用於放大光纖傳輸線中光信號的裝置的製作方法

2023-05-10 17:35:46

專利名稱：用於放大光纖傳輸線中光信號的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於放大光纖傳輸線中光信號的裝置，這類裝置包括一個使用中與至少一根輸入光纖線和至少一根輸出光纖線連接的光纖放大器，光信號通過輸入光纖線傳輸至該放大器，由該光纖放大器放大後傳輸入輸出光纖線。
已知，在光纖無線電通訊中，由於在光纖內發生的不可避免的光損耗，沿著光纖的路徑總要產生信號的逐漸衰減。
為此，在必須長距離傳輸信號時，就必須根據預定的長度間距把一個或多個放大裝置插入該光纖路徑中。
目前廣泛使用的一种放大裝置主要起作光纖放大器的作用，這种放大器在工作時與光纖連接，以便沿這些光纖的路徑限定出光信號通過其傳輸至放大器的輸入線和放大後的光信號經其沿光接收器的方向傳輸的輸出線。
目前使用的這些光纖放大器存在著某些缺點，這主要產生於下列事實到達放大器的不僅僅有待放大的有用信號，而且還有各種各樣的噪聲信號，這些信號也被放大並重新傳輸入輸出線。
人們發現，相當數量的噪聲信號來自輸出線，這是由光纖內部不可避免地產生的光散射現象引起的。
更準確地說，一部分形成放大信號的光由於光纖內部發生的光散射現象而損失了。
一部分反向散射的光又回到該放大器，被重新放大後傳輸入輸出線。
而且，由於放大器的固有特性，人們認為它要發射一定數量的噪聲信號，這些信號或傳輸入輸入線，或傳輸入輸出線。
由於上面所述的散射現象，這些噪聲信號部分返回到放大器與實際需要傳輸的有用信號相混合。
由此可知，進入放大器的噪聲信號和它們產生的放大結果產生了幹涉和差拍現象，對於具有相當高增益值(＞15dB)的放大器來說，這些現象能產生幅度大於由該放大器產生的已知噪聲的幹涉測量噪聲。
這就導致沿放大器下行線路，有用信號和噪聲之間的比例產生了不希望有的下降。這種信/噪比的下降要靠增加光纖放大器的增益和增加光纖路徑中設置的放大器的數量來改善。
在這種情況下，要使有用信號傳到遠離信號源處的接收器時仍保持充分清晰將非常困難。
由日本專利52-155901和63-219186以及「電子通訊」Vol.24，no.1，第7期，1988.1，第36～38頁上可知，在雷射器或光半導體放大器中由於放大器端部的反射會出現不穩定並發生振蕩。
為了消除這些反射現象，上述專利和論文教導的方法是在半導體雷射器上接-光隔離器，來防止由光纖線與裝置之間的耦合表面反射的光到達雷射器。
在一有源光纖(active-fiber)放大器中，光纖線與放大器之間不存在界面，因為這些光纖線是直接焊到放大器的有源光纖上的，所以一般認為沒有反射現象。
然而人們發現，在有源光纖放大器中，如果有源光纖沒有反射限制裝置，則由於發生幹涉測量噪聲而不可能達到高的放大增益。幹涉測量噪聲是由於光纖線本身的和至少對於朝向有源光纖的正向信號和反射信號間的差拍引起的，幹涉測量噪聲的存在對低增益、結構尺寸小的半導體放大器來說不太重要，但對於能達到非常高的增益的有源光纖放大器來說，這就變得十分重要，這种放大器的有源光纖長度在幾十米的範圍內，這遠大於信號產生雷射器的相干距離。
在光纖放大器中，問題是要保護放大光纖以防這種噪聲源的幹涉，並保持對該有源光纖的反射低於臨界值，以便在不危及傳輸質量的同時維持高的放大增益值。
本發明的主要目的是要解決這些現有技術存在的問題，提供一種能明顯防止噪聲信號進入光纖放大器的放大裝置。
本發明的這一目的和其它目的將在下面的描述中得到更清楚的表達。這是由放大光纖傳輸線中光信號的裝置實現的。該裝置的特徵為包括設置在所述放大器和輸出光纖線之間用於單方向選擇的第一裝置和在所述放大器和輸入光纖線之間用於單方向選擇的第二裝置，第一裝置用於防止來自所述輸出光纖線的光噪聲信號傳輸到該放大器，第二裝置用於防止來自放大器的噪聲信號傳輸到所述輸入線。
進一步的特徵和優點將通過對本發明較佳實施例(不是唯一的)的詳細描述更好地表達。下面將參考附圖進行描述，這隻作為無限制作用的實例。

