可重置配置光放大器、可逆光循环器以及光信号传输系统技术方案

一种可重置配置光放大器，包括第一可逆光循环器与光增益元件。第一可逆光循环器有四个输入／输出端口，称为第一端点、第二端点、第三端点以及第四端点，依照控制信号使第一端点到第四端点是依序以可为正向循环或是逆向循环的传送方向来传送光信号，而相邻的该第一端点与该第四端点之间是不互通。光增益元件连接于相邻的第一端点与第四端点之间。第二端点与第三端点分别连到第一通讯节点与第二通讯节点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种可重置配置光放大器的技术以及其应用。
技术介绍
光通讯技术已广泛地使用于超宽带网络中，其中一般可逆的三端口及四端口光循 环器分别经常作为一般单向lx2光开关及2x2光开关使用。另外固定传输方向的光循环器 配合光增益元件构成的光放大器，设置在光传输路径上，以放大光信号，并提供网络监测信 号返回路径。传统的光放大器是单方向的设计，在网络应用上有其限制。 图1绘示传统光通讯网络节点间的架构示意图。参阅图l，传统的光通讯网络节点 间的架构是架设在二个通讯节点80、90构成双向传输。通讯节点80有接收端Rxl与传送 端Txl，通讯节90也有接收端Rx2与传送端Tx2相互连接。例如以通讯节点80传送光信号 到节点90为例，其通讯路径是经由光开关100、单向光放大器(OA) 102、光纤路径104、单向 光放大器106、以及光开关108，连接到通讯节点90的接收端Rx2。 然而光纤路径104可能会因外在因素而发生断裂，因此必须设置保护路径120，通 过光开关100U08地切换，改由保护路径120传送信号。保护路径120与正常操作的路径 相同，作为备用。 依相同的机制，由通讯节点90传送信号给通讯节点80的接收端，也是经过光开关 110、单向光放大器112、光纤路径114、单向光放大器116以及光开关118到通讯节点80的 接收端Rxl。而另一条备用的保护路径122也与保护路径120有着相同的作用，但是传输方 向相反。由于一般光放大器都是单向使用，因此需要设置二条保护路径120、122，导致需要 较高的成本。 相关业者虽已提出多种不同的设计架构，但此项技术仍有许多地方需要进一步的 研发。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种可重置配置光放大器，包括第一可逆光循环器与光增益 元件。第一可逆光循环器有四个输入/输出端口，分别为第一端点、第二端点、第三端点以 及第四端点。四个输入/输出端口依照控制信号使该第一端点到该第四端点是依序以可为 正向循环或是逆向循环的第一传送方向来传送第一光信号，而相邻的该第一端点与该第四 端点之间是不互通。光增益元件，连接于相邻的该第一端点与该第四端点之间。第二端点 与第三端点分别连到第一通讯节点与第二通讯节点。 本专利技术的实施例提供一种可逆光循环器，包含光循环器以及磁场控制元件。光循 环器有四个输入/输出(10)端口，分别为第一端点、第二端点、第三端点以及第四端点，其 中该光循环器内部磁性单元是由半硬磁性材料构成。磁场控制元件依照控制信号产生第一 方向磁场或是第二方向磁场，施加于该光循环器以改变磁极极性，达到从该第一端点经过 该第二端点与该第三端点到该第四端点，依序是以正向或是逆向传送光信号，其中该第一端点直接到该第四点之间固定不互通。 本专利技术提供一种光信号传输系统，包括第一通讯端有第一光开关单元连接第一接 收端与第一传送端。第二通讯端有第二光开关单元连接第二接收端与第二传送端。光学第 一路径通过该第一光开关单元与该第二光开关单元连接于该第一接收端与该第二传送端 之间。光学第二路径通过该第一光开关单元与该第二光开关单元连接于该第一传送端与该 第二接收端之间与/或该第二接收端与该第一传送端之间。保护路径通过该第一光开关单 元与该第二光开关单元连接于该第一接收端与该第二传送端之间，该保护路径包括至少一 可重置配置光放大器。