專利名稱：光傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于光通信系統(tǒng)等中的光傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法，這些通信系統(tǒng)構(gòu)成大規(guī)模的高速網(wǎng)絡(luò)，并特別涉及在一個(gè)光纖中用于雙工或雙向的系統(tǒng)和方法。
另一方面，具有用于在一個(gè)光纖中發(fā)射上行和下行光信號(hào)的單一光纖雙向(雙工)光傳輸技術(shù)。使用這種技術(shù)，所需的光纖能被減半。這樣，能夠構(gòu)成低成本的光纖傳輸系統(tǒng)。同樣，在通過光纖芯數(shù)(darkfiber)業(yè)務(wù)的情況下，在兩個(gè)光纖的傳輸中只需要使用一半的光纖，帶來成本下降。
使用一個(gè)光纖的這樣的雙向光傳輸被準(zhǔn)備用于直到幾百M(fèi)bps的傳輸速度(每秒兆比特)。在雙向光傳輸中，以10nm(納米)來分配波長，即考慮到傳輸設(shè)備的小型化和經(jīng)濟(jì)性，將頻段分配為上行和下行傳輸(例如，1310nm頻段被分配用于上行傳輸和1550nm頻段用于下行傳輸)。通過差分它們的波長可以分離上行信號(hào)和下行信號(hào)。就是說，在使用一個(gè)光纖的雙向光傳輸中，能夠采用諸如不具有高精確度的WDM耦合器的部件。
此外，傳統(tǒng)的技術(shù)沒有預(yù)見長距離的傳輸。因此，在常規(guī)的雙向光傳輸中，光發(fā)射器通過使用Fabry-Perot(FP)激光器二極管(LD)進(jìn)行直接調(diào)制。如同光發(fā)射器和光接收器一樣，很可能利用單一單元的光發(fā)射器-接收器到專用于雙向光傳輸?shù)墓饫w的連接，因?yàn)橐子谑褂谩?br> 如上所述，在常規(guī)的雙向光傳輸中，按照頻段分離上行和下行信號(hào)。因此，通過多路復(fù)用頻段中的多個(gè)波長不能增大傳輸容量。此外，另一個(gè)問題是，在1310nm中的0.5dB/km的損耗以及光纖中容許的損耗限制了傳輸距離，也就是說，不能通過鉺摻雜的光纖放大器(EDFA)來增加傳輸距離。
而且，當(dāng)用于分離上行和下行的部分或部件被設(shè)置為較差的絕緣性時(shí)，與Fabry-Perot激光二極管比較，用于以高于1Gbps的速度覆蓋許多公里高速傳輸?shù)姆植际椒答?DFB)激光器或集成電吸收(EA)調(diào)制器光源趨于容易由于回光的影響而出現(xiàn)錯(cuò)誤。此外，由于在同一設(shè)備中的從光發(fā)射器到光接收器的光泄漏在信號(hào)再生中出現(xiàn)錯(cuò)誤。而且，當(dāng)針對(duì)較長距離傳輸而增加發(fā)射器光功率時(shí)，在光信號(hào)的相反方向中出現(xiàn)受激布里淵(Brillouin)散射，其影響了光發(fā)射器和光接收器，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，為實(shí)現(xiàn)上述目的，我們提供一種光傳輸系統(tǒng)，它包括光纖；下行光信號(hào)發(fā)射器，用于以低于受激布里淵散射門限的傳輸功率發(fā)送下行光信號(hào)；下行光信號(hào)接收器，用于接收經(jīng)光纖從下行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的下行光信號(hào)；上行光信號(hào)發(fā)射器，用于以低于受激布里淵散射門限的傳輸功率發(fā)送上行信號(hào)；和上行光信號(hào)接收器，用于接收經(jīng)光纖從上行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的上行光信號(hào)；其中從上行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的上行光信號(hào)和從下行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的下行光信號(hào)的頻率差大于分配給下行光信號(hào)接收器和上行光信號(hào)接收器的帶寬。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，經(jīng)光纖發(fā)射的下行光信號(hào)和上行光信號(hào)的頻率之間的差被設(shè)置為大于分配給下行光信號(hào)接收器和上行光信號(hào)接收器的帶寬，并且光信號(hào)的傳輸功率低于受激布里淵散射門限，因而實(shí)現(xiàn)了具有大傳輸容量的單一光纖的雙向光傳輸，其中減少了所需的光纖數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種光傳輸系統(tǒng)，它包括光纖；多個(gè)下行光信號(hào)發(fā)射器，每個(gè)以低于受激布里淵散射門限的傳輸功率發(fā)送不同頻率的下行光信號(hào)；多個(gè)下行光信號(hào)接收器，每個(gè)按照每個(gè)頻率接收經(jīng)光纖從各個(gè)下行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的下行光信號(hào)；多個(gè)上行光信號(hào)發(fā)射器，每個(gè)以低于受激布里淵散射門限的傳輸功率發(fā)送上行光信號(hào)；和多個(gè)上行信號(hào)接收器，每個(gè)按照每個(gè)頻率接收經(jīng)光纖從各個(gè)上行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的上行光信號(hào)；其中從每個(gè)上行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的上行光信號(hào)和從每個(gè)下行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的下行光信號(hào)的頻率差大于分配給下行光信號(hào)接收器和上行光信號(hào)接收器的整個(gè)帶寬。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，經(jīng)光纖發(fā)射的各個(gè)下行光信號(hào)和上行光信號(hào)的頻率之間的差被設(shè)置為大于分配給所有下行光信號(hào)接收器和上行光信號(hào)接收器的帶寬，并且用于光信號(hào)的傳輸功率低于受激布里淵散射門限，因而實(shí)現(xiàn)了具有大傳輸容量的單一光纖的雙向光傳輸，其中減少了所需的光纖數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，在第一和第二方面中，光傳輸系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)光多路復(fù)用器-去多路復(fù)用器，用于進(jìn)行上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，采用光多路復(fù)用器-去多路復(fù)用器來進(jìn)行光纖中發(fā)射的上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離，這就在分離之后在分配給信號(hào)的頻段上強(qiáng)加了限制。因此，光放大器只需要滿足需求，比如在限制頻段中的增益平坦化特性，因而方便了光放大器的制造。此外，能夠防止從朝著接收器向后的方向所行進(jìn)的傳輸線路中產(chǎn)生的反射波。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，在第一或第二方面中，光傳輸系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)光循環(huán)器，用于在上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間進(jìn)行分離。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，光循環(huán)器被用于作出光纖中發(fā)射的上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離，易于限制上行和下行信號(hào)的波長。
根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面，在第一或第二方面中，光傳輸系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)光數(shù)字復(fù)用器，用于作出上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面，光數(shù)字復(fù)用器被用于使光纖中發(fā)射的上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間分離，其能夠增大上行和下行信號(hào)間的每個(gè)間隙。因而，能以低成本生產(chǎn)光部件。此外，能夠防止來自于朝著接收器的后向方向所行進(jìn)的傳輸線路中產(chǎn)生的反射波。
根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，在第二個(gè)方面中，光傳輸系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)上行放大器，用于在多路復(fù)用操作后放大不同頻率的上行光信號(hào)，和多個(gè)下行放大器，用于在多路復(fù)用操作后放大不同頻率的下行光信號(hào)。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，光放大器被用于放大不同頻率的累加到損耗余量的多路復(fù)用的上行光信號(hào)和下行光信號(hào)。因而，增加了傳輸距離。
根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)方面，在第六個(gè)方面中，上行放大器和下行放大器是鉺摻雜光纖放大器(EDFA)。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)方面，通過使用鉺摻雜光纖放大器完成信號(hào)的直接放大。
根據(jù)本發(fā)明的第八個(gè)方面，提供了一種光傳輸方法，用于在一個(gè)和相同的光纖的上行和下行方向中發(fā)射光信號(hào)，其中上行光信號(hào)和下行光信號(hào)的頻率之間的差大于分配給用于接收光信號(hào)的所有接收器的帶寬，并且光信號(hào)的傳輸功率低于受激布里淵散射門限。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的第八個(gè)方面，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)的頻率之間的差被設(shè)置為大于分配給用于接收光信號(hào)的所有接收器的帶寬，并且光信號(hào)的傳輸功率低于受激布里淵散射門限，因此實(shí)現(xiàn)了具有大傳輸容量的單一光纖的雙向光傳輸，其中減少了所需的光纖數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第九個(gè)方面，提供了一種光傳輸方法，用于在一個(gè)和相同的光纖的上行和下行方向中發(fā)射不同頻率的光信號(hào)，其中上行光信號(hào)的各個(gè)頻率和下行光信號(hào)的各個(gè)頻率之間的差大于分配給用于接收光信號(hào)的所有接收器的帶寬，并且光信號(hào)的傳輸功率低于受激布里淵散射門限。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的第九個(gè)方面，各個(gè)下行和上行光信號(hào)的頻率間的差被設(shè)置為大于分配給用于接收光信號(hào)的所有接收器的帶寬，并且光信號(hào)的傳輸功率低于受激布里淵門限，因此實(shí)現(xiàn)了具有大傳輸容量的單一光纖的雙向光傳輸，其中減少了所需的光纖數(shù)。


