HK1069486A - 单光纤双向光传输系统和单光纤双向光放大器 - Google Patents

Description

单光纤双向光传输系统和单光纤双向光放大器

技术领域

本发明涉及单光纤双向光传输系统和单光纤双向光放大器，更具体而言，本发明涉及一种单光纤双向光放大器，其用于在利用单光纤进行双向传输的单光纤双向光传输中，利用一个光放大器将双向光信号共同放大。

背景技术

在用于利用一根光纤进行双向传输的单光纤双向光传输技术中，与两根光纤分别进行单向传输的双光纤双向传输相比，所要使用的光纤数量降低了一半。因而，当需要新铺设光纤时，所铺设的光纤降低了一半，当使用裸光纤(dark fiber)时，光纤费用降低了一半。因此，就可以构建经济的系统。

在光通信中，为了实现远距离传输，用光放大器将由于传输路径损耗而衰减了的光信号作为光束而原样放大，而不进行光电(O/E)转换和电光(E/O)转换。所述光放大器的特征在于，其不依赖于比特率和信号格式，并且能够将波长复用信号共同放大，因此可以实现灵活且成本低廉的网络。

一般而言，对于光放大器，使用掺铒光纤放大器，该放大器使受激的光与信号光束一起入射到掺铒光纤中并放大该信号光束。这种光放大器被如此制造，以使得放大单向传输的光束，其构造不那么复杂。因此，无法将所述光纤放大器简单地插入到单光纤双向传输路径当中，在所述单光纤双向传输路径中，光信号是在单一光纤中双向传输的。

因而，虽然构造复杂，但还是提出了各种单光纤双向传输光放大器的技术。例如，如图17所示，可以使用这样一种方法，其中，分别在单光纤双向传输路径84和89中沿不同方向上下行前进的信号252、262、272和282由光循环器(optical circulator)83、85、88和90分离，并分别通过使用传统光放大器86和87而上下行方向分别放大，此后再由循环器83、85、88和90再次复用起来。

此时，在光放大器86和87中，需要用于将受激的光和信号光束复用起来的光复用器。而且，为了分离单光纤双向传输路径84和89中上行和下行的信号252、262、272和282，需要光解复用器。已经提出了由具有四个端口的光循环器共用所述光复用器和所述光解复用器的技术(例如，请参考专利文献1)。

而且，还提出了这样一种构造(例如，请参考专利文献2)，其中，当将光放大器中的受激的光和信号光束复用起来时，通过使用反射器来尝试进行所述光复用器和所述光解复用器的共用，还提出了与此类似的构造(例如，请参考专利文献3)。

另一方面，对于将上下行光信号放大而不将它们分离的方法，还可以使用这样一种技术，其中，将掺铒光纤连接到一个双向传输路径，以便将上下行双向受激的光相加，从而双向地放大上下行光信号(例如，请参考专利文献4)。

【专利文献1】

日本专利早期公开No.平6-342950(第4至第6页，图1)

【专利文献2】

日本专利早期公开No.平11-274625(第7和第8页，图1)

【专利文献3】

日本专利早期公开No.2002-118313(第5和第6页，图1)

【专利文献4】

日本专利早期公开No.平3-92827(第161页右下栏，第162页左上栏，图6)

当一个光通信系统专门针对城域时，其以成本为最高优先级，因此希望使用低成本的产品。根据与专利文献1、2和3中所描述的相类似的将上下行光信号分离并分别独立放大的技术，在传统单光纤双向光放大器当中需要上下行两套光放大器。这使得成本昂贵而且设备尺寸大，并且造成功耗变大等问题。

而且，根据这种技术，通过结合对双向传输的上下行信号进行分离以及对光放大器的信号光束与受激的光进行复用这两种功能，而共用了光复用和解复用元件。因此，需要新开发专门用于使用单光纤双向光放大器的元件，这造成了成本变得昂贵的问题。

另一方面，对于放大光信号而不将上下行光信号分离的技术，虽然在专利文献4中公开了一种技术，但光放大器必须插入光隔离器，以使得不会由在掺铒光纤和传输路径的连接点处以及传输路径中发生的反射而产生光放大器内部的振荡。因此，带来的问题是这种构造不可能实现。

