[發明專利]雙向光放大器

有效

• 申請號: 201080056364.1
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102783056A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: C·西莫諾;D·基亞羅尼;G·比弗恩桑塔瑪里亞;S·艾蒂安
• 申請（專利權）人: 阿爾卡特朗訊
• 主分類號: H04B10/17
• 分類號: H04B10/17
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明的一方面涉及雙向光放大器。該雙向光放大器可以用于使用光纖的光通信網絡。例如，光通信網絡可以是無源光網絡PON，更具體地是混合波分復用和時分復用的無源光網絡WDM-TDM?PON。

背景技術

在下文中，術語“連接的”和“連接”分別意在指“光連接的”和“光連接”。

圖1是圖示無源光網絡WDM-TDM?PON的框圖。無源光網絡PON具有點對多點網絡架構。無源光網絡包括通過多個光分路器或復用器31以及光纖部分22、32連接到多個光網絡單元ONU?30的光線路終端OLT?20。通常，光線路終端20包括位于服務提供商的中心局處的接收機23和發射機24，并且服務位于終端用戶附近的多個光網絡單元30。接收機23和發射機24通過環行器(circulator)21連接到光纖部分22。光線路終端20的發射機24向光網絡單元30發送光信號。光線路終端20的接收機23接收由光網絡單元30發送的光信號。使用不同波長帶的這些下行信號和上行信號共享相同的光纖部分22、32。通常，由于在長光纖部分中行進的光信號的衰減，無源光網絡PON進一步包括雙向光放大器1。

圖2是圖示雙向光放大器1的框圖。下行光信號S_DS在一個方向上通過雙向光放大器1，并且上行光信號S_US在相反方向上通過雙向光放大器1。雙向光放大器1包括第一光環行器2以及第二光環行器3，二者都具有3個端口P1、P2、P3。第一光環行器2的第一端口P1在雙向光放大器的一端限定第一連接器8。第二光環行器3的第一端口P1在雙向光放大器的相對端限定第二連接器9。第一連接器8連接到光纖部分32。第二連接器9連接到另一光纖部分22。用于下行光信號S_DS的下行放大路徑5被限定在第一光環行器2的第二端口P2和第二光環行器3的第二端口P2之間。下行單向光放大器4被連接在下行放大路徑5中的所述端口之間。用于上行光信號S_US的上行放大路徑7被限定在第一光環行器2的第三端口P3和第二光環行器3的第三端口P3之間。上行單向光放大器6被連接在用于上行光信號的上行放大路徑7中的所述端口之間。通常，這樣的雙向光放大器包括稀土摻雜的光纖放大器DFA作為單向光放大器4、6。稀土摻雜的光纖放大器包括稀土摻雜的光纖作為用于放大光信號的增益介質。例如，稀土摻雜的光纖放大器可以是摻鉺光纖放大器EDFA。

由于在每個光環行器的第二端口P2和第三端口P3之間的不完美隔離而導致的不穩定性使得圖2中描繪的雙向光放大器1不令人滿意。在小框中描繪了不同放大階段的下行信號S_DS(實線箭頭)和上行信號S_US(虛線箭頭)的不完美隔離的影響。更確切地，在下行單向光放大器4的輸入處再次注入上行單向光放大器6的輸出功率11的一部分。類似地，在上行單向光放大器6的輸入處再次注入下行單向光放大器4的輸出功率12的一部分。相應的光功率在雙向光放大器1的閉環中再次循環。因此，這樣的雙向光放大器1是不穩定的，即，雙向光放大器在兩個方向上的輸出功率隨著時間而不規律地變化。

已經提出了包括具有低輸出功率的單向光放大器或者包括具有增加的隔離度的環行器的雙向光放大器。然而，這些解決方案沒有令人滿意地防止雙向光放大器輸出信號的振蕩。此外，具有35dB的隔離度的環行器需要單向光放大器的輸出功率被限制為16dBm以便于防止振蕩。因為這減小了無源光網絡的范圍(在OLT和ONU之間的距離)和分光比(每OLT的ONU的數目)，因此是不可接受的。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種克服了現有雙向光放大器的一個或多個局限的雙向光放大器

根據本發明的一個方面，提供了一種雙向光放大器，該雙向光放大器被配置為使下行光信號在一個方向上通過并且使上行光信號在相對方向上通過，該雙向光放大器包括：

-第一光環行器，該第一光環行器具有三個端口，

-第二光環行器，該第二光環行器具有三個端口，

-下行單向光放大器，該下行單向光放大器被連接在第一光環行器的第二端口和第二光環行器的第二端口之間，以限定用于下行光信號的下行放大路徑，

-上行單向光放大器，該上行單向光放大器被連接在第一光環行器的第三端口和第二光環行器的第三端口之間，以限定用于上行光信號的上行放大路徑，以及

-波帶分離器，該波帶分離器被連接在第一光環行器的第二端口和下行單向光放大器的輸入之間。

波帶分離器可以是波帶分路器或解交織器。