通過結(jié)合附圖考慮下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的目的和特點(diǎn)將更加清楚易懂，其中圖1是一個(gè)顯示了按照本發(fā)明第一實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置示意圖；圖2顯示了圖1所示的光信號(hào)接收器的頻帶特性的示意圖；圖3示例了圖1所示的雙向光傳輸系統(tǒng)中上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分配關(guān)系圖；圖4顯示了按照本發(fā)明第二實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置示意圖；圖5示例了用于多路復(fù)用-去多路復(fù)用圖4所示的上行和下行光信號(hào)的光循環(huán)器的插入損耗的圖；圖6顯示了按照本發(fā)明第三實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置的示意圖；圖7示例了圖6所示的數(shù)字復(fù)用器的普通結(jié)構(gòu)圖；圖8顯示了按照本發(fā)明第四實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置的示意圖；圖9示例了圖8所示的雙向光傳輸系統(tǒng)中上行/下行信號(hào)分離多路復(fù)用器-去多路復(fù)用器的透明特性和每個(gè)光信號(hào)的波長之間的關(guān)系圖；圖10示意地顯示了按照本發(fā)明第五實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置圖；圖11示意地顯示了按照本發(fā)明第六實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置圖；圖12示例了圖11所示的雙向光傳輸系統(tǒng)中的每個(gè)光信號(hào)的波長和上行信號(hào)多路復(fù)用器、下行信號(hào)多路復(fù)用器、上行信號(hào)去多路復(fù)用器以及下行信號(hào)去多路復(fù)用器之間的關(guān)系圖；圖13示意地顯示了按照本發(fā)明第七實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置圖；圖14示例了圖13所示的雙向光傳輸系統(tǒng)中光信號(hào)波長之間的關(guān)系圖；
圖15示意地顯示了按照本發(fā)明第八實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置圖；和圖16示意地顯示了按照本發(fā)明第九實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置圖。
在第一實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)100中，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)以10Gbps的速率被發(fā)射。下行光信號(hào)的波長λ1是1552.52nm(頻率f1193.10THz(兆兆赫))，同時(shí)上行光信號(hào)的波長λ2是1555.75nm(頻率f2192.70THz)。此外，光發(fā)射器111和116的輸出功率是0dBm，它們可允許的反射的返回光功率是25dB。
圖2是一個(gè)顯示了光信號(hào)接收器115和117的頻段特性的圖。如圖2所看到的，上行光信號(hào)接收器117和下行光信號(hào)接收器115每個(gè)被分配8GHz的頻帶。第一和第二MUX/DEMUX112和114的特征在于具有4dB的插入損耗，35dB的信道間隔離，55dB的方向性(從一個(gè)端口到另一個(gè)的泄漏的輸出分量)，以及每個(gè)信道的0.5nm的通帶。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是6dB。
圖3示例了該實(shí)施例中上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分配關(guān)系圖。換句話說，圖3是一個(gè)圖，示例了第一和第二MUX/DEMUX112和114的透明或傳輸特性與上行光信號(hào)波長λ21555.75nm(頻率f2192.70THz)和下行光信號(hào)波長λ11552.52nm(頻率f1193.10THz)之間的關(guān)系。第一和第二MUX/DEMUX112和114具有相同的透明特性。在圖3中，通過虛線121表示有關(guān)波長λ1的透明特性和通過虛線122表示有關(guān)波長λ2的透明特性。
來自下行光信號(hào)發(fā)射器111的輸出信號(hào)通過第一MUX/DEMUX112泄漏在上行光信號(hào)接收器117中。由于在該實(shí)施例中第一MUX/DEMUX112的方向性被假設(shè)為55dB，大約-55dBm的光信號(hào)潛入到上行光信號(hào)接收器117中。這樣，輸入到上行光信號(hào)接收器117的波長λ2的上行光信號(hào)的功率變?yōu)?14dBm。此外，波長λ1(頻率f1)和波長λ2(頻率f2)之間的差大約是3.2nm(頻率差400GHz)，并且在兩個(gè)波長λ1和λ2中干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在上行光信號(hào)接收器117的8GHz頻帶之外。因此，上行光信號(hào)接收器117避免了相干交調(diào)的影響。此外，在輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平之間具有多于40dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也被忽略了。
同樣，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自上行光信號(hào)發(fā)射器116的輸出信號(hào)通過第二MUX/DEMUX114泄漏在下行光信號(hào)接收器115中。
另一方面，來自上行光信號(hào)發(fā)射器116的輸出信號(hào)通過第一MUX/DEMUX112泄漏在下行光信號(hào)發(fā)射器111中。然而，由于第一MUX/DEMUX112提供了35dB的隔離，泄漏信號(hào)的功率小于-45dBm，因而只有很小的影響。
同樣地，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自下行光信號(hào)發(fā)射器111的輸出信號(hào)通過第二MUX/DEMUX114泄漏在上行光信號(hào)發(fā)射器116中。
此外，傳輸光功率被設(shè)置為低于受激布里淵散射門限，從而導(dǎo)致不影響受激布里淵散射。順便地說，受激布里淵散射是一種當(dāng)光功率大于輸入在光纖中的某一功率(門限)時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)象，其中多數(shù)的光信號(hào)被反射在入射點(diǎn)上。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，通過抑制受激布里淵散射能實(shí)現(xiàn)10Gbps的雙向光傳輸。第二實(shí)施例圖4示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的雙向光傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)配置圖。在圖4中，與圖1相同的部分由相同的數(shù)字表示，并不需要進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。參考圖4，雙向光傳輸系統(tǒng)200包括下行光信號(hào)發(fā)射器111，第一上行/下行信號(hào)分離光循環(huán)器(此后稱作第一光循環(huán)器)201，光纖傳輸線113，第二上行/下行信號(hào)光循環(huán)器(此后稱作第二光循環(huán)器)202，下行光信號(hào)接收器115，上行光信號(hào)發(fā)射器116，和上行光信號(hào)接收器117。下行光信號(hào)接收器115和上行光信號(hào)接收器117通過第一光循環(huán)器201、光纖傳輸線113和第二光循環(huán)器202分別接收從下行光信號(hào)發(fā)射器111和上行光信號(hào)發(fā)射器116發(fā)送的下行和上行光信號(hào)。
在第二實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)200中，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)以10Gbps的速率被發(fā)射。下行光信號(hào)的波長λ1是1552.52nm(頻率f1193.10THz)，同時(shí)上行光信號(hào)的波長λ2是1555.75nm(頻率f2192.70THz)。此外，上行光信號(hào)接收器117和下行光信號(hào)接收器115每個(gè)被分配8GHz的頻帶。
圖5是一個(gè)圖，示例了第一光循環(huán)器201的插入損耗。第二光循環(huán)器202在結(jié)構(gòu)上與第一光循環(huán)器201相同，并因此不需要任何進(jìn)一步的解釋。第一光循環(huán)器201包括第一端口P1，用于輸入從下行光信號(hào)發(fā)射器111發(fā)送的下行光信號(hào)；第二端口P2，用于把從第一端口P1輸入的下行光信號(hào)輸出到光纖傳輸線113以及通過光纖傳輸線113輸入發(fā)送的上行光信號(hào)；以及第三端口P3，用于輸出從第二端口P2輸入的上行光信號(hào)。
第一光循環(huán)器201特征在于，從第一端口P1到第二端口P2的方向和已從第二端口P2到第三端口P3的方向上具有1dB的插入損耗。此外，第一光循環(huán)器201從第二端口P2到第一端口P1的方向以及從第三端口P3到第二端口P2的方向上設(shè)置有40dB的隔離，并且在從第一端口P1到第三端口P3的方向和在它的相反方向中具有60dB的方向性。另外，使用的頻帶定位于1525nm-1565nm。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是13dB。
來自下行光信號(hào)發(fā)射器111的輸出信號(hào)通過第一光循環(huán)器201泄漏在上行光信號(hào)接收器117中。由于該實(shí)施例中假設(shè)第一光循環(huán)器201的方向性是60dB，大約-60dBm的光信號(hào)潛入到上行光信號(hào)接收器117中。這樣，輸入到上行光信號(hào)接收器117的波長λ2的上行光信號(hào)的功率變?yōu)?15dB。此外，波長λ1(頻率f1)和波長λ2(頻率f2)之間的差大約是3.2nm(頻率差400GHz)，并且兩個(gè)波長λ1和λ2中干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在上行光信號(hào)接收器117的8GHz頻帶之外。因此，上行光信號(hào)接收器117避免了相干交調(diào)的影響。此外，在輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平之間具有多于40dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也不明顯。
同樣，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自上行光信號(hào)發(fā)射器116的輸出信號(hào)通過第二光循環(huán)器202泄漏在下行光信號(hào)接收器115中。
另一方面，來自上行光信號(hào)發(fā)射器116的輸出信號(hào)通過第一光循環(huán)器201泄漏在下行光信號(hào)發(fā)射器111中。然而，由于第一光循環(huán)器201設(shè)置有40dB的隔離，泄漏信號(hào)的功率小于-54dB，因而只有很小的影響。
同樣地，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自下行光信號(hào)發(fā)射器111的輸出信號(hào)通過第二光循環(huán)器202泄漏在上行光信號(hào)發(fā)射器116中。