而且，根据传统的单光纤双向光放大器，设计了垂直对称的传输路径，使得将上下行光信号相等地放大。从而，必须将光放大器安装在单光纤双向传输路径的中心，因此，存在安装条件受限的问题。

而且，在传输距离超过60km，传输速率不低于每个波长10Gbps的情况下，不仅需要光放大，而且需要色散补偿。然而，问题在于目前为止还没有对此进行考虑。

发明内容

因而，本发明的目的在于解决上述问题，提供价格适中的、能够实现单光纤双向长距离延伸的单光纤双向光传输系统和单光纤双向光放大器。

本发明的单光纤双向光传输系统是这样一种单光纤双向光传输系统，其用于对具有不同波长的多个光信号进行复用，并通过单光纤双向传输路径而在第一光终端和第二光终端之间进行双向传输，所述单光纤双向光传输系统包括用于将双向波长复用光信号共同放大的光放大器。

本发明的单光纤双向光放大器是这样一种用于单光纤双向光传输系统的单光纤双向光放大器，其用于对具有不同波长的多个光信号进行复用，并通过单光纤双向传输路径而在第一光终端和第二光终端之间进行双向传输，所述单光纤双向光放大器包括用于将双向波长复用光信号共同放大的光放大器。

也就是说，为了实现上述目的，本发明的第一种单光纤双向光传输系统的特征在于，对具有不同波长的多个光信号进行复用，通过单光纤双向传输路径而在第一光终端和第二光终端之间进行双向传输，并且由光放大器对双向波长复用光信号进行共同放大。

本发明的第二种单光纤双向光传输系统的特征在于，在上述单光纤双向光传输系统中，仅为第一光终端或者第二光终端配备光放大器。

本发明的第三种单光纤双向光传输系统的特征在于，在上述第一光终端和第二光终端中，通过单光纤双向传输路径传输的波长复用光束由定向分离器对于每个方向都进行分离。

本发明的第四种单光纤双向光传输系统的特征在于，上述定向分离器是光循环器、光学蓝/红滤光器和光交织器中的任何一种。

本发明的第五种单光纤双向光传输系统的特征在于，上述光放大器包括光放大部分、设置在光放大部分的输入侧的光复用器和第一光色散补偿器、以及设置在光放大部分的输出侧的光解复用器和第二光色散补偿器，并且，第一光色散补偿器连接到配备有所述光放大器的第一或第二光终端中的光发射器和光复用器，而第二光色散补偿器连接到配备有所述光放大器的第一或第二光终端中的光接收器和光解复用器，从所述光发射器输出并已经通过第一色散补偿器的光信号、以及已经传播通过单光纤双向传输路径的光信号被复用并共同放大，此后又被解复用成要通过第二色散补偿器输出到所述光接收器的信号、以及要输出到单光纤双向传输路径的信号。

本发明的第六种单光纤双向光传输系统的特征在于，上述光复用器和光解复用器是光学蓝/红滤光器和光交织器中的任何一种。

本发明的第七种单光纤双向光传输系统的特征在于，上述单光纤双向光传输系统中的光放大器包括光放大部分、设置在光放大部分输入侧的光复用器、设置在光放大部分输出侧的光解复用器、光色散补偿器和设置在光色散补偿器两端的光定向分离器，其中，从配备有所述光放大器的第一或第二光终端中的光发射器输出的光信号、以及已经传播通过单光纤双向传输路径的光信号被复用并共同进行色散补偿以及共同放大，此后被解复用并被输出到配备有所述光放大器的第一或第二光终端中的光接收器，还被输出到单光纤双向传输路径。