可重置配置光放大器包括第一可逆光循环器，有四个输入/输出端 口，分别为第一端点、第二端点、第三端点以及第四端点，依照控制信号使该第一端点到该 第四端点是依序以可为正向循环或是逆向循环的第一传送方向来传送通过的第一光信号， 而相邻的该第一端点与该第四端点之间是不互通。光增益元件连接于相邻的该第一端点与 该第四端点之间，其中该第二端点与该第三端点，分别连到第一节点与第二节点，其中该第 一节点与该第二节点分别接连接到该第一通讯端与该第二通讯端，或是分别更通过第二可 逆光循环器接连接到该第一通讯端与该第二通讯端。 为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明 图1绘示传统光通讯网络的架构示意图。 图2A与图2B绘示依据本专利技术一实施例，可逆的光循环器的机制示意图。 图3绘示依据本专利技术一实施例，可重置配置光放大器的架构示意图。 图4绘示依据本专利技术一实施例，可逆光循环器的结构示意图。 图5绘示依据本专利技术一实施例，对于切换时间的检视结果示意图。 图6A 6B绘示依据本专利技术一实施例，几种操作的实例示意图。 图7A 7D绘示依据本专利技术另一实施例，几种操作的实例示意图。 图8A 8D绘示依据本专利技术另一实施例，几种操作的实例示意图。 图9绘示依据本专利技术一实施例，光信号传输系统架构示意图。[主要元件标号说明] 80、90 :通讯节点 100、108、118、110 :光开关 102、106 :单向光放大器 116U12 :单向光放大器 104、114:路径 120、122:保护路径 150U60 :可逆光循环器 152:输入/输出端口 154 :控制元件 200 :可重置配置光放大器 202:光增益元件 204 208 :光信号 300、302、304、306、400、402 :路径 500 、502 :路径 504、512 :光耦合器 506、510 :可重置配置光放大器 508 :保护路径具体实施例方式本专利技术提出一种可重置配置光放大器的设计，例如是设计出可逆的光循环器(optical circulator)，使光行进方向可逆，在配一光增益元件达到可重置配置光放大器。如此可以减少网络保护路径的数量及简化网络设计。 图2A与图2B绘示依据本专利技术一实施例，可逆的光循环器的机制示意图。在本专利技术中所使用的光循环器都是属于可逆光循环器150，但是有一固定位置不互通循环。以具有四个I/O端口 152 (Port 1 Port 4)的可逆光循环器150为例，箭头方向可以例如是图2A中顺时间方向循环的正向循环方向，或是图2B中逆时间方向循环的逆向循环方向。然而，不管于正向循环或是逆向循环，Port l与Port 4之间直接相邻的一段是不互通，如箭头的缺口所示。于此要注意的是，四个I/0端口 152的顺序只是为方便描述，其只要是正向循环与逆向循环的其不互通段相同即可。 以图2A的顺序而言，例如由Port 1输入的信号会依顺序在下一个1/0端口输出，即是在Port 2输出。有例如由Port 3输入的信号会依顺序在下一个1/0端口输出，即是在Port 4输出。但是，由Port 4输入的信号不会输出，或是会通过外接的路径输出。图2B的输出方向与图2A相反，但是机制相同。可逆光循环器150的设计，例如是图4所示，于后面会描述。 图3绘示依据本专利技术一实施例，可重置配置光放大器的架构示意图。参阅图3，可重置配置的光放大器200是通过如图2A与图2B的可逆光循环器150来达成。 一般而言，可重置配置光放大器200包括可逆光循环器150与光增益元件202。可逆光循环器150有四个输入/输出端口，称为第一端点(D、第二端点(2)、第三端点(3)以及第四端点(4)，依照给控制元件154的控制信号，可逆光循环器150的第一端点(1)到第四端点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重置配置光放大器，包括：第一可逆光循环器，有四个输入／输出端口，分别为第一端点、第二端点、第三端点以及第四端点，依照控制信号使该第一端点到该第四端点是依序可为正向循环或是逆向循环的第一传送方向来传送第一光信号，而相邻的该第一端点与该第四端点之间是不互通；以及光增益元件，连接于相邻的该第一端点与该第四端点之间，其中该第二端点与该第三端点，分别连到第一通讯节点与第二通讯节点。