而且，傳輸光功率被設(shè)置低于受激布里淵散射門限，從而導(dǎo)致不影響受激布里淵散射。因此，按照本發(fā)明第二實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)200中，能實(shí)現(xiàn)10Gbps的雙向光傳輸。第三實(shí)施例圖6是一個(gè)圖，示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置。在圖6中，與圖1相同的部分由相同的數(shù)字表示，并不需要進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。參考圖6，雙向光傳輸系統(tǒng)300包括下行光信號(hào)111，第一上行/下行信號(hào)分離光數(shù)字復(fù)用器(此后稱作第一光數(shù)字復(fù)用器)301，光纖傳輸線113，第二上行/下行信號(hào)光數(shù)字復(fù)用器(此后稱作第二光數(shù)字復(fù)用器)302，下行光信號(hào)接收器115，上行光信號(hào)發(fā)射器116，和上行光信號(hào)接收器117。下行光信號(hào)接收器115和上行光信號(hào)接收器117通過第一光數(shù)字復(fù)用器301、光纖傳輸線113和第二光數(shù)字復(fù)用器302分別接收從下行光信號(hào)發(fā)射器111和上行光信號(hào)發(fā)射器116發(fā)送的下行和上行光信號(hào)。
在第三實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)300中，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)以10Gbps的速率被發(fā)射。下行光信號(hào)的波長λ1是1552.52nm(頻率f1193.10THz)，同時(shí)上行光信號(hào)的波長λ2是1555.75nm(頻率f2192.70THz)。此外，光發(fā)射器111和116的輸出功率是0dBm，并且它們的可允許的反射的返回光是25dB。上行光信號(hào)接收器117和下行光信號(hào)接收器115每個(gè)被分配8GHz的頻帶。
圖7是一個(gè)圖，示例了用于第三實(shí)施例中的數(shù)字復(fù)用器的普通結(jié)構(gòu)。第一和第二光數(shù)字復(fù)用器301和302被用于進(jìn)行偶數(shù)和奇數(shù)信道之間的分離。更特別的是，第一和第二光數(shù)字復(fù)用器301和302例如數(shù)字復(fù)用具有400GHz波長距離間隔的波分多路復(fù)用(WDM)的信號(hào)，以便信號(hào)的波長被隔開800GHz，或者波分多路復(fù)用第一波長組312和第二波長組313，其中各個(gè)波長被隔開800GHz，組312和313之間具有400GHz的間隙，以便波長被隔開400GHz。第一和第二光數(shù)字復(fù)用器301和302的特征在于具有1dB的插入損耗，30dB的隔離和50dB的方向性。另外，使用的頻帶被定位在1525nm-1565nm。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是13dB。
來自下行光信號(hào)發(fā)射器111的輸出信號(hào)通過第一光數(shù)字復(fù)用器301泄漏在上行光信號(hào)接收器117中。由于該實(shí)施例中假設(shè)第一光數(shù)字復(fù)用器301的方向性是50dB，大約-50dBm的光信號(hào)潛入到上行光信號(hào)接收器117中。這樣，輸入到上行光信號(hào)接收器117的波長λ2的上行光信號(hào)的功率變?yōu)?15dB。此外，波長λ1(頻率f1)和波長λ2(頻率f2)之間的差大約是3.2nm(頻率差400GHz)，并且兩個(gè)波長λ1和λ2中干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在上行光信號(hào)接收器117的8GHz頻帶之外。因此，上行光信號(hào)接收器117避免了相干交調(diào)的影響。此外，在輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平之間具有多于40dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也不明顯。
同樣，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自上行光信號(hào)發(fā)射器116的輸出信號(hào)通過第二光數(shù)字復(fù)用器302泄漏在下行光信號(hào)接收器115中。
另一方面，來自上行光信號(hào)發(fā)射器116的輸出信號(hào)通過第一光數(shù)字復(fù)用器301泄漏在下行光信號(hào)發(fā)射器111中。然而，由于第一光循環(huán)器201設(shè)置了30dB的隔離，泄漏信號(hào)的功率小于-44dB，因而只有很小的影響。
同樣地，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自下行光信號(hào)發(fā)射器111的輸出信號(hào)通過第二光數(shù)字復(fù)用器302泄漏在上行光信號(hào)發(fā)射器116中。
而且，傳輸光功率被設(shè)置為低于受激布里淵散射門限，從而導(dǎo)致不影響受激布里淵散射。因此，按照本發(fā)明第三實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)300中，能實(shí)現(xiàn)10Gbps的雙向光傳輸。第四實(shí)施例圖8是一個(gè)圖，示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置。在圖8中，與圖1相同的部分由相同的數(shù)字表示，并不需要進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。參考圖8，雙向光傳輸系統(tǒng)400包括第一-第四下行光信號(hào)1111-1114，第一上行/下行信號(hào)分離多路復(fù)用器-去多路復(fù)用器(此后稱作第一MUX/DEMUX)412，光纖傳輸線113，第二上行/下行信號(hào)分離多路復(fù)用器-去多路復(fù)用器(此后稱作第二MUX/DEMUX)414，第一--第四下行光信號(hào)接收器1151-1154，第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168，和第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178。第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154通過第一MUX/DEMUX412、光纖傳輸線113、和第二MUX/DEMUX414分別接收從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114發(fā)送的波長λ1-λ4的下行光信號(hào)。另一方面，第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178經(jīng)第二MUX/DEMUX414、光纖傳輸線113、和第一MUX/DEMUX412分別接收從第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168發(fā)送的波長λ1-λ4的上行光信號(hào)。
在第四實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)400中，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)使用四個(gè)波長以10Gbps的速率被發(fā)射。換句話說，雙向光傳輸系統(tǒng)400設(shè)置有40Gbps的傳輸容量，來分別用于上行或上行鏈路傳輸和下行或下行鏈路傳輸。用于下行傳輸?shù)牟ㄩL包括波長λ1-λ4λ1是1536.61nm(頻率f1195.10THz)；λ2是1539.77nm(頻率f2194.70THz)；λ3是1542.94nm(頻率f3194.30THz)；和λ4是1546.12nm(頻率f4193.90THz)。用于上行傳輸?shù)牟ㄩL包括波長λ5-λ8λ5是1549.32nm(頻率f5193.50THz)；λ6是1552.52nm(頻率f6193.10THz)；λ7是1555.75nm(頻率f7192.70THz)；和λ8是1558.98nm(頻率f8192.30THz)。
此外，第一-第八光發(fā)射器1111-1114和1165-1168的輸出功率是0dBm，并且它們可允許的反射的返回光是25dB。第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178和第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154每個(gè)被分配8GHz的頻帶。第一和第二MUX/DEMUX412和414的特征在于具有4dB的插入損耗，35dB的信道間的隔離，55dB的方向性，和對(duì)每個(gè)信道的0.5nm的通帶。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是6dB。
圖9是一個(gè)圖，示例了第一和第二MUX/DEMUX412和414的透明特性與光信號(hào)的各個(gè)波長之間的關(guān)系。第一和第二MUX/DEMUX412和414具有相同的透明特性。在圖9中，通過虛線421表示有關(guān)波長λ1的透明特性和通過虛線422表示有關(guān)波長λ2的透明特性。以類似的方式，分別通過虛線423-428表示有關(guān)波長λ3-λ8的透明特性。
來自第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出信號(hào)通過第一MUX/DEMUX412分別泄漏在第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178中。由于該實(shí)施例中第一MUX/DEMUX412的方向性被假設(shè)為55dB，所有四個(gè)波長中大約-49dBm的光信號(hào)潛入第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178中。這樣，輸入到第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178的上行光信號(hào)的功率(波長λ5-λ8)變?yōu)?14dBm。
把第五上行光信號(hào)接收器1175作為一個(gè)例子，第五上行光信號(hào)接收器1175從第五上行光信號(hào)發(fā)射器1165接收具有-14dBm的功率的波長λ5的光信號(hào)。從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出全部的大約-49dBm的光信號(hào)泄漏在第五上行光信號(hào)接收器1175中。此外，在輸入到第五上行光信號(hào)接收器1175的上行光信號(hào)的波長λ5(頻率f5)和從第一下行光信號(hào)發(fā)射器1111輸出的下行光信號(hào)的波長λ1(頻率f1)之間的差大約是12.7nm(頻率差1.6THz)，并且波長λ1和λ5中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第五上行光信號(hào)接收器1175的8GHz頻帶之外。因此，第五上行光信號(hào)接收器1175避免了相干交調(diào)的影響。此外，輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平間具有多于40dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也不明顯。對(duì)于波長λ2和λ5，波長λ3和λ5，以及波長λ4和λ5是完全相同的。波長λ2和λ5之間的差是9.6nm(頻率差1.2THz)，以及波長λ2和λ5中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第五上行光信號(hào)接收器1175的8GHz頻帶之外。波長λ3和λ5之間的差是6.4nm(頻率差800GHz)，并且波長λ3和λ5中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第五上行光信號(hào)接收器1175的8GHz頻帶之外。波長λ4和λ5之間的差是3.2nm(頻率差400GHz)，并且波長λ4和λ5中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第五上行光信號(hào)接收器1175的8GHz頻帶之外。因此第五上行光信號(hào)接收器1175避免了相干交調(diào)的影響。此外，輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平間具有多于40dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也不明顯。上行光信號(hào)接收器而不是第五上行光信號(hào)接收器1175也沒有受到從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出的泄漏信號(hào)的干擾。