本发明的第八种单光纤双向光传输系统的特征在于，上述光复用器和光解复用器是光学蓝/红滤光器和光交织器中的至少一种。

本发明的第九种单光纤双向光传输系统的特征在于，上述光定向分离器是光循环器、光学蓝/红滤光器和光交织器中的任何一种。

本发明的第十种单光纤双向光传输系统的特征在于，上述光放大器配备在传输路径的中央。

如上所述，本发明将光放大器插入到单光纤双向传输路径的任一端中，并实现了用于由一个光放大器将双向光信号共同放大的单光纤双向光放大器。

附图说明

图1是一个框图，示出了本发明第一实施例的单光纤双向光传输系统的构造；

图2示出了图1的光循环器；

图3示出了图1的光学蓝/红滤光器；

图4示出了该光学蓝/红滤光器的特性；

图5是一个框图，示出了本发明第二实施例的单光纤双向光传输系统的构造；

图6是一个框图，示出了本发明第三实施例的单光纤双向光传输系统的构造；

图7示出了图6的光交织器；

图8是一个框图，示出了本发明第四实施例的单光纤双向光传输系统的构造；

图9是一个框图，示出了本发明第五实施例的单光纤双向光传输系统的构造；

图10示出了光学蓝/红滤光器的特性和波长设置；

图11示出了光交织器的构造和波长设置；

图12是一个框图，示出了本发明第六实施例的单光纤双向光传输系统的构造；

图13是一个框图，示出了本发明第七实施例的单光纤双向光传输系统的构造；

图14是一个框图，示出了本发明第八实施例的单光纤双向光传输系统的构造；

图15示出了光学蓝/红滤光器的特性和波长设置；

图16示出了光交织器的构造和波长设置；并且

图17示出了传统的单光纤双向光传输系统。

具体实施方式

接下来将参照附图对本发明的实施例进行描述。图1是一个框图，示出了本发明第一实施例的单光纤双向光传输系统的构造。在图1中，传输路径的一个光终端A由单光纤双向光放大器1、第一光发射器(Tx)2和第一光接收器(Rx)3，并且该光终端A通过光循环器4连接到单光纤双向传输路径5。

所述传输路径的另一光终端B由第二光发射器(Tx)7和第二光接收器(Rx)8构成，并且该光终端B通过光循环器6，用单模光纤连接到单光纤双向传输路径5。

单光纤双向光放大器1包括光放大部分11(例如掺铒光纤放大部分)、紧接在光放大部分11之前的光学蓝/红滤光器12，以及紧接在光放大部分11之后的光学蓝/红滤光器13。色散补偿器(DCF)14和15分别插入于光学蓝/红滤光器12与第一光发射器2之间、以及光学蓝/红滤光器13与第一光接收器3之间。

图2示出了图1的光循环器4。在图2中，光循环器4是根据光信号的方向来进行复用或解复用的元件。从端口4a到端口4b的插入损耗(insertion loss)是1dB，而从端口4a到端口4c的隔离(isolation)不小于40dB。因而，来自端口4a的光束仅传输到端口4b，而不传输到端口4c。

类似地，从端口4b到端口4c的插入损耗是1dB，而从端口4b到端口4a的隔离不小于40dB。因而，来自端口4b的光信号仅传输到端口4c，而不前进到端口4a。这样，在端口4b侧进行双向传输，而在端口4a和4c处进行单向传输。尽管未示出，但与光循环器4类似，这些同样也适用于光循环器6。

图3示出了图1的光学蓝/红滤光器12，而图4示出了该光学蓝/红滤光器的特性。光学蓝/红滤光器12是根据光信号的波段来对光束进行复用和解复用的元件。分别用端口12a、端口12b和端口12c作为蓝端口、公共端口和红端口。

蓝端口12a和红端口12c的传输特性分别在图4中示出。不管是蓝端口12a与公共端口12b之间的插入损耗，还是红端口12c与公共端口12b之间的插入损耗都是1dB，而蓝端口12a与红端口12c之间的隔离不小于30dB。

而且，蓝端口12a和红端口12c的通带分别是1530.0至1543.2nm和1547.4至1561.0nm。蓝端口12a和红端口12c仅传输波长在通带内的信号，而公共端口12b所传输的信号与光信号波长无关，从而根据波段来进行复用和解复用。

假定来自第一光发射器2的光信号的传输速度是10Gbps，波长λ1是1558.98nm，而来自第二光发射器7的光信号的传输速度是10Gbps，波长λ2是1540.56nm，由于波长λ1的光信号仅能在红端口12c中传输，而波长λ2的光信号仅能在蓝端口12a中传输，因此根据波长的复用和解复用在光学蓝/红滤光器12处进行。尽管未示出，但与光学蓝/红滤光器12类似，这些同样也适用于光学蓝/红滤光器13。