圖1是實現本發明目的的放大裝置的框圖，其沿著光纖傳輸線排列。
圖中，參考號1表示按本發明的放大光纖傳輸線中光信號的裝置整體結構。
放大裝置1通常包括一個使用中與至少一根輸入光纖線3連接的光纖放大器2，通過輸入光纖線3傳輸由光傳輸器4發射來的光信號或由置於同一光纖線上行線路的與圖中所示類似的放大裝置來的光信號。
該放大器2還連接到放大的光信號須傳入其中的輸出光纖線5，該光信號將通過輸出線被傳輸到光接收器6或傳輸到與圖中所示類似的另一個放大裝置中。
根據本發明，放大裝置1還包括一設置在光纖放大器2和輸出光纖線5之間用於單向選擇的第一裝置7，以防止來自輸出線的噪聲光信號傳輸到放大器，和一個設置在光纖放大器2和輸入線3之間用於單方向選擇的第二裝置8，以防止來自放大器的噪聲信號傳輸到該輸入線中。
用於單方向選擇的裝置7和8最好分別包括至少一個第一光隔離器和至少一個第二光隔離器，兩個光隔離器都有低的光反射率。已知這些光隔離器7和8的反射率本身比形成輸入線3和輸出線5的光纖的雷利散射所引起的反射率低至少10dB。
實現本發明目的放大裝置的工作方式如下。
已知的方式是放大器2接收來自輸入線3的光信號並將此放大後的信號按輸出線5的方向傳輸。
除了上面所述的光信號，放大器還以已知的方式傳輸其噪聲信號。這些噪聲信號必然被傳入輸入線3和輸出線5。
本發明由於緊靠著放大器2的上行線路處有第二光隔離器8，這就使上面所述的噪聲信號不能進入輸入線3。
如果沒有所述光隔離器，由於光纖內產生的光散射現象放大後的噪聲信號進入輸入線3將產生更多的噪聲信號，其中的一部分噪聲信號就會再次到達放大器2，結果與光傳輸器4傳輸來的有用的光信號產生差拍幹涉。
本發明的裝置在緊靠著放大器2的下行線路處有第一光隔離器7，這就避免了由於光纖內部發生光散射現象而沿輸出線5產生的噪聲信號到達放大器。如果沒有第一光隔離器7，這些噪聲信號就會被放大並和放大後的有用信號一起再次傳輸到輸出線5中，因此產生了不希望有的幹涉和/或差拍現象。
根據上面的敘述可知，使用本發明的裝置，到達輸出線5的信號只是由放大器2產生的放大了的有用信號和較少的可以忽略的噪聲信號。
因此，本發明的裝置實現了提出的目的。如上所述，由於緊靠著放大器的上行線路和下行線路處設置有光隔離器，實現本發明目的的放大裝置和現有技術相比能顯著地降低進入放大器輸出線的噪聲信號。
這就進而增加了放大器的有用的增益，並改進了從發射器到互相距離一長矩離處的接收器的光信號傳輸。
本發明在不偏離同一發明構思的前提下能包括多種變形。
權利要求
1.一種用於放大光纖傳輸線中光信號的裝置，包括一個使用中與至少一根輸入光纖線和至少一根輸出光纖線連接的光纖放大器，光信號通過輸入光纖線傳輸到所述放大器，由其放大後傳輸入輸出光纖線，其特徵在於還包括設置在所述放大器和輸出光纖線之間用於單方向選擇的第一裝置，以防止噪聲光信號從所述輸出線傳輸至放大器；以及設置在所述放大器和輸入光纖線之間用於單方向選擇的第二裝置，以防止噪聲信號從放大器傳輸到所述輸入線；所述第一和第二選擇裝置至少分別包括一個第一光隔離器和一個第二光隔離器，所述光隔離器的反射率至少比形成所述輸入和輸出線的光纖的雷利散低10dB。
全文摘要
公開了一種用於放大光纖傳輸線中光信號的裝置，它包括一光纖放大器和第一、第二光隔離器，光信號經輸入光纖線傳輸入該放大器，並在放大後傳入輸出光纖線。第一和第二光隔離器設置在光纖放大器和輸入、輸出線之間，防止噪聲光信號從放大器傳輸到輸入線和從輸出線傳輸到放大器。
文檔編號H04B10/02GK1048961SQ90104609
公開日1991年1月30日 申請日期1990年7月17日 優先權日1989年7月17日
發明者吉奧爾吉奧·格拉斯歐, 阿爾道·理格海蒂 申請人:卡維·皮雷利公司