同樣，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168的輸出信號(hào)通過第二MUX/DEMUX414泄漏在第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154中。
另一方面，來自第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168的輸出信號(hào)通過第一MUX/DEMUX 412泄漏在第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114中。然而，由于第一MUX/DEMUX 412設(shè)置了35dB的隔離，四個(gè)波長λ5-λ8全部的泄漏信號(hào)的功率小于-39dBm，因而只有很小的影響。
同樣地，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出信號(hào)通過第二MUX/DEMUX 414泄漏在第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168中。
而且，傳輸光功率被設(shè)置為低于受激布里淵散射門限，從而導(dǎo)致不影響受激布里淵散射。因此，按照本發(fā)明第四實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)400中，經(jīng)四個(gè)波長的10Gbps的雙向光傳輸，也就是說，能實(shí)現(xiàn)40Gbps的雙向光傳輸。第五實(shí)施例圖10是一個(gè)圖，示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置。在圖10中，與圖1，4和8相同的部分由相同的數(shù)字表示，并不需要進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。參考圖10，雙向光傳輸系統(tǒng)500包括第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114，下行信號(hào)多路復(fù)用器501，第一光循環(huán)器201，光纖傳輸線113，第二光循環(huán)器202，下行信號(hào)去多路復(fù)用器502，第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154，第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168，上行信號(hào)多路復(fù)用器503，上行信號(hào)去多路復(fù)用器504，和第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178。
下行信號(hào)多路復(fù)用器501多路復(fù)用從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114發(fā)送的波長λ1-λ4的下行光信號(hào)。下行信號(hào)去多路復(fù)用器502經(jīng)第一光循環(huán)器201，光纖傳輸線113和第二光循環(huán)器202接收由下行信號(hào)多路復(fù)用器501多路復(fù)用的波長λ1-λ4的下行光信號(hào)以便去多路復(fù)用信號(hào)。由下行信號(hào)去多路復(fù)用器502去多路復(fù)用的波長λ1-λ4的下行光信號(hào)被發(fā)送到第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154。
上行信號(hào)多路復(fù)用器503多路復(fù)用從第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168發(fā)送的波長λ5-λ8的上行光信號(hào)。上行信號(hào)去多路復(fù)用器504經(jīng)第二光循環(huán)器202，光纖傳輸線113和第一光循環(huán)器201接收由上行信號(hào)多路復(fù)用器503多路復(fù)用的波長λ5-λ8的上行光信號(hào)以便去多路復(fù)用信號(hào)。由上行信號(hào)去多路復(fù)用器504去多路復(fù)用的波長λ5-λ8的上行光信號(hào)被發(fā)送到第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178。
在第五實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)500中，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)使用四個(gè)波長以10Gbps的速率被發(fā)射。換句話說，雙向光傳輸系統(tǒng)500被提供了40Gbps的傳輸容量來分別用于上行傳輸和下行傳輸。用于下行傳輸?shù)牟ㄩL包括波長λ1-λ4，同時(shí)用于上行傳輸?shù)牟ㄩL包括λ5-λ8。這些波長λ1-λ8與第四實(shí)施例中前述的那些相同。
此外，第一-第八光發(fā)射器1111-1114和1165-1168的輸出功率是0dBm，并且它們可允許的反射的返回光是25dB。第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178和第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154每個(gè)被分配8GHz的頻帶。第一和第二光循環(huán)器201和202的特性與第二實(shí)施例中的那些相同。
光信號(hào)的各個(gè)波長與下行信號(hào)多路復(fù)用器501、下行信號(hào)去多路復(fù)用器502、上行信號(hào)多路復(fù)用器503、以及上行信號(hào)去多路復(fù)用器504的透明特性之間的關(guān)系是與結(jié)合圖9的第四實(shí)施例所述的那些相同。多路復(fù)用器和去多路復(fù)用器501，502，503和504的特征在于具有4dB的插入損耗、35dB的信道間的隔離、55dB的方向性，以及對(duì)每個(gè)信道的0.5nm的通帶。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是6dB。
來自第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出信號(hào)通過第一光循環(huán)器201和上行信號(hào)去多路復(fù)用器504分別泄漏在第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178中。由于該實(shí)施例中第一光循環(huán)器201的方向性被假設(shè)為60dB，并且該實(shí)施例中上行信號(hào)去多路復(fù)用器504的信道間的隔離被假設(shè)為35dB，所有四個(gè)波長中大約-89dBm的光信號(hào)潛入第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178中。這樣，輸入到第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178的上行光信號(hào)的功率(波長λ5-λ8)變?yōu)?16dBm。
把第五上行光信號(hào)接收器1175作為一個(gè)例子，第五上行光信號(hào)接收器1175從第五上行光信號(hào)發(fā)射器1165接收具有-16dBm的功率的波長λ5的光信號(hào)。從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出的全部的大約-49dBm的光信號(hào)泄漏在第五上行光信號(hào)接收器1175中。此外，輸入到第五上行光信號(hào)接收器1175的上行光信號(hào)的波長λ5(頻率f5)和從第一下行光信號(hào)發(fā)射器1111輸出的下行光信號(hào)的波長λ1(頻率f1)之間的差大約是12.7nm(頻率差1.6THz)，并且波長λ1和λ5中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第五上行光信號(hào)接收器1175的8GHz頻帶之外。因此，第五上行光信號(hào)接收器1175避免了相干交調(diào)的影響。此外，輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平間具有多于80dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也不明顯。這些對(duì)于波長λ2和λ5，波長λ3和λ5，以及波長λ4和λ5是完全相同的。波長λ2和λ5之間的差是9.6nm(頻率差1.2THz)，并且波長λ2和λ5中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第五上行光信號(hào)接收器1175的8GHz頻帶之外。波長λ3和λ5之間的差是6.4nm(頻率差800GHz)，并且波長λ3和λ5中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第五上行光信號(hào)接收器1175的8GHz頻帶之外。波長λ4和λ5之間的差是3.2nm(頻率差400GHz)，并且波長λ4和λ5中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第五上行光信號(hào)接收器1175的8GHz頻帶之外。因此第五上行光信號(hào)接收器1175避免了相干交調(diào)的影響。此外，輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平間具有多于40dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也不明顯。上行光信號(hào)接收器而不是第五上行光信號(hào)接收器1175也沒有受到從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出的泄漏信號(hào)的干擾。
同樣，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168的輸出信號(hào)通過第二光循環(huán)器202和下行信號(hào)去多路復(fù)用器502泄漏在第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154中。
另一方面，來自第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168的輸出信號(hào)通過第一光循環(huán)器201和下行信號(hào)多路復(fù)用器501泄漏在第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114中。然而，由于第一光循環(huán)器201和下行信號(hào)多路復(fù)用器501分別設(shè)置有40dB和35dB的隔離，四個(gè)波長λ5-λ8全部的泄漏信號(hào)的功率小于-80dB，因而只有很小的影響。
同樣地，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出信號(hào)通過第二光循環(huán)器202和上行信號(hào)多路復(fù)用器503泄漏在第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168中。