尽管光放大器11对具有-30至-15dBm/ch的输入电平和1535.11至1559.48nm的波长范围的WDM(波分复用)信号的每个信道的光信号都给予相等的增益，但多个输入信号的信道之间的电平差很大，并且当功率电平超出-30至-15dBm的范围时，常常出现以下情况，即功率电平到达增益饱和区，使得输出电平变为恒定，因而得不到足够的增益，或者WDM信号中的信道的增益出现波动。因而，WDM信号中各信道间的光信号电平差还是小为好。

在本发明的单光纤双向光放大器1中，通过插入色散补偿器14使其紧接在第一光发射器2之后，就使得来自第一光发射器2的光信号输入到光放大部分11的功率电平与来自第二光发射器7的光信号输入到光放大器11的功率电平之间的差可以较小。

从第二光发射器7输出的光信号通过光循环器6、单光纤双向传输路径5、光循环器4和光学蓝/红滤光器12，然后入射到光放大部分11上。假定单光纤双向传输路径5的损耗是0.25dB/km，距离是80km，则从第二发射器7输出的光信号直到入射到光放大部分11上之前，所受到的总损耗是23dB。

另一方面，从第一光发射器2输出的光信号通过色散补偿器14和光学蓝/红滤光器12，然后入射到光放大部分11上。此时，假定色散补偿量是-1360ps/nm，这是在传输80km时的色散，并假定损耗是10dB，则从第一发射器2输出的光信号直到入射到光放大部分11上之前，所受到的总损耗是11dB。

这样，当第一光发射器2的输出和第二光发射器7的输出同时为-5dBm时，当光信号入射到光放大部分11上时的光信号功率电平分别变为-16dBm和-28dBm，而功率电平差是12dB。从而，其处于可以保证足够的双向上下行增益的范围之内。

而且，当光放大部分11的增益为25dB时，由于第一光接收器3和第二光接收器8处的功率变为-14dBm，这超过了10Gbps的光IF(接口)的接收敏感度-18dBm，因此不会产生问题。

而且，由于从光循环器4到单光纤双向传输路径5的输入是7dBm，因此非线性光学效应的影响也不会有问题。如上所述，通过使用本发明第一实施例的单光纤双向光放大器1，就可以实现10Gbps和80km的单光纤双向传输。

图5是一个框图，示出了本发明第二实施例的单光纤双向光传输系统的构造。在图5中，本发明第二实施例的单光纤双向光传输系统除了该系统被构造成用光学蓝/红滤光器16和17代替了光循环器4和6，藉以对上下行光信号进行复用和解复用之外，与图1所示的本发明第一实施例具有相同的构造。而且，相同组件的操作与本发明第一实施例的相同。

光学蓝/红滤光器16和17的通带具有与光学蓝/红滤光器12和13的通带相同的波长。这样，在本发明第二实施例中，与本发明上述的第一实施例类似，可以通过使用单光纤双向放大器1来实现10Gbps和80km的单光纤双向传输。

图6是一个框图，示出了本发明第三实施例的单光纤双向光传输系统的构造。在图6中，本发明第三实施例的单光纤双向光传输系统除了该系统被构造成用光交织器(optical interleaver)18和19代替了光循环器4和6，藉以对上下行光信号进行复用和解复用之外，与图1所示的本发明第一实施例具有相同的构造。而且，相同组件的操作与本发明第一实施例的相同。

图7示出了图6的光交织器18。在图7中，端口18b中具有100GHz的波长间隔的多个信号通过光交织器18，被解复用成端口18a和端口18c的具有200GHz的波长间隔的偶数号信道和奇数号信道。

与此相对，从端口18a和端口18c输入的间隔200GHz的多个信号通过光交织器18，被复用成端口18b处的间隔100GHz的多个信号。由于波长λ1＝1558.98和λ2＝1540.56的频率分别是192.30THz和194.60THz，因此分别是λ1在光交织器18的端口18a中传输，而λ2在光交织器18的端口18b中传输。

由于光交织器18的损耗是1dB，因此输入到光放大部分11的波长λ1和波长λ2的光信号功率分别变为-16dB和-28dB，与本发明的上述第一实施例类似，其处于光放大部分11线性工作的范围之内。这样，在本实施例中，通过使用单光纤双向光放大器1，就可以实现10Gbps和80km的单光纤双向传输。尽管未示出，但与光交织器18类似，这些同样也适用于光交织器19。

