CN1041482C - 用于有放大的光线路的适配器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放大线路适配器，在光放大器和相应的发射和接收装置之间使专门的和通用的连接成为可能，而无需改变装置的内在线路。适配器由至少一个含有激光器的光线路发射器和一个光线路接收装置，其间连有光放大器。所述适配器包括一个光电转换装置，输出电信号，其电平对应于输入光信号变化。电信号进入第二个调整装置，它又接到另一激光器，这样产生根据每个光线路放大器要求的参数而被调定的光输出信号。

Description

用于有放大的光线路的适配器

本发明涉及用于有放大的光线路的适配器。该光线路类型包括至少有一个带有激光器的发射装置，以及一个光线路接收装置，发射装置与接收装置之间设有相应的光线路放大器。

人们都知道，在光纤通信领域内，实现在传输线上设置光放大器，使其参数要适合于设计线路上的发射器和接收器的各光参数是非常困难的。

引起这一问题，是由于光线路放大器要求的性能：传输速度、波长及其基于工作温度的波长变化，与通常使用的一般光线路的发射和接收装置不一样。

更明确地，每次都需要设计特殊的线路配置，适应光线路放大器的参数以及线路上的具体传输速度。在运行期间，这意味着要制造一块电路板，板上设定依据具体传输速度的参数。

而且，在该板上还要依据与光线路放大器相关的特定温度，设计波长控制回路。

此外，实现在发射器和接收器中上述电路板的电连接会有困难，当等于565兆位的传输速度阈值被超过时，在光放大器中安排的相适应变换电路部分会增加困难。

这些由激光器作为光发射器输出，以及涉及接收装置的光接收器输入类型的问题，引起一系列更多的限制，就在于发射和接收装置的现行回路没有对在同一光线路中耦合的业务通道提供一模拟型线路连接。

总之，经过研究和现有的实例，为限制元件的数量和使得在光纤线路中的发射和接收装置上安装的接口板可靠，线路紧凑准则已形成。但当光线路放大器必须被安装在线路上时，由于它们的工作参数，放大器在结构上与相应的光发射和接收装置中的通常线路不相容。

也就是说，当使用常规的发射/接收装置，在光放大器情况下，光线路上的信号的原始状态受到很大改变。

这些上述参数的限制，同样约缚采用各种线路解决方案，每个方案都是专一地限制在线路上选定的工作参数，而且符合线路上存在的光线路放大器的要求。

这主要是由于光线路放大器特性，放大器必须工作在给定波长范围，在依据温度给定的波长变化限制之内，和在任何传输速度的数值。

事实上，作为前面的结果，当普通光接收器连接光纤线路上光放大器时，有频率响应的问题。

同时考虑到这一系列参数限制的难题，以及与光转换器和光线路装置相关的线路之间的电连接有关的问题，首先是要完成许多方案，每个方案提供给定参数。

然而，很明显这一有关设计方法是很繁重的，成本很高，而且从工业角度出发是很不利的。

本发明的主要目的是消除上述现存使用方法的缺点。通过提供一种光放大线路适配器，使在光放大器和相应的发射和接收装置之间形成专门的和通用的连接成为可能，而无需改变装置的内在线路。

进一步说，所述装置可以使用一般市售的发射和接收装置，缩小体积，确保简单的连接结构和好的连接自身可靠性。同时，也能在装置和/或放大器，以及在拥有放大器的光纤线路区域提供防止故障的防护方法，此防护方法通常用在不是光纤型的普通线路上。

本发明用于有放大的光线路的适配器更多的性能和优点通过下面的叙述会很明确。所述有放大的光传输线路的适配器包括至少一个含有激光器的光传输线路发射器和一个光传输线路接收装置，以及它们之间设置的相应光传输线路放大器。该适配器其特征在于在输入和输出端、在发射装置侧和接收装置侧都有光纤连接。所述适配器包含有一个光电转换装置，在输出给出一电信号，电信号电平对应于输入光信号变化。电信号进入第二个调节装置用于另一激光器，以产生一个光输出信号。输出的信号根据每一个光传输路放大器的参数要求而被调定。