而且，傳輸光功率被設(shè)置為低于受激布里淵散射門限，從而導(dǎo)致不影響受激布里淵散射。因此，按照本發(fā)明第五實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)500中，能實(shí)現(xiàn)經(jīng)四個(gè)波長的10Gbps的雙向光傳輸，也就是40Gbps的雙向光傳輸。第六實(shí)施例圖11是一個(gè)圖，示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置。在圖11中，與圖6和10相同的部分由相同的數(shù)字表示，并不需要進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。參考圖11，雙向光傳輸系統(tǒng)600包括第一，第三，第五，和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111，1113，1115和1117，下行信號(hào)多路復(fù)用器601，第一光數(shù)字復(fù)用器301，光纖傳輸線113，第二光數(shù)字復(fù)用器302，下行信號(hào)去多路復(fù)用器602，第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)接收器1151、1153、1155和1157，第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)發(fā)射器1162、1164、1166和1168，上行信號(hào)多路復(fù)用器603，上行信號(hào)去多路復(fù)用器604，和第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)接收器1172、1174、1176和1178。
下行信號(hào)多路復(fù)用器601多路復(fù)用從第一、第三、第五和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111、1113、1115和1117發(fā)送的奇數(shù)波長號(hào)λ1、λ3、λ5和λ7的下行光信號(hào)。用于進(jìn)行偶數(shù)和奇數(shù)信道之間分離的第一光數(shù)字復(fù)用器301在它的奇數(shù)端口中(用于奇數(shù)波長信號(hào)的I/O端口)輸入由下行信號(hào)多路復(fù)用器601多路復(fù)用的奇數(shù)波長的下行信號(hào)，并從它的公共端口(用于奇數(shù)和偶數(shù)波長信號(hào)的I/O端口)輸出該信號(hào)。第二光數(shù)字復(fù)用器302在它的公共端口中經(jīng)光纖傳輸線113輸入從第一光數(shù)字復(fù)用器301發(fā)送的下行光信號(hào)，和從它的奇數(shù)端口輸出該信號(hào)。下行信號(hào)去多路復(fù)用器602接收從第二光數(shù)字復(fù)用器302輸出的下行信號(hào)以便去多路復(fù)用該信號(hào)。由下行信號(hào)去多路復(fù)用器602去多路復(fù)用的奇數(shù)波長號(hào)λ1、λ3、λ5和λ7的下行光信號(hào)被發(fā)送到第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)接收器1151、1153、1155和1157。
上行信號(hào)多路復(fù)用器603多路復(fù)用從第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)發(fā)射器1162、1164、1166和1168發(fā)送的偶數(shù)號(hào)波長λ2，λ4，λ6和λ8的上行光信號(hào)。第二光數(shù)字復(fù)用器302在它的偶數(shù)端口中輸入由上行信號(hào)多路復(fù)用器603多路復(fù)用的偶數(shù)號(hào)波長的上行信號(hào)(用于偶數(shù)波長信號(hào)的I/O端口)，并從它的公共端口輸出該信號(hào)。第一光數(shù)字復(fù)用器301在它的公共端口中經(jīng)光纖傳輸線113輸入從第二光數(shù)字復(fù)用器302發(fā)送的上行光信號(hào)，和從它的偶數(shù)端口輸出該信號(hào)。上行信號(hào)去多路復(fù)用器604接收從第一光數(shù)字復(fù)用器301輸出的上行信號(hào)以便去多路復(fù)用該信號(hào)。由上行信號(hào)去多路復(fù)用器604去多路復(fù)用的偶數(shù)波長號(hào)λ2、λ4、λ6和λ8的上行光信號(hào)被發(fā)送到第二、第四、第六、和第八上行光信號(hào)接收器1172、1174、1176和1178。
在第六實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)600中，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)使用四個(gè)波長以10Gbps的速率被發(fā)射。換句話說，雙向光傳輸系統(tǒng)600被提供了40Gbps的傳輸容量來分別用于上行傳輸和下行傳輸。用于下行傳輸?shù)牟ㄩL包括波長λ1，λ3，λ5和λ7λ1是1536.61nm(頻率f1195.10THz)；λ3是1542.94nm(頻率f3194.30THz)；λ5是1549.32nm(頻率f5193.50THz)；和λ7是1555.75nm(頻率f7192.70THz)。用于上行傳輸?shù)牟ㄩL包括波長λ2，λ4，λ6和λ8λ2是1539.77nm(頻率f2194.70THz)；λ4是1546.12nm(頻率f4193.90THz)；λ6是1552.52nm(頻率f6193.10THz)；和λ8是1558.98nm(頻率f8192.30THz)。
此外，第一-第八光發(fā)射器1111，1113，1115，1117，1162，1164，1166和1168的輸出功率是0dBm，并且它們可允許的反射的返回光是25dB。第二，第四，第六和第八上行光信號(hào)接收器1172，1174，1176和1178以及第一，第三，第五，和第七下行光信號(hào)接收器1151，1153，1155和1157每個(gè)被分配8GHz的頻帶。第一和第二光數(shù)字復(fù)用器301和302的特性與第三實(shí)施例中的那些相同。
圖12是一個(gè)圖，示例了光信號(hào)的各個(gè)波長與下行信號(hào)多路復(fù)用器601、下行信號(hào)去多路復(fù)用器602、上行信號(hào)多路復(fù)用器603、以及上行信號(hào)去多路復(fù)用器604的透明特性之間的關(guān)系。下行信號(hào)多路復(fù)用器601和下行信號(hào)去多路復(fù)用器602具有相同的透明特性。在圖9中，通過虛線611表示有關(guān)波長λ1的透明特性和通過虛線613表示有關(guān)波長λ3的透明特性。以類似的方式，分別通過虛線615和617表示有關(guān)波長λ5和λ7的透明特性。另一方面，上行信號(hào)多路復(fù)用器603和上行信號(hào)去多路復(fù)用器604具有相同的透明特性，并在圖9中，分別通過虛線612，614，616和618表示有關(guān)波長λ2，λ4，λ6和λ8的透明特性。
對(duì)于多路復(fù)用器和去多路復(fù)用器601，602，603和604，插入損耗是4dB，它們之間的帶有80GHz距離的信道的信道間隔離是35dB，用于分離透明信道400GHz距離波長的隔離是25dB，55dB的方向性，和對(duì)每個(gè)信道的通帶是0.5nm。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是6dB。
來自第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111、1113、1115和1117的輸出信號(hào)通過第一光數(shù)字復(fù)用器301和上行信號(hào)去多路復(fù)用器604分別泄漏在第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)接收器1172、1174、1176和1178中。由于第一光數(shù)字復(fù)用器301的方向性被假設(shè)為50dB，并且該實(shí)施例中上行信號(hào)去多路復(fù)用器604的信道間隔離被假設(shè)為35dB，所有四個(gè)波長中大約-79dBm的光信號(hào)潛入第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)接收器1172、1174、1176和1178中。這樣，輸入到第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)接收器1172、1174、1176和1178的上行光信號(hào)的功率變?yōu)?16dBm。
把第二上行光信號(hào)接收器1172作為一個(gè)例子，第二上行光信號(hào)接收器1172從第二上行光信號(hào)發(fā)射器1162接收具有-16dBm的功率的波長λ2的光信號(hào)。從第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111、1113、1115和1117的輸出的全部的大約-79dBm的光信號(hào)泄漏在第二上行光信號(hào)接收器1172中。此外，輸入到第二上行光信號(hào)接收器1172的上行光信號(hào)的波長λ2(頻率f2)和從第一下行光信號(hào)發(fā)射器1111輸出的下行光信號(hào)的波長λ1(頻率f1)之間的差大約是3.2nm(頻率差400GHz)，并且波長λ1和λ2中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第二上行光信號(hào)接收器1172的8GHz頻帶之外。因此，第二上行光信號(hào)接收器1172避免了相干交調(diào)的影響。此外，輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平間具有多于80dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也不明顯。對(duì)于波長λ3和λ2，波長λ5和λ2，以及波長λ7和λ2是完全相同的。波長λ3和λ2之間的差是3.2nm(頻率差400GHz)，并且波長λ3和λ2中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第二上行光信號(hào)接收器1172的8GHz頻帶之外。波長λ5和λ2之間的差是9.6nm(頻率差1.2THz)，并且波長λ5和λ2中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第二上行光信號(hào)接收器1172的8GHz頻帶之外。波長λ7和λ2之間的差是16nm(頻率差2THz)，并且波長λ7和λ2中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第二上行光信號(hào)接收器1172的8GHz頻帶之外。因此第二上行光信號(hào)接收器1172避免了相干交調(diào)的影響。此外，輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平間具有大約80dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也不明顯。上行光信號(hào)接收器而不是第二上行光信號(hào)接收器1172的也沒有受到從第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111、1113、1115和1117的輸出的泄漏信號(hào)的干擾。
同樣，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)發(fā)射器1162、1164、1166和1168的輸出信號(hào)通過第二光數(shù)字復(fù)用器302和下行信號(hào)去多路復(fù)用器602泄漏在第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)接收器1151、1153、1155和1157中。