【技术特征摘要】
一种可重置配置光放大器，包括第一可逆光循环器，有四个输入/输出端口，分别为第一端点、第二端点、第三端点以及第四端点，依照控制信号使该第一端点到该第四端点是依序可为正向循环或是逆向循环的第一传送方向来传送第一光信号，而相邻的该第一端点与该第四端点之间是不互通；以及光增益元件，连接于相邻的该第一端点与该第四端点之间，其中该第二端点与该第三端点，分别连到第一通讯节点与第二通讯节点。2. 根据权利要求1所述的可重置配置光放大器，其中相邻的该第一端点与该第四端点 之间是通过该光增益元件连通，且对正向或是逆向通过的该第一光信号产生光信号增益。3. 根据权利要求1所述的可重置配置光放大器，其中该可逆光循环器包括 光循环器，有该四个输入/输出端口，其中该光循环器内部磁性单元是由半硬磁性材料构成；以及磁场控制元件，依照该控制信号产生第一方向磁场或是第二方向磁场，施加于该光循 环器以改变磁极极性，达到该第一端点到该第四端点依序是以正向或是逆向传送该第一光 信号。4. 根据权利要求1所述的可重置配置光放大器，其中当该第一通讯节点与该第二通讯 节点之间传送无需放大的该第一光信号时，该控制信号控制该第一可逆光循环器的该第一 传送方向，使在该第二端点与该第三端点之间传送。5. 根据权利要求1所述的可重置配置光放大器，其中当该第一通讯节点与该第二通讯 节点之间传送需要放大的该第一光信号时，该控制信号控制该第一可逆光循环器的该第一 传送方向，使在该第一端点与该第四端点之间通过该光增益元件传送。6. 根据权利要求1所述的可重置配置光放大器，还包括第二可逆光循环器，有四个输 入/输出端口，分别为第五端点、第六端点、第七端点以及第八端点，依照控制信号使该第 五端点到该第八端点是依序为正向循环或是逆向循环的第二传送方向来传送通过的第二 光信号，而相邻的该第五端点与该第八端点之间是不互通，其中该第一可逆光循环器与该第二可逆光循环器的连接是该第五端点与该第八端点 分别连接到该第一通讯节点与该第二通讯节点，且该第六端点与该第七端点分别连接到第 三通讯节点与第四通讯节点。7. 根据权利要求6所述的可重置配置光放大器，其中该第一可逆光循环器与该第二可 逆光循环器都是该正向循环或是该逆向循环时，使在该第二可逆光循环器的该第二光信号 于相邻的该第五端点与该第八端点之间的连接是通过该第一可逆光循环器与该光增益元 件传送与放大。8. 根据权利要求6所述的可重置配置光放大器，其中该第一可逆光循环器与该第二 可逆光循环器是分别为该正向循环与该逆向循环时，或是分别是该逆向循环与该正向循环 时，使在该第二可逆光循环器的该第二光信号于相邻的该第五端点与该第八端点之间的连 接是通过该第一可逆光循环器传送，不经过该光增益元件。9. 根据权利要求1所述的可重置配置光放大器，还包括第二可逆光循环器，有四个输 入/输出端口，分别为第五端点、第六端点、第七端点以及第八端点，依照控制信号使该第 五端点到该第八端点是依序以可为正向循环或是逆向循环的第二传送方向来传送第二光信号，而相邻的该第五端点与该第八端点之间是不互通，其中该第一可逆光循环器与该第二可逆光循环器的连接是该第六端点与该第七端点 分别连接到该第一通讯节点与该第二通讯节点，且该第五端点与该第八端点分别连接到第 三通讯节点与第四通讯节点。10. 根据权利要求9所述的可重置配置光放大器，其中该第一可逆光循环器与该第二 可逆光循环器都是该正向循环或是该逆向循环，将在该第二可逆光循环器的该第二光信号 通过该第一可逆光循环器传送，但是不经过该光增益元件。11. 根据权利要求9所述的可重置配置光放大器，其中该第一可逆光循环器与该第二 可逆光循环器是分别为该正向循环与该逆向循环，或是分别是该逆向循环与该正向循环， 将在该第二可逆光循环器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨淳良，徐达儒，李三良，洪健庭，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]