本发明的进一步性能和优点，将通过参照附图由下面给出的具体化光放大线路适配器实施例得到很好的理解，其中：

-图1，是依据本发明的详细光纤线路的一般框图，表示适配器与相应的发射和接收装置的连接，以及与相应光线路放大器的连接。

-图2，是依据本发明的光放大线路典型适配器的具体框图，图为从发射器侧看。

-图3，为本发明适配器从接收侧看的框图。

-图4，为本发明用于光放大线路适配器防护典型。

-图5，为本发明光放大线路使用适配器的另一防护框图。

参见图1，1代表-光纤线路。其中包括装置框2和一装置框15，在每个框中能找到一个发射部分3和17，以及一接收部分分别是4和16。

光放大器使用数字7，9，12和14表示，与它们一起的本发明适配器用数字6，8，11和13表示，放大器和适配器需要方便地被安装在线路上。为简化图解的目的，它们组成5和10两组。

明显地，例如每一适配器6和相关放大器7，不一定需要实际固定在一个壳内，可以根据线路形状，按各种可能安排光放大器。

参见图2，适配器是发射侧看出的。我们可以画出其光信号来自发射器3，由光线路1进入适配器6，通过光电转换器18提供输入光到电的转换装置。

光电转换器18(例如可以是一光电二极管)的输出，产生一个电信号进入一个电压自动控制放大器19，自动控制电压幅度在一设定范围。

由此方法，得到一个增强的电信号。电信号的大小与输入的光信号变化相一致。

上述增强的电信号进入一激光导向电路20，由此电路驱动一激光器22，把上述电信号再转换为光信号。通过根据上述光信号，选择上述导向电路产生的光信号的波长。

激光导向电路20是一个数字型电路，为使来自与输入相连的业务通道21的信号加到其输入，电路中还有一直流调制。

激光器22输出的光信号通过控制电路23控制其波长，是基于温度拉制波长，确保激光器温度与线路运行温度无关。

这一控制是模拟型，并必须跟踪低于1度的变化，实质上用于控制峰值波长满足光线路放大器7的参数要求。适配器6通过光连接与放大器7相连。

图3表示的是从接收侧8看的光适配器，由此连接接收装置4。

进入此适配器是经过放大器9的信号，信号通过光电转换器24变换为输出信号。信号送给两个分支电路，每个分支电路各通过一个电容器耦合交流信号，支路电容器分别为电容器即耦合器25和电容器即耦合器29。

在上支路，耦合器25为电容器，信号转换为电信号通过一个电压自动控制放大器26进行放大，电压幅度自动控制。

上述放大倍数是任意的，可根据需要的电压等级使用级联放大器。

放大器组自动控制输出的电压电平，而后电信号进入激光器28的导向电路27。

所述导向电路只是一模拟电路，依据确定波长触发激光器28，激光器为普通型。

在这种方式中，输出的是一个反映输入信号变化的，转换过了的光信号。

从光电转换器出来的另一分支电路包含一交流耦合器29，一个低频滤波器30，和一个普通的电压放大器31，此支路用于模拟连接到业务通道32。

上述介绍了本发明适配器结构要点，在下文是对它的工作进行介绍：

本发明特征为：进入适配器6的和输出的信号都是光信号，但是它满足了在光线路1上对应的光放大器7的参数要求。

明显地，这对于发射和接收，以及对安装在光线路1上的每一个放大器都是有效的。当光信号从光发射装置3发出，通过光纤线路1进入适配器6的光电转换器，并在此转换为电信号。

此电信号进入电压自动控制放大器19，放大器允许信号跟随光输入信号波动，保持恰当的输出电压水平。

电信号触发激光器22的导向电路20，激光器为实用型。实质上激光器根据激光器22自身内部固有结构确定波长进行选择。电路20完全是数字型，包含实现对来自叫作业务通道的输入信号进行直流调制的电路部分。而实现它，要安排一门电路，电路为模拟型输入。