另一方面，來自第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)發(fā)射器1162、1164、1166和1168的輸出信號(hào)通過第一光數(shù)字復(fù)用器301和下行信號(hào)多路復(fù)用器601泄漏在第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111、1113、1115和1117中。然而，由于第一光數(shù)字復(fù)用器301和下行信號(hào)多路復(fù)用器601分別被提供了40dB和25dB的隔離，四個(gè)波長λ2，λ4，λ6和λ8全部的泄漏信號(hào)的功率小于-70dB，因而只有很小的影響。
同樣地，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111、1113、1115和1117的輸出信號(hào)通過第二光數(shù)字復(fù)用器302和上行信號(hào)多路復(fù)用器603泄漏在第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)發(fā)射器1162、1164、1166和1168中。
而且，傳輸光功率被設(shè)置為低于受激布里淵散射門限，從而導(dǎo)致不影響受激布里淵散射。因此，按照本發(fā)明第六實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)600中，能實(shí)現(xiàn)經(jīng)四個(gè)波長的10Gbps的雙向光傳輸，也就是40Gbps的雙向光傳輸。第七實(shí)施例圖13是一個(gè)圖，示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置。在圖13中，與圖8和10相同的部分由相同的數(shù)字表示，并不需要進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。參考圖13，雙向光傳輸系統(tǒng)700包括第一-第四下行光信號(hào)1111-1114，下行信號(hào)多路復(fù)用器501，下行信號(hào)放大鉺摻雜光纖放大器(此后稱作下行信號(hào)EDFA)701，第一MUX/DEMUX412，光纖傳輸線113，第二MUX/DEMUX414，下行信號(hào)EDFA702，下行信號(hào)去多路復(fù)用器502，第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154，第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168，上行信號(hào)多路復(fù)用器503，上行信號(hào)放大鉺摻雜光纖放大器(此后稱作上行信號(hào)EDFA)703，上行信號(hào)EDFA704，上行信號(hào)去多路復(fù)用器504，和第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178。
下行信號(hào)多路復(fù)用器501多路復(fù)用從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114發(fā)送的波長λ1-λ4的下行光信號(hào)。下行信號(hào)EDFA701放大由下行信號(hào)多路復(fù)用器501多路復(fù)用的下行光信號(hào)。下行信號(hào)EDFA702經(jīng)第一MUX/DEMUX 412、光纖傳輸線113和第二MUX/DEMUX 414接收從下行信號(hào)EDFA701輸出的放大的光信號(hào)以放大下行光信號(hào)。下行信號(hào)去多路復(fù)用器502去多路復(fù)用由下行信號(hào)EDFA702放大的下行光信號(hào)。由下行信號(hào)去多路復(fù)用器502去多路復(fù)用的波長λ1-λ4的下行光信號(hào)被發(fā)送到第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154。
上行信號(hào)多路復(fù)用器503多路復(fù)用從第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168發(fā)送的波長λ5-λ8的上行光信號(hào)。上行信號(hào)EDFA703放大由上行信號(hào)多路復(fù)用器503多路復(fù)用的上行光信號(hào)。上行信號(hào)EDFA704經(jīng)第二MUX/DEMUX414、光纖傳輸線113和第一MUX/DEMUX412接收從上行信號(hào)EDFA703輸出的放大的光信號(hào)以放大上行光信號(hào)。上行信號(hào)去多路復(fù)用器504去多路復(fù)用由上行信號(hào)EDFA704放大的上行光信號(hào)。由上行信號(hào)去多路復(fù)用器504去多路復(fù)用的波長λ5-λ8的上行光信號(hào)被發(fā)送到第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178。
在第七實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)700中，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)使用四個(gè)波長以10Gbps的速率被發(fā)射。換句話說，雙向光傳輸系統(tǒng)700被提供了40Gbps的傳輸容量來分別用于上行傳輸和下行傳輸。用于下行傳輸?shù)牟ㄩL包括λ1-λ4，同時(shí)用于上行傳輸?shù)牟ㄩL包括λ5-λ8。這些波長λ1-λ8與第四實(shí)施例中前述的那些相同。
此外，第一-第八光發(fā)射器1111-1114和1165-1168的輸出功率是0dBm，并且它們可允許的反射的返回光是25dB。第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178和第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154每個(gè)被分配8GHz的頻帶。
第一和第二MUX/DEMUX 412和414特征在于具有2dB的插入損耗、35dB的信道間隔離，和55dB的方向性，并且對(duì)于每個(gè)信道具有10nm的帶通。
圖14是一個(gè)圖，示例了光信號(hào)的各個(gè)波長與第一和第二MUX/DEMUX 412和414的透明特性之間的分布關(guān)系。在圖14中，通過虛線711表示的MUX/DEMUX 412的透明特性和通過虛線122表示第二MUX/DEMUX的透明特性。
光信號(hào)的各個(gè)波長與下行信號(hào)多路復(fù)用器501、下行信號(hào)去多路復(fù)用器502、上行信號(hào)多路復(fù)用器503，以及上行信號(hào)去多路復(fù)用器504的透明特性之間的關(guān)系是與結(jié)合圖9的第四實(shí)施例所述的那些相同的。多路復(fù)用器和去多路復(fù)用器501、502、503和504的特征在于具有4dB的插入損耗、35dB的信道間的隔離、55dB的方向性，和對(duì)每個(gè)信道的0.5nm的通帶。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是27dB。
下行信號(hào)EFDA701和上行信號(hào)EFDA703產(chǎn)生10dB的增益，其中每個(gè)波長的飽和功率是+8dBm，在另一方面，下行信號(hào)EFDA702和上行信號(hào)EFDA704產(chǎn)生15dB的增益，其中NF(噪聲系數(shù))是7dB。
來自第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出信號(hào)通過第一MUX/DEMUX 412和上行信號(hào)去多路復(fù)用器504泄漏在第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178中。由于該實(shí)施例中第一MUX/DEMUX 412的方向性、上行信號(hào)去多路復(fù)用器504的信道間隔離、下行信號(hào)EDFA701的輸出功率和上行信號(hào)EDFA 704的增益分別被假設(shè)為55dB、35dB、+6dB和15dB，所有四個(gè)波長中大約-63dBm的光信號(hào)潛入第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178中。這樣，輸入到第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178的上行光信號(hào)的功率(波長λ5-λ8)變?yōu)?14dBm。
把第五上行光信號(hào)接收器1175作為一個(gè)例子，第五上行光信號(hào)接收器1175從第五上行光信號(hào)發(fā)射器1165接收具有-14dBm的功率的波長λ5的光信號(hào)。從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出的全部的大約-63dBm的光信號(hào)泄漏在第五上行光信號(hào)接收器1175中。此外，輸入到第五上行光信號(hào)接收器1175的上行光信號(hào)的波長λ5(頻率f5)和從第一下行光信號(hào)發(fā)射器1111輸出的下行光信號(hào)的波長λ1(頻率f1)之間的差大約是12.7nm(頻率差1.6THz)，并且波長λ1和λ5中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在第五上行光信號(hào)接收器1175的8GHz頻帶之外。因此，第五上行光信號(hào)接收器1175避免了相干交調(diào)的影響。此外，輸入和輸出信號(hào)的信號(hào)電平間具有大約50dB的一個(gè)間隙，并因此功率交調(diào)的問題也不明顯。對(duì)于波長λ2和λ5，波長λ3和λ5，以及波長λ4和λ5是完全相同的，并且相干交調(diào)以及功率交調(diào)的影響能被忽略。上行光信號(hào)接收器而不是第五上行光信號(hào)接收器1175也沒有受到從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出的泄漏信號(hào)的干擾。
同樣，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168的輸出信號(hào)通過第二MUX/DEMUX414和下行信號(hào)去多路復(fù)用器502泄漏在第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154中。
附帶地說，盡管來自第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168的輸出信號(hào)通過第一MUX/DEMUX 412泄漏在下行信號(hào)EDFA701中，但由于下行信號(hào)EDFA701設(shè)置了內(nèi)置隔離器，所以下行信號(hào)EFFA 701不會(huì)受到泄漏信號(hào)的影響。
同樣地，盡管來自第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出信號(hào)通過第二MUX/DEMUX 414泄漏在上行信號(hào)EDFA 703中，但上行信號(hào)EFFA 703不會(huì)受到泄漏信號(hào)的影響，因?yàn)樯闲行盘?hào)EDFA 703被提供了內(nèi)置隔離器。
而且，傳輸光功率被設(shè)置為低于受激布里淵散射門限，從而導(dǎo)致不受受激布里淵散射的影響。因此，按照本發(fā)明第七實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)700中，能實(shí)現(xiàn)經(jīng)四個(gè)波長的10Gbps的雙向光傳輸，也就是能實(shí)現(xiàn)允許損耗范圍多于25dB的40Gbps的長距離雙向光傳輸。第八實(shí)施例圖15示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置圖。在圖15中，與圖10和13相同的部分由相同的數(shù)字表示，并不需要進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。參考圖15，雙向光傳輸系統(tǒng)800包括第一-第四下行光信號(hào)1111-1114，下行信號(hào)多路復(fù)用器501，下行信號(hào)EDFA 701，第一光循環(huán)器201，光纖傳輸線113，第二光循環(huán)器202，下行信號(hào)EDFA 702，下行信號(hào)去多路復(fù)用器502，第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154，第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168，上行信號(hào)多路復(fù)用器503，上行信號(hào)EDFA 703，上行信號(hào)EDFA 704，上行信號(hào)去多路復(fù)用器504，和第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178。
