具有双向上下路复用的双向WDM光通信系统技术方案

本发明专利技术提供一种光放大双向光上下路多路复用器（图４），用于包括两个双向传播的ＷＤＭ光信号的双向（５）ＷＤＭ光通信系统。每个相向传播的ＷＤＭ信号进入双向上下路多路复用器，并放置在不包括另一ＷＤＭ光信号的光通路上。可以放大（３１０，３２０）每个ＷＤＭ光信号，并向每个信号上路或从每个信号下路一路或多路光信道。在典型实施例中，双向ＷＤＭ信号之一包括位于ＥＤＦＡ的Ｃ波段中的光信道，而另一双向ＷＤＭ信号包括位于ＥＤＦＡ的Ｌ波段中的光信道。以这种方式，为特别增益区域中的信道特别选择的光放大器（３１０）可以分别放大每个被分开的双向ＷＤＭ信号。每个相向传播的ＷＤＭ信号离开双向上下路多路复用器，并再加入双向光波导。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及光通信系统，更特别地，涉及双向光通信系统，此系统在相同的双向波导介质上以相反方向传送波分复用光信号，而且可以在沿着双向波导的任意点有选择地上路或下路一路或多路任意光信道。
技术介绍
随着通信信号带宽的需求增加，用来增加单根光纤的传输容量的波分复用(WDM)已经逐步得到流行。可以在作为本文参考文献的公开，Ramaswami等人的《光网络实用前景》(Morgan Kaufman，1998)中找到对包括WDM网络的光网络的回顾。代表性地，已经在长距离、交互传输领域设计和应用波分复用光通信系统。在这些长距离的光网络中，包括具有不同波长的多个光信道的波分复用光通信信号在单根光纤上单向传播(单向传输)。因为在这样系统中的通信业务通常传播几百公里，很少需要在间隔较远的上下路节点发生的单独信道的上下路复用。已经为在单向波分复用光通信系统中的上下路复用提出了很多方案。在美国专利号为6061484的专利中，公开了现有技术的单信道单向上下路多路复用器。基本的结构由具有在连接环行器的光纤中放置光纤内Bragg光栅的两个三端口的光环行器构成。单向WDM信号进入第一环行器；要被下路的信道由光栅反射到下路端口，而WDM信号的其余信道则通过传向第二环行器。类似地，要被上路的信道进入第二环行器，以及被输出给相同的光栅并反射回第二环行器。以这种方式，从单向WDM光信号中对具有相同信道波长的信道进行上下路。已经提出了对这类单向上下路多路复用器的多种改进。这些改进中的一些包括可调谐光栅滤波器、可交换光栅、多信道下路和/或上路等。在作为本文参考文献的专利技术，美国专利号为5479082，5608825，5712932，5726785，5748349，5751456，5778118，5822095，5841918，5926300，5946430，6020986，6038045，6040932，6061484，6067389，6069719，6108468，6122095和6122096的专利中公开了这些用于单向波分复用光通信系统的上下路多路复用器。尽管用于这些上下路复用器的方案适合于传统的单向(代表性地，长距离交互传输市场)WDM光网络，城域(局域)通信系统需要位于互连光纤环中的多个节点间的业务的广泛路由和交换。因此，小型城域市场需要相当广泛的上下路复用以在它们的短距离系统中成功实现波分复用。此外，为了最大化在这些局域中的波分复用的效率，比较有用的是实现双向WDM光系统，如，增强网络设计的灵活性。在相向传播的WDM光信号的双向WDM系统中，携带多个光信道的每个信号在诸如单根光纤之类的相同的波导介质上传播。双向系统的实现需要一些未在传统单向光系统中出现的考虑。双向系统的放大需要特别设计的光纤放大器或同时回旋双向WDM信号的路由以单一方向通过单向放大器。在作为参考文献的美国专利号为5604627，5633741，5742416，5812306，5887091，5995259，6081368和6101016的专利中公开用于双向放大器的多种结构。除了在放大双向WDM光信号中所增加的困难，在双向光环境中的上下路复用变得非常复杂。此外，因为在本地城域系统中需要频繁的上下路复用，双向上下路多路复用器必须是节约成本的和鲁棒的，即具有小故障(由于如开关、活动反射器等的活动部分)几率的重复操作的能力。已经提出了一些双向复用的方案；但是，这些方案主要涉及在光系统(如，系统端节点)的始点或终点向光传输光纤传输或从光传输光纤接收的问题。在美国专利号为5909295的专利中，使用光环行器来分开将被进一步滤波成单独信道波长的相向传播光信号。在很多实施例中，必须使用昂贵的四端口(或更多)光环行器。尽管分开了光信道，但对于信号的复合从而双向光信号继续沿双向传输波导传播则没有教导或建议。在美国专利号为5748350的专利中，再次使用光环行器和光栅来分开和组合多个光信道。尽管从被Bragg光栅反射进入环行器的波长以与通过Bragg光栅传输的信号相反的方向传播来看，器件本身是“双向的”，但是输出到输出光纤上的光信号产生单向传播的单向WDM信号。这样，在本领域需要用在双向光通信系统中的双向上下路多路复用器。这种双向多路复用器允许在需要高容量信号重路由的局域、城域市场中有效地实现双向波分复用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于双向波分复用光通信系统的双向上下路多路复用器。双向WDM系统包括携带相向传播的WDM光信号的双向光波导；每个WDM光信号包括多个光信道。