具有选择波长的激光器22，而后形成一个光输出，具有与发射器3中的线路激光器不同的性能参数，而与光线路放大器7的运行要求相一致。

明显地，这一光信号也受到基于温度控制波长的控制电路23的控制。绝对的光谱变化范围低于1A的变化，实现了一个完好的选择控制。

此电路为模拟工作方式。而在框22中的激光器，若用于远程光线路，则必须选择一高挡次激光器。

在接收端，光电转换器24为一光探测器。它从光放大器9得到光信号，将光信号转换为电信号，在输出端形成两个支路，其中一路通过交流耦合器25，与发射器侧包括18和19两个框的适配器6的转换部分有相同的过程，就是通过耦合器电容25，使电压电平自动控制电压放大器26被激励，进行交流耦合。而后，从此放大器输出一个增强的与输入光信号变化相一致的电信号。

此电信号进入激光器28的导向电路27。这个电路，由于它必须实现一种与前面不同的选择，包含一组全数字电路，这就与发射侧相应电路不同。与前面方法一样，激光器可以为一种市售类型，并不要求有任何关于温度造成波长变化的控制；其波长的选择不要求精细。在激光器28的输出端，输出一个光信号，信号通过光线路1进入接收装置4，在装置4产生一电信号。

在接收端适配器的光电转换器24另一输出支路，有另一交流耦合器29，其输入是光电转换器24输出的光信号转换后的电信号。信号进入一普通电压放大器后，通过线路32连接到业务通道的连接器。

此来自光电转换器24的信号，经过耦合器(电容)29后，仍要通过一标号为30如图3的低通滤波器，滤波器设计为滤波低频信号。

在此方法中，实现了与线路发射和接收装置性能参数不相关。这是由于上述适配器实现了把在光线路上传输的信号通过恰当的程序转换为电信号，而同时保持了光放大器运行所要求的参数性能。

这样发明实现了予期的目的。

事实上，先前叙述适用于光线路上，每个发射端和接收端的放大器，并且使得其参数增强，而无需强迫改变光发射和接收装置的现存线路。在光纤线路上，也不需作改变就可把这些光装置连接到放大器上。

更进一步是，这里也提供了在有故障存在时的防护方法，这一点在通讯线路上是必须的。

根据图4所示的一种防护形式，在单一光线路中，可以连接两个装置，表示为2和2a，装置中发射部分和接收部分分别表示为3和4，以及3a和4a。其一边通过一耦合器35，而另一边通过另一相似耦合器36接到带有各自适配器6和8以及光发射和接收放大器7和9的适配器模块(通常标为5，与前面标号一致)。

使用适当的切换开关，标号为33和34，当一组接收/发射装置不能工作时，切换上另外一组。线路使用同一线路上安装的光放大器7和9，并仅仅在两装置之一不工作的瞬间切换开关33和34动作。

更详细，发射器3出现故障停止工作是由电动开关33自动或手动切换到另一端，而紧接着后使用光耦合器35，使得装置2a相应发射器3a工作。

同样，可以实现相同的接收器切换操作。

以这种方法，当一组装置不工作时，就可以提供保护。

一种更有利的方法见图5所示的另一配置。这种配置有许多发射器37，38和39通过适配器46，48和50耦合到光放大器47，49和51上。加上一附加发射器40通过一附加适配器52耦合到增加的光放大器53上。

同样在这方法中，装有光切换开关41，42和43，以及一个光耦合器44和一附加光耦合器45，这可以当任一条线路，例如由适配器46和放大器47组成的线路不工作时，切换到包括适配器组52和相应放大器53的附加光线路上。

同理，可以当一发射器不工作时，并需要切换开关切换到另一带有光放大器和单独适配器时，实现切换操作。

简言之，有一交互工作准则。准则是根据是否有一个发射器或相应带有独立适配器的放大器停止工作。根据本发明当此情况发生时，可以实现切换到一个的第n号线路(在图中表示为含有装置40和带有独立适配器52的放大器53的线路)。

同样的准则也适用包含有接收装置的光线路。

明显地，有关的结构和参数可以有其他变化和改变，所有这些都在本发明的发明范围内。

Claims (12)