图8是一个框图，示出了本发明第四实施例的单光纤双向光传输系统的构造。在图8中，本发明第四实施例的单光纤双向光传输系统除了该系统被构造成用光交织器21和22代替了光学蓝/红滤光器12和13，藉以进行复用和解复用之外，与图1所示的本发明第一实施例具有相同的构造。而且，相同组件的操作与本发明第一实施例的相同。

光交织器21和22与本发明上述第三实施例中的光交织器18和19具有相同的特性。这样，在本实施例中，与本发明上述的第一实施例类似，通过使用单光纤双向放大器20，就可以实现10Gbps和80km的单光纤双向传输。

此时，与本发明上述的第二实施例类似，可以通过用光学蓝/红滤光器代替光循环器4和6，来执行本实施例。而且，与本发明上述的第三实施例类似，可以通过用光交织器代替光循环器4和6来实现本实施例。

图9是一个框图，示出了本发明第五实施例的单光纤双向光传输系统的构造。在图9中，本发明第五实施例的单光纤双向光传输系统被构造成通过使用多个信道的光复用器36和45、以及光解复用器35和46来进行复用和解复用，藉以进行多个单向信道的WDM传输。

本实施例被构造为进行每个方向2个波、总共2×2种波长的双向传输。来自光发射器31、32、41和42中每一个的光信号波长分别是λ11＝1558.98nm，λ12＝1557.36nm，λ13＝1540.56nm，以及λ14＝1538.98nm，并且光输出功率是-1dBm。

图10示出了光学蓝/红滤光器的特性和波长设置，而图11示出了光交织器的构造和波长设置。在图10中，示出了信号光束λ11至λ14的波长设置与光学蓝/红滤光器12和13的频段之间的关系。

蓝频段和红频段的通带带宽与本发明上述第一实施例中的相同。波长λ11和λ12的光信号仅在红频段中传输，而λ13和λ14的光信号仅在蓝频段中传输。因而，波长λ11和λ12的光信号以及λ13和λ14的光信号被根据波长而复用和解复用。

假定光复用器36和45、以及光解复用器35和46的损耗是3dB，并且单光纤双向传输路径5是80km，其损耗为20dB，则输入到光放大部分11的功率对于波长λ11和λ12是每个信道-15dBm，而对于波长λ13和λ14是每个信道-27dBm，输入光信号的功率电平差是12dB，因此，与本发明上述的第一实施例类似，其处于光放大部分11线性工作的范围之内。

而且，由于增益是25dB，因此光接收器33、34、43和44处的光功率变为-16dBm，处在可接收的电平上。这样，在本实施例中，通过使用单光纤双向放大器30，就可以实现10Gbps和80km的四信道单光纤双向传输。

此时，在本实施例中，与本发明上述的第二实施例类似，光循环器4和6可以使用具有与光学蓝/红滤光器12和13相同频段的光学蓝/红滤光器。

而且，从波长λ11至波长λ14的每个信号的频率分别是192.30THz、192.50THz、194.60THz和194.40THz。在图11中示出了信号光束λ11至λ14的频率设置，由于波长λ11和λ12、以及波长λ13和λ14可以由光交织器37分到不同端口中，因此与本发明上述的第三实施例类似，即使用光交织器也可以实现光循环器4和6。而且，在本实施例中，与本发明上述的第四实施例类似，单光纤双方向放大器30内的光学蓝/红滤光器12和13可以是光交织器。

图12是一个框图，示出了本发明第六实施例的单光纤双向光传输系统的构造。在图12中，本发明第六实施例的单光纤双向光传输系统将光循环器51和52安装在色散补偿器15的之前和之后，对色散补偿器15之前和之后的上下行光信号进行复用和解复用，并在色散补偿光纤上进行双向共同色散补偿，从而利用色散补偿器15，而非本发明上述第一至第五实施例中所使用的两组色散补偿器14和15，而构造了单光纤双向光放大器50。

与本发明上述的第一实施例类似，第一光发射器2和第二光发射器7的输出波长是λ1＝1558.98nm和λ2＝1540.56nm。与本发明上述的第一实施例类似，色散补偿器15的色散补偿量是-1360ps/nm，而其损耗是10dB。