下行信號(hào)多路復(fù)用器501多路復(fù)用從第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114發(fā)送的波長λ1-λ4的下行光信號(hào)。下行信號(hào)EDFA 701放大由下行信號(hào)多路復(fù)用器501多路復(fù)用的下行光信號(hào)。下行信號(hào)EDFA 702經(jīng)第一光循環(huán)器201、光纖傳輸線113和第二光循環(huán)器202接收從下行信號(hào)EDFA 701輸出的放大的光信號(hào)以放大下行光信號(hào)。下行信號(hào)去多路復(fù)用器502去多路復(fù)用由下行信號(hào)EDFA 702放大的下行光信號(hào)。由下行信號(hào)去多路復(fù)用器502去多路復(fù)用的波長λ1-λ4的下行光信號(hào)被發(fā)送到第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154。
上行信號(hào)多路復(fù)用器503多路復(fù)用從第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168發(fā)送的波長λ5-λ8的上行光信號(hào)。上行信號(hào)EDFA 703放大由上行信號(hào)多路復(fù)用器503多路復(fù)用的上行光信號(hào)。上行信號(hào)EDFA 704經(jīng)第二光循環(huán)器202、光纖傳輸線113和第一光循環(huán)器201接收從上行信號(hào)EDFA 703輸出的放大的光信號(hào)以放大上行光信號(hào)。上行信號(hào)去多路復(fù)用器504去多路復(fù)用由上行信號(hào)EDFA 704放大的上行光信號(hào)。由上行信號(hào)去多路復(fù)用器504去多路復(fù)用的波長λ5-λ8的上行光信號(hào)被發(fā)送到第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178。
在第八實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)800中，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)使用四個(gè)波長以10Gbps的速率被發(fā)射。換句話說，雙向光傳輸系統(tǒng)800被提供了40Gbps的傳輸容量來分別用于上行傳輸和下行傳輸。用于下行傳輸?shù)牟ㄩL包括λ1-λ4，同時(shí)用于上行傳輸?shù)牟ㄩL包括λ5-λ8。這些波長λ1-λ8與第四實(shí)施例中前述的那些相同。
此外，第一-第八光發(fā)射器1111-1114和1165-1168的輸出功率是0dBm，并且它們可允許的反射的返回光是25dB。第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178和第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154每個(gè)被分配8GHz的頻帶。第一和第二光循環(huán)器201和202的特性與第二實(shí)施例中的那些相同。
光信號(hào)的各個(gè)波長與下行信號(hào)多路復(fù)用器501、下行信號(hào)去多路復(fù)用器502、上行信號(hào)多路復(fù)用器503、以及上行信號(hào)去多路復(fù)用器504的透明特性之間的關(guān)系是與結(jié)合圖9的第四實(shí)施例所述的那些相同的。此外，多路復(fù)用器和去多路復(fù)用器501、502、503和504具有第五實(shí)施例中的那些相同的特性。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是6dB。
光信號(hào)的各個(gè)波長與下行信號(hào)多路復(fù)用器501、下行信號(hào)去多路復(fù)用器502、上行信號(hào)多路復(fù)用器503、以及上行信號(hào)去多路復(fù)用器504的透明特性之間的關(guān)系是與結(jié)合圖9的第四實(shí)施例所述的那些相同的。多路復(fù)用器和去多路復(fù)用器501、502、503和504的特征在于具有4dB的插入損耗、35dB的信道間的隔離、55dB的方向性、和對(duì)每個(gè)信道的0.5nm的通帶。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是27dB。
下行信號(hào)EDFA701和702以及上行信號(hào)EDFA703和704具有與第七實(shí)施例前述的相同的特性。
來自第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出信號(hào)通過第一光循環(huán)器201和上行信號(hào)去多路復(fù)用器504泄漏在第五-第八上行光信號(hào)接收器1175-1178中。然而，如同第五和第七實(shí)施例一樣，這不會(huì)成為一個(gè)問題。
同樣地，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168的輸出信號(hào)通過第二光循環(huán)器202和下行信號(hào)去多路復(fù)用器502泄漏在第一-第四下行光信號(hào)接收器1151-1154中。
而且，盡管來自第五-第八上行光信號(hào)發(fā)射器1165-1168的輸出信號(hào)通過第一光循環(huán)器201泄漏在下行信號(hào)EDFA 701中，但如同第七實(shí)施例的情況一樣，下行信號(hào)EDFA 701不會(huì)受到泄漏信號(hào)的干擾。
同樣的，盡管來自第一-第四下行光信號(hào)發(fā)射器1111-1114的輸出信號(hào)通過第二光循環(huán)器202泄漏在上行信號(hào)EDFA 703中，但如同第七實(shí)施例的情況一樣，這不會(huì)成為一個(gè)問題。
而且，傳輸光功率被設(shè)置為低于受激布里淵散射門限，從而導(dǎo)致不受受激布里淵散射的影響。因此，按照本發(fā)明第八實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)800中，能實(shí)現(xiàn)經(jīng)四個(gè)波長的10Gbps的雙向光傳輸，也就是允許范圍損耗多于25dB的40Gbps的長距離雙向光傳輸。第九實(shí)施例圖16示意地顯示了根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置圖。在圖16中，與圖11和15相同的部分由相同的數(shù)字表示，并不需要進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。參考圖16，雙向光傳輸系統(tǒng)900包括第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)1111、1113、1115和1117，下行信號(hào)多路復(fù)用器601，下行信號(hào)EDFA 701，第一光數(shù)字復(fù)用器301，光纖傳輸線113，第二光數(shù)字復(fù)用器302，下行信號(hào)EDFA 702，下行信號(hào)去多路復(fù)用器602，第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)接收器1151、1153、1155和1157，第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)發(fā)射器1162、1164、1166和1168，上行信號(hào)多路復(fù)用器603，上行信號(hào)EDFA 703，上行信號(hào)EDFA 704，上行信號(hào)去多路復(fù)用器604，和第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)接收器1172、1174、1176和1178。
下行信號(hào)多路復(fù)用器601多路復(fù)用從第一、第三、第五和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111、1113、1115和1117發(fā)送的奇數(shù)波長號(hào)λ1、λ3、λ5和λ7的下行光信號(hào)。下行信號(hào)EDFA 701放大由下行信號(hào)多路復(fù)用器601多路復(fù)用的下行光信號(hào)。用于進(jìn)行偶數(shù)和奇數(shù)信道之間分離的第一光數(shù)字復(fù)用器301接收從下行信號(hào)EDFA 701輸出的奇數(shù)號(hào)波長的下行光信號(hào)，并從它的奇數(shù)端口輸出該信號(hào)。下行信號(hào)EDFA 702經(jīng)第一光數(shù)字復(fù)用器301、光纖傳輸線113和第二光數(shù)字復(fù)用器302接收放大的光信號(hào)以放大下行光信號(hào)。下行信號(hào)去多路復(fù)用器602接收由下行信號(hào)EDFA 702放大的下行光信號(hào)以去多路復(fù)用該信號(hào)。由下行信號(hào)去多路復(fù)用器602去多路復(fù)用的奇數(shù)波長號(hào)λ1、λ3、λ5和λ7的下行光信號(hào)被發(fā)送到第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)接收器1151、1153、1155和1157。
上行信號(hào)多路復(fù)用器603多路復(fù)用從第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)發(fā)射器1162、1164、1166和1168發(fā)送的偶數(shù)號(hào)波長λ2、λ4、λ6和λ8的上行光信號(hào)。上行信號(hào)EDFA 703放大由上行信號(hào)多路復(fù)用器603多路復(fù)用的上行光信號(hào)。用于進(jìn)行偶數(shù)和奇數(shù)信道之間分離的第二光數(shù)字復(fù)用器302接收從上行信號(hào)EDFA 703輸出的偶數(shù)號(hào)波長的上行光信號(hào)，并從它的偶數(shù)端口輸出該信號(hào)。上行信號(hào)EDFA 704經(jīng)第二光數(shù)字復(fù)用器302、光纖傳輸線113和第一光數(shù)字復(fù)用器301接收放大的光信號(hào)以便放大該上行光信號(hào)。上行信號(hào)去多路復(fù)用器604接收由上行信號(hào)EDFA 704放大的上行光信號(hào)以便去多路復(fù)用該信號(hào)。由上行信號(hào)去多路復(fù)用器604去多路復(fù)用的偶數(shù)波長號(hào)λ2、λ4、λ4和λ8的上行光信號(hào)被發(fā)送到第二、第四、第六、和第八上行光信號(hào)接收器1172、1174、1176和1178。
在第九實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)900中，上行光信號(hào)和下行光信號(hào)使用四個(gè)波長以10Gbps的速率被發(fā)射。換句話說，雙向光傳輸系統(tǒng)900被提供了40Gbps的傳輸容量來分別用于上行傳輸和下行傳輸。用于下行傳輸?shù)牟ㄩL包括波長λ1、λ3、λ5和λ7，同時(shí)用于上行傳輸?shù)牟ㄩL包括λ2、λ4、λ6和λ8。這些波長λ1-λ8與第六實(shí)施例中前述的那些相同。