1.一种用于有放大的光线路的适配器(6，8，11，13)，这类光线路包括至少一个带有激光器光线路发射装置(3，17)和一个光线路接收装置(16，4)，其间接有相应的光线路放大器(7，12，9，14)，该适配器在其发射装置侧(3，17)和接收装置侧(16，4)分别具有光纤连接(1)，其特征在于所述适配器(6，8，11，13)包括光电转换装置(18，24)、附加激光器(22，28)及用于所述附加激光器的调节装置所述光电转换装置(18，24)适于提供电输出信号，其电平跟随通过所述光纤连接(1)之一馈入的光输入信号的变化，该电输出信号输给所述调节装置，用于使所述附加激光器产生具有不同于馈入所述适配器光输入信号波长的且根据光线路放大器的波长要求而选定波长的光输出信号。

2.依据权利要求1所述的适配器(6，13)，其特征为：在光发射端(3，17)所说光电转换装置，有一个光电转换器(18)，用于对来自发射器装置(3，17)信号进行光电转换，光电转换器(18)通过电路连接，将转换后的电信号送到自动控制电压电平的电压自动控制放大器(19)，使电压跟随光输入信号在规定范围内的变化，所述电自动控制放大器而后产生能量信号送入所述装置。

3.依据权利要求1所述的适配器(6，13)，其特征为：所说调节装置(20)包括附加激光器(22)的导向电路(20)，其输入为来自电压自动控制放大器(19)的电信号，输出为驱动所述激光器(22)的信号，该激光器的光信号是选定波长的，波长依由相应控制电路(23)随时间依据温度变化持续控制，该控制电路连接到所述激光器上，根据光线路放大器参数要求在每个时刻控制所述激光器峰值波长。

4.依据权利要求3所述的适配器(6，13)，其特征为：所述导向电路(20)具有多个模拟电路输入门(21)用于将其输入与若干业务通道互联。

5.依据权利要求1所述的适配器(8，11)，其特征为：所述连接器之一是在所述适配器的接收设备侧，所说光电转换装置包括光电转换器(24)，用于对来自相应光线路放大器(9，12)的信号进行光电转换，光电转换器(24)通过电路连接，将所说转换后的电信号送到自动控制电压电平的电压自动控制放大器(26)，使得电压跟随光输入信号在规定范围内的变化，所述电压放大器(26)产生能量信号送入调节装置。

6.依据权利要求5所述的适配器(8，11)，其特征为：调节装置由附加激光器(28)的导向电路(27)组成，来自电压自动控制放大器(26)的电信号进入导向电路，导向电路的输出是驱动所述激光器(28)信号，光信号输出到接收装置(4)的输入。

7.依据权利要求5或6所述的适配器，其特征为：在光电转换器(24)的输出，提供第二条支路，具有一低频滤波器(30)和附加电平放大器(31)，由此发出一个电信号，该支路用于模拟连接(32)到业务通道(32)。

8.依据权利要求7所述的适配器，其特征为包括：在光电转换器(24)和分别用于光输出和业务通道的两电路支路之间的容性耦合器(25，29)。

9.包括权利要求1所述的适配器(6)的光线路，其特征为：所述适配器(6)，通过光耦合器(35)光连接到第一发射装置(3)和第二发射装置(3a)，所述第一和第二发射装置(3，3a)又与切换开关(33)相连。

10.根据权利要求9所述的光线路，其特征为：还包括权利要求1所述的适配器(8)，通过附加光耦合器(36)连接到第一和第二接收装置(4，4a)，所述第一和第二接收装置(4，4a)又与切换开关(34)相连。

11.根据权利要求10所述的光线路，其特征在于，所述切换开关(33)正常接通所述第一发射装置(3)，

当第一所述发射设备(3)有故障时，可使所述第二所述发射设备(3a)被接通，取代第一所述发射设备(3)，切换开关(34)正常接通第二接收设备(4a)，在第二接收设备(4a)有故障时，可使第一所述接收设备(4)被接通，取代第二所述接收设备(4a)。

12.一种光线路，包括多个权利要求1所述的适配器

   ，每一个分别与多个发射设备(37，38，39)之一光连接并与附加发射设备(40)相连，附加发射设备(40)又通过光耦合器(44)和光传输线耦合器(45)与附加适配器(52)相连，以及多个光切换开关(41，42，43)，每一与结合有适配器(46，48，50)的所述发射设备(37，38，39)之一成常闭合状连接，但能够使所述多个适配器之一或多个附加发射设备与相连，或使所述多个发射设备(37，38，39)之一或多个与所述附加适配器(52)相连。