假定第一光发射器2和第二光发射器7的输出是-5dBm，则输入到光放大部分11的波长λ1和λ2的光功率分别是-18dBm和-28dBm，与本发明的上述第一实施例类似，其处于光放大部分11线性工作的范围之内。而且，第一光接收器3和第二光接收器8处的功率变为-16dBm，在可接收的电平上。这样，在本实施例中，通过使用单光纤双向光放大器50，就可以实现10Gbps和80km的单光纤双向传输。

即使在此，与本发明上述的第二和第三实施例类似，光循环器4、6、51和52也可以使用与光学蓝/红滤光器12和13具有相同频段的光学蓝/红滤光器和光交织器。

而且，在本实施例中，与本发明上述的第四实施例类似，单光纤双向光放大器50内的光学蓝/红滤光器12和13可以是光交织器。而且，在本实施例中，与本发明上述的第五实施例类似，通过使用光复用器和光解复用器，可以进行多个单向信道的WDM传输。

图13是一个框图，示出了本发明第七实施例的单光纤双向光传输系统的构造。在图13中，本发明第七实施例的单光纤双向光传输系统被构造成将单光纤双向光放大器1插入传输路径中间。

通过将光循环器4、61和62安装在单光纤双向光放大器1的之前和之后，放大器1不仅可以插入本发明上述第一至第六实施例中传输路径的终端部分，而且可以插入传输路径中间。

与本发明上述的第一实施例类似，第一光发射器2和第二光发射器7的输出波长是λ1＝1558.98nm和λ2＝1540.56nm。与本发明上述的第一实施例类似，色散补偿器15的色散补偿量是-1360ps/nm，而其损耗是10dB。

在本实施例中，从单光纤双向光放大器1到光终端A和光终端B的距离分别取为20km和60km，而此时单光纤双向传输路径5和63的损耗分别取为5dB和15dB。

假定第一光发射器2和第二光发射器7的输出是-5dBm，则输入到光放大部分11的波长λ1和λ2的光功率分别是-23dBm和-23dBm，与本发明的上述第一实施例类似，其处于光放大部分11线性工作的范围之内。而且，第一光接收器3和第二光接收器8处的功率变为-16dBm，在可接收的电平上。这样，在本实施例中，就可以实现10Gbps和80km的单光纤双向传输，而无需将单光纤双向光放大器1的安装位置限制在传输路径的中央。

此时，在本实施例中，与本发明上述的第二和第三实施例类似，可以用光学蓝/红滤光器和光交织器来代替光循环器4、6、61和62。

而且，在本实施例中，与本发明上述的第四实施例类似，单光纤双向光放大器1内的光学蓝/红滤光器12和13可以是光交织器。而且，在本实施例中，与本发明上述的第五实施例类似，通过使用光复用器和光解复用器，可以进行多个单向信道的WDM传输。

图14是一个框图，示出了本发明第八实施例的单光纤双向光传输系统的构造。在图14中，本发明第八实施例的单光纤双向光传输系统被如下构造，单光纤双向光放大器70包括光放大部分11和置于该放大器之前和之后的光学蓝/红滤光器12和13，由于传输距离短，因此未使用色散补偿器。

在本实施例中，传输距离取为60km，其损耗取为15dB，并且所述系统被构造成进行每个方向4个波、总共4×2种波长的双向传输。对于光复用器74，使用了价格低的耦合器，其损耗为9dB，而光复用器77以及光解复用器73和78的损耗分别是5dB。

来自光发射器71-1至71-4和75-1至75-4中每一个的光信号波长分别是λ21＝1558.98nm，λ22＝1557.36nm，λ23＝1555.75nm，λ24＝1554.13nm，λ25＝1540.56nm，λ26＝1538.98nm，λ27＝1537.40nm，以及λ28＝1535.82nm，并且光输出功率是-5dBm。

图15示出了光学蓝/红滤光器的特性和波长设置，而图16示出了光交织器的构造和波长设置。图15示出了信号光束λ21至λ28的波长设置与光学蓝/红滤光器12和13的频段之间的关系。

蓝频段和红频段的通带带宽与本发明上述第一实施例中的相同。波长λ21至λ24的光信号仅在红频段中传输，而波长λ25至λ28的光信号仅在蓝频段中传输。因而，波长λ21至λ24的光信号和波长λ25至λ28的光信号被根据波长而复用和解复用。

输入到光放大部分11的波长λ21至λ24和λ25至λ28的功率分别是每个信道-15dBm和-28dBm，并且由于输入信号的功率电平差是13dB，因此与本发明上述的第一实施例类似，其处于光放大部分11线性工作的范围之内。

