放大器的光纤输入端口通过光纤和光收发器光纤输出端口相连, 接收放大器的光纤输出端口连接A/D转换装置。
4.根据权利要求1所述的光纤信号选通放大装置，其特征在于：所述的A/D转换装置包括至少和光纤可调滤波器数量一样的A/D转换器，所述A/D转换器通过光纤和接收放大器的光纤输出端口相连。
5.根据权利要求1或3所述的光纤信号选通放大装置，其特征在于：所述的接收放大器为掺铒光纤放大器、掺镨光纤放大器、掺铥光纤放大器、半导体激光放大器中任意一种。
6.根据权利要求1所述的光纤信号选通放大装置，其特征在于：所述的光纤可调滤波器的型号为FFP-TF2RC5013T和FFP-TF2RC5016中任意一项。
7.根据权利要求1所述的光纤信号选通放大装置，其特征在于：所述的光收发器的型号为FTRJ-8519-1-2.5。
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| CN201320565182.8U CN203434986U (zh) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | 光纤信号选通放大装置 |
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| CN103475420A (zh) * | 2013-09-12 | 2013-12-25 | 成都成电光信科技有限责任公司 | 光纤网络信号选通放大装置 |
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2013
- 2013-09-12 CN CN201320565182.8U patent/CN203434986U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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