此外，第一-第八光發(fā)射器1111、1113、1115、1117、1162、1164、1166和1168的輸出功率是0dBm，并且它們可允許的反射的返回光是25dB。第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)接收器1172、1174、1176和1178以及第一、第三、第五、和第七下行光信號(hào)接收器1151、1153、1155和1157每個(gè)被分配8GHz的頻帶。第一和第二光數(shù)字復(fù)用器301和302的特性與第三實(shí)施例中的那些相同。
光信號(hào)的各個(gè)波長與下行信號(hào)多路復(fù)用器601、下行信號(hào)去多路復(fù)用器602、上行信號(hào)多路復(fù)用器603、以及上行信號(hào)去多路復(fù)用器604的透明特性之間的關(guān)系與結(jié)合圖12的第六實(shí)施例中所述的那些相同。此外，多路復(fù)用器和去多路復(fù)用器601、602、603、和604具有與第六實(shí)施例的那些相同的特性。光纖傳輸線113中的傳輸損耗是27dB。
下行信號(hào)EDFA701和702以及上行信號(hào)EDFA703和704具有第七實(shí)施例中前述的相同的特性。
來自第一、第三、第五和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111、1113、1115和1117的輸出信號(hào)通過第一光數(shù)字復(fù)用器301和上行信號(hào)去多路復(fù)用器604分別泄漏在第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)接收器1172、1174、1176和1178中。然而，如同第五和第七實(shí)施例的情況一樣，既不會(huì)有相干交調(diào)也不會(huì)有功率交調(diào)的問題出現(xiàn)。
同樣，對(duì)于這種情況也沒有問題，即來自第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)發(fā)射器1162、1164、1166和1168的輸出信號(hào)通過第二光數(shù)字復(fù)用器302和下行信號(hào)去多路復(fù)用器602泄漏在第一、第三、第五和第七下行光信號(hào)接收器1151、1153、1155和1157中。
而且，盡管來自第二、第四、第六和第八上行光信號(hào)發(fā)射器1162、1164、1166和1168的輸出信號(hào)通過第一光數(shù)字復(fù)用器301泄漏在下行信號(hào)EDFA701中，但如同第七實(shí)施例的情況一樣，下行信號(hào)EDFA701不會(huì)受到泄漏信號(hào)的影響。
同樣地，盡管來自第一、第三、第五和第七下行光信號(hào)發(fā)射器1111、1113、1115和1117的輸出信號(hào)通過第二光數(shù)字復(fù)用器302泄漏在上行信號(hào)EDFA703中，但如同第七實(shí)施例的情況一樣，這不會(huì)成為問題。
而且，傳輸光功率被設(shè)置低于受激布里淵散射門限，從而導(dǎo)致不受受激布里淵散射的影響。因此，按照本發(fā)明第九實(shí)施例的雙向光傳輸系統(tǒng)900中，能實(shí)現(xiàn)經(jīng)四個(gè)波長的10Gbps的雙向光傳輸，也就是允許范圍損耗多于25dB的40Gbps的長距離雙向光傳輸。
盡管使用具體條件已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但這樣的描述僅僅是出于示例的目的，并且應(yīng)該明白的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出改變和各種變化。例如，傳輸速率不限于上述實(shí)施例所述的10Gbps，而可以是12Gbps或40Gbps。盡管在第四-第九實(shí)施例中是四個(gè)波長分別用于上行和下行傳輸，但能夠使用八或十六個(gè)波長。此外，波長可以被隔開100GHz或50GHz。傳輸速率可以按照波長變化。此外，也可使用C段和L段。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠避免上行和下行泄漏光信號(hào)的影響，因而實(shí)現(xiàn)了通過使用WDM技術(shù)具有大傳輸容量的單一光纖的雙向光傳輸。而且，能夠?qū)崿F(xiàn)單一光纖雙向光傳輸，其中光纖中容許的損耗，也就是傳輸距離可被增加。
盡管已經(jīng)結(jié)合參考特殊的示例實(shí)施例描述了本發(fā)明，但實(shí)施例不會(huì)約束本發(fā)明而只能通過所附權(quán)利要求來限定。應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以改變或修改
權(quán)利要求
1.一種光傳輸系統(tǒng)，包括光纖；下行光信號(hào)發(fā)射器，用于以低于受激布里淵散射門限的傳輸功率發(fā)送下行光信號(hào)；下行光信號(hào)接收器，用于經(jīng)光纖接收從下行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的下行光信號(hào)；上行光信號(hào)發(fā)射器，用于以低于受激布里淵散射門限的傳輸功率發(fā)送上行信號(hào)；和上行光信號(hào)接收器，用于經(jīng)光纖接收從上行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的上行光信號(hào)；其中從上行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的上行光信號(hào)的頻率和從下行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的下行光信號(hào)的頻率的差大于分配給下行光信號(hào)接收器和上行光信號(hào)接收器的帶寬。
2.一種光傳輸系統(tǒng)，包括光纖；多個(gè)下行光信號(hào)發(fā)射器，每個(gè)以低于受激布里淵散射門限的傳輸功率發(fā)送不同頻率的下行光信號(hào)；多個(gè)下行光信號(hào)接收器，每個(gè)按照每個(gè)頻率經(jīng)光纖接收從各個(gè)下行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的下行光信號(hào)；多個(gè)上行光信號(hào)發(fā)射器，每個(gè)以低于受激布里淵散射門限的傳輸功率發(fā)送上行光信號(hào)；和多個(gè)上行信號(hào)接收器，每個(gè)按照每個(gè)頻率經(jīng)光纖接收從各個(gè)上行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的上行光信號(hào)；其中從每個(gè)上行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的上行光信號(hào)的頻率和從每個(gè)下行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的下行光信號(hào)的頻率的差大于分配給所有下行光信號(hào)接收器和上行光信號(hào)接收器的帶寬。
3.如權(quán)利要求1所述的光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)光多路復(fù)用器-去多路復(fù)用器，用于進(jìn)行上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離。
4.如權(quán)利要求2所述的光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)光多路復(fù)用器-去多路復(fù)用器，用于進(jìn)行上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離。
5.如權(quán)利要求1所述的光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)光循環(huán)器，用于進(jìn)行上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離。
6.如權(quán)利要求2所述的光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)光循環(huán)器，用于進(jìn)行上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離。
7.如權(quán)利要求1所述的光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)光數(shù)字復(fù)用器，用于進(jìn)行上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離。
8.如權(quán)利要求2所述的光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)光數(shù)字復(fù)用器，用于進(jìn)行上行光信號(hào)和下行光信號(hào)之間的分離。
9.如權(quán)利要求2所述的光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)上行放大器，用于在多路復(fù)用操作后放大不同頻率的上行光信號(hào)；和多個(gè)下行放大器，用于在多路復(fù)用操作后放大不同頻率的下行光信號(hào)。
10.如權(quán)利要求2所述的光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)上行放大器，用于在多路復(fù)用操作后放大不同頻率的上行光信號(hào)；和多個(gè)下行放大器，用于在多路復(fù)用操作后放大不同頻率的下行光信號(hào)；其中上行放大器和下行放大器是鉺摻雜光纖放大器。
11.一種光傳輸方法，用于在一個(gè)和相同的光纖中在上行和下行方向中發(fā)射光信號(hào)，其中上行光信號(hào)和下行光信號(hào)的頻率之間的差大于分配給用于接收光信號(hào)的所有接收器的帶寬；和光信號(hào)的傳輸功率低于受激布里淵散射門限。
12.一種光傳輸方法，用于在一個(gè)和相同的光纖中在上行和下行方向中發(fā)射不同頻率的光信號(hào)，其中上行光信號(hào)的各個(gè)頻率和下行光信號(hào)的各個(gè)頻率之間的差大于分配給用于接收光信號(hào)的所有接收器的帶寬；和光信號(hào)的傳輸功率低于受激布里淵散射門限。
全文摘要
一種用于在一個(gè)具有大傳輸容量能夠增大傳輸距離的光纖中的雙向光傳輸系統(tǒng)和方法。從一個(gè)或多個(gè)下行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的下行光信號(hào)經(jīng)光纖傳輸線和上行/下行信號(hào)分離多路復(fù)用器－去多路復(fù)用器由一個(gè)或多個(gè)下行光信號(hào)接收器接收。另一方面，從一個(gè)或多個(gè)上行光信號(hào)發(fā)射器發(fā)送的上行光信號(hào)通過隨后的相反的路由由一個(gè)或多個(gè)上行光信號(hào)接收器所接收。來自下行光信號(hào)發(fā)射器的輸出信號(hào)經(jīng)上行/下行信號(hào)分離多路復(fù)用器－去多路復(fù)用器泄漏在上行光信號(hào)接收器中。然而，在上行光信號(hào)和下行光信號(hào)的頻率之間具有很大的差，并且在兩個(gè)波長中由干擾產(chǎn)生的差拍/噪聲分量出現(xiàn)在上行光信號(hào)接收器的頻帶之外，因而避免了相干交調(diào)的影響。此外，因?yàn)榇蟮母綦x，功率交調(diào)也不會(huì)成為問題。
文檔編號(hào)H04J14/00GK1447553SQ03107369
公開日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2003年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月22日
發(fā)明者田島章雄 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社