而且，由于增益是25dB，因此光接收器72-1至72-4和76-1至76-4处的光功率变为-8dBm和-13dBm，处在可接收的电平上。这样，在本实施例中，通过使用单光纤双向放大器70，就可以实现10Gbps和60km的8信道单光纤双向传输。

此时，在本实施例中，与本发明上述的第二实施例类似，光循环器4和6可以是具有与光学蓝/红滤光器12和13相同频段的光学蓝/红滤光器。

而且，在本实施例中，从波长λ21至波长λ28的每个信号的频率分别是192.30THz、192.50THz、192.70THz、192.90THz、194.60THz、194.80THz、195.00THz和195.20THz。信号光束λ21至λ28的频率设置可以由图16所示的光交织器79对于波长λ21至波长λ24、以及波长λ25至波长λ28而分到不同端口中，因此与本发明上述的第三实施例类似，即使用光交织器也可以实现光学蓝/红滤光器12和13以及光循环器4和6。而且，与本发明上述的第四实施例类似，单光纤双方向光放大器70内的光学蓝/红滤光器12和13可以是光交织器。

在上述说明中，虽然所述光放大部分11采用的是掺铒光纤放大部分，但取决于要放大的光信号的波长，该部分也可以是使用了添加有其它稀土元素的光纤的光放大部分或半导体光放大部分。

而且，所述光学蓝/红滤光器采用的是C频段(C-band)蓝/红滤光器，但取决于所使用的波长范围，该滤光器也可以是用在其它频段的滤光器。

而且，在本发明的构造中，未使用依赖于传输速度的元件，例如，传输速度可以是2.4Gbps或10Gbps。这样，在上述构造中，只要满足上述功能，就不限光信号波长、传输速度和传输距离，上述说明并不限制本发明。

这样，就能够以适中的价格实现本发明的单光纤双向光放大器。由于在用于在单根导体光纤上进行双向传输的单光纤双向传输路径5中，光放大器11仅插入传输路径的任何一端，并且上下行双向光信号可以由一个光放大器11共同放大，因此能够以适中的价格实现单光纤双向的长距离延伸。而且，由于本发明的单光纤双向光放大器可以用仅向普通光放大器添加了无源部件的简单构造来实现，因此能够以适中的价格来制造。

如上所述，本发明所具有的优点在于，通过上述构造和处理操作而实现了单光纤双向的长距离延伸。

Claims (20)

1.一种单光纤双向光传输系统，其中，对具有不同波长的多个光信号进行复用，并通过单光纤双向传输路径而在第一光终端和第二光终端之间进行双向传输，所述单光纤双向光传输系统具有光放大器，该光放大器对双向波长复用光信号进行共同放大。

2.如权利要求1所述的单光纤双向光传输系统，其中，为所述第一光终端和所述第二光终端中的一个光终端配备所述光放大器。

3.如权利要求1所述的单光纤双向光传输系统，其中，所述第一光终端和所述第二光终端包括定向分离器，该定向分离器将通过所述单光纤双向传输路径而传输的所述波长复用光对于每个方向都进行分离。

4.如权利要求3所述的单光纤双向光传输系统，其中，所述定向分离器至少是光循环器、光学蓝/红滤光器和光交织器中的一种。

5.如权利要求1所述的单光纤双向光传输系统，其中，所述光放大器包括光放大部分、设置在所述光放大部分的输入侧的光复用器和第一光色散补偿器、以及设置在所述光放大部分的输出侧的光解复用器和第二光色散补偿器，

其中，所述第一光色散补偿器连接到所述第一和第二光终端中任意一个配备有所述光放大器的光终端中的光发射器，还连接到所述光复用器，

其中，所述第二光色散补偿器连接到所述第一和第二光终端中任意一个配备有所述光放大器的光终端中的光接收器，还连接到所述光解复用器，并且

其中，从所述光发射器输出并已经通过所述第一色散补偿器的光信号、以及已经传播通过所述单光纤双向传输路径的光信号被复用并共同放大，此后又被解复用成要通过所述第二色散补偿器输出到所述光接收器的信号、以及要输出到所述单光纤双向传输路径的信号。