双向上下路从双向光波导接收沿第一方向的第一WDM信号，并将第一WDM光信号放置在不包括第二WDM光信号的第一光通路上。类似地，从双向光波导的第二方向接收第二相向传播WDM光信号，并放置在不包括第一WDM光信号的第二光通路上。第一光放大器沿第一光通路放置，用于在第一WDM光信号经过第一光通路时进行光放大。在第一光通路中至少放置一个光信道选择器，在第一WDM光信号沿第一光通路传播时，从第一WDM光信号下路一路或多路光信道。在第一光通路上向第一WDM光信号有选择地上路一路或多路光信道。第二光放大器沿第二光通路放置，用于在第二WDM光信号经过第二光通路时进行光放大。在第二光通路中至少放置一个光信道选择器，在第二WDM光信号沿第二光通路传播时，从第二WDM光信号下路一路或多路光信道。在第二WDM光信号经过第二光通路时，可以向第二WDM光信号上路一路或多路光信道。然后，在双向光波导中结合第一和第二WDM信号。附图说明图1是用于放入单波导双向光系统中的双向上下路多路复用器。图2是包括图1的双向上下路多路复用器的双向光通信系统的示意图。图3是按照本专利技术的另一实施例包括额外信道选择器的双向上下路多路复用器。图4是按照本专利技术的又一实施例包括放大的双向上下路多路复用器。具体实施例方式转向其中相同的数字指示每幅图中相同或相似的元件的详细附图，图1描述了按照本专利技术第一实施例的双向光上下路多路复用器100。从图1中可以看到，双向上下路多路复用器100沿双向光传输波导5放置。如下详细所述，配置双向光传输波导5以携带两个相向传播的波分复用光信号，其中每个WDM信号包括具有不同波长的多个光信道。与传统的工业术语相一致，沿第一方向传播的WDM信号之一标为西-东WDM信号，而以相反方向传播的WDM信号标为东-西WDM信号。为了表示清楚，在西-东WDM光信号中的单独光信道用符号λ1、λ2、λ3等标注，而在东-西WDM光信号中的单独光信道用符号λa、λb、λc等标注。双向光上下路复用器包括六个三端口光环行器10、20、30、40、50和60。在每个三端口环行器中，输入环行器的第一光端口的光信号被法拉第旋转从第二光端口输出。类似地，输入第二光端口的光信号通过第三光端口输出，而输入第三光端口的光信号通过第一光端口输出。在以上参考文献《光网络实用前景》中讨论了光环行器的操作。在本专利技术中，任何能够在多个输入和输出端口间传递光信号的器件都可以作为在双向上下路多路复用器中的元件10、20、30、40、50和60。如图1中所示的三端口光环行器可以从包括E-Tek、JDS Uniphase、AOC Technologies和Tokin等多个厂家购得，在这里就不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有沿双向光波导放置的双向上下路多路复用器的双向波分复用光通信系统，所述双向上下路多路复用器包括：具有至少第一、第二和第三光端口的第一光环形器，配置所述三个光端口使得进入第一光端口的光信号从第二光端口离开，而进入第二光端口的光信号从 第三光端口离开；配置以携带双向波分复用光通信信号的第一光波导，双向波分复用光通信信号包括包含多个沿第一方向传播的第一光信道的第一波分复用光通信信号，以及还包括包含多个沿第二方向传播的第二光信道的第二波分复用光通信信号，第一光波导与第一光 环形器的第一光端口进行光通信；具有第一和第二端的第二光波导，第二光波导的第一端与第一光环形器的第二端口进行光通信，配置第二光波导来接收来自第一光环形器的第一光端口的、沿第一方向传播的第一波分复用信号；具有至少第一、第二和第三光端口的 第二光环形器，配置所述三个光端口使得进入第一光端口的光信号从第二光端口离开，而进入第二光端口的光信号从第三光端口离开，第二波导的第二端与第二光环形器的第一端口进行光通信；第一光信道选择器，用于从与第二光环形器的第二光端口进行光通信的波分 复用光通信信号中选择一路或多路第一光信道，配置第一光信道选择器来向第二光环形器的第二光端口路由回去一路或多路第一光信道，使得所选择的一路或多路光信道从第一波分复用光通信信号中下路，并通过第二光环形器的第三端口离开，而第一波分复用光通信信号的剩余第一信道通过第一光信道选择器；具有至少第一、第二和第三光端口的第三光环形器，配置所述三个光端口使得进入第一光端口的光信号从第二光端口离开，而进入第二光端口的光信号从第三光端口离开，第三光环形器的第一光端口与第一光信道选择器进行光通信 来接收第一波分复用光通信信号的剩余第一信道；与第三光环形器的第三端口进行光通信的第三光波导，第三光波导与上路到沿第一方向传播的第一波分复用光通信信号的一路或多路第一光信道的源进行光通信，并被配置使得上路的第一光信道进入第三光环形器的第三 端口，并通过第三环形器的第一端口输出，从而上路的第一一路或多路光信道与第一光信道选择器相互作用，并通过第三环形器的第一端口路由回去，并与来自第一波分复用光通信信号的剩余第一信道一起通过第三环形器的第二端口离开；具有至少第一、第二和第三光 端口的第四光环形器，配置所述三个光端口使得进入第一光端口的光信号从第二光端口离开，而进入第二光端口的光信号从第三光端口离开，配...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加里L迪克森，
申请(专利权)人：光讯网络公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]