6.如权利要求5所述的单光纤双向光传输系统，其中，所述光复用器和所述光解复用器至少是光学蓝/红滤光器和光交织器中的一种。

7.如权利要求1所述的单光纤双向光传输系统，其中，所述光放大器包括光放大部分、设置在所述光放大部分输入侧的光复用器、设置在所述光放大部分输出侧的光解复用器、所述光色散补偿器、以及设置在所述光色散补偿器两端的光定向分离器，并且

其中，从所述第一和第二光终端中任意一个配备有所述光放大器的光终端中的光发射器输出的光信号、以及已经传播通过所述单光纤双向传输路径的光信号被复用并共同进行色散补偿以及共同放大，此后被解复用，然后被输出到所述第一和第二光终端中任意一个配备有所述光放大器的光终端中的光接收器，还被输出到所述单光纤双向传输路径。

8.如权利要求7所述的单光纤双向光传输系统，其中，所述光复用器和所述光解复用器至少是光学蓝/红滤光器和光交织器中的一种。

9.如权利要求7所述的单光纤双向光传输系统，其中，所述光定向分离器至少是光循环器、光学蓝/红滤光器和光交织器中的一种。

10.如权利要求5所述的单光纤双向光传输系统，其中，所述光放大器配备在所述传输路径的中间。

11.一种用于单光纤双向光传输系统的单光纤双向光放大器，其中，对具有不同波长的多个光信号进行复用，并通过单光纤双向传输路径而在第一光终端和第二光终端之间进行双向传输，所述单光纤双向光放大器具有用于对双向波长复用光信号进行共同放大的光放大器。

12.如权利要求11所述的单光纤双向光放大器，其中，为所述第一光终端和所述第二光终端中的任意一个终端配备所述放大器。

13.如权利要求11所述的单光纤双向光放大器，其中，所述第一光终端和所述第二光终端包括定向分离器，该定向分离器将通过所述单光纤双向传输路径而传输的所述波长复用光对于每个方向都进行分离。

14.如权利要求13所述的单光纤双向光放大器，其中，所述定向分离器至少是光循环器、光学蓝/红滤光器和光交织器中的一种。

15.如权利要求11所述的单光纤双向光放大器，其中，所述光放大器包括光放大部分、设置在所述光放大部分的输入侧的光复用器和第一光色散补偿器、以及设置在所述光放大部分的输出侧的光解复用器和第二光色散补偿器，

其中，所述第一光色散补偿器连接到所述第一和第二光终端中任意一个配备有所述光放大器的光终端中的光发射器，还连接到所述光复用器，

其中，所述第二光色散补偿器连接到所述第一和第二光终端中任意一个配备有所述光放大器的光终端中的光接收器，还连接到所述光解复用器，并且

其中，从所述光发射器输出并已经通过所述第一色散补偿器的光信号、以及已经传播通过所述单光纤双向传输路径的光信号被复用并共同放大，此后又被解复用成要通过所述第二色散补偿器输出到所述光接收器的信号、以及要输出到所述单光纤双向传输路径的信号。

16.如权利要求15所述的单光纤双向光放大器，其中，所述光复用器和所述光解复用器至少是光学蓝/红滤光器和光交织器中的任一种。

17.如权利要求11所述的单光纤双向光放大器，其中，所述光放大器包括光放大部分、设置在所述光放大部分输入侧的光复用器、设置在所述光放大部分输出侧的光解复用器、所述光色散补偿器、以及设置在所述光色散补偿器两端的光定向分离器，并且

其中，从所述第一和第二光终端中任意一个配备有所述光放大器的光终端中的光发射器输出的光信号、以及已经传播通过所述单光纤双向传输路径的光信号被复用并共同进行色散补偿以及共同放大，此后被解复用，然后被输出到所述第一和第二光终端中任意一个配备有所述光放大器的光终端中的光接收器，还被输出到所述单光纤双向传输路径。

18.如权利要求17所述的单光纤双向光放大器，其中，所述光复用器和所述光解复用器至少是光学蓝/红滤光器和光交织器中的任一种。

19.如权利要求17所述的单光纤双向光放大器，其中，所述光定向分离器至少是光循环器、光学蓝/红滤光器和光交织器中的任一种。

20.如权利要求15所述的单光纤双向光放大器，其中，所述光放大器配备在所述传输路径的中间。