專利名稱：可重置配置光放大器、可逆光循環(huán)器以及光信號(hào)傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種可重置配置光放大器的技術(shù)以及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
光通訊技術(shù)已廣泛地使用于超寬帶網(wǎng)絡(luò)中，其中一般可逆的三端口及四端口光循 環(huán)器分別經(jīng)常作為一般單向lx2光開關(guān)及2x2光開關(guān)使用。另外固定傳輸方向的光循環(huán)器 配合光增益元件構(gòu)成的光放大器，設(shè)置在光傳輸路徑上，以放大光信號(hào)，并提供網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)信 號(hào)返回路徑。傳統(tǒng)的光放大器是單方向的設(shè)計(jì)，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上有其限制。
圖1繪示傳統(tǒng)光通訊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的架構(gòu)示意圖。參閱圖l，傳統(tǒng)的光通訊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 間的架構(gòu)是架設(shè)在二個(gè)通訊節(jié)點(diǎn)80、90構(gòu)成雙向傳輸。通訊節(jié)點(diǎn)80有接收端Rxl與傳送 端Txl，通訊節(jié)90也有接收端Rx2與傳送端Tx2相互連接。例如以通訊節(jié)點(diǎn)80傳送光信號(hào) 到節(jié)點(diǎn)90為例，其通訊路徑是經(jīng)由光開關(guān)100、單向光放大器(OA) 102、光纖路徑104、單向 光放大器106、以及光開關(guān)108，連接到通訊節(jié)點(diǎn)90的接收端Rx2。 然而光纖路徑104可能會(huì)因外在因素而發(fā)生斷裂，因此必須設(shè)置保護(hù)路徑120，通 過光開關(guān)100U08地切換，改由保護(hù)路徑120傳送信號(hào)。保護(hù)路徑120與正常操作的路徑 相同，作為備用。 依相同的機(jī)制，由通訊節(jié)點(diǎn)90傳送信號(hào)給通訊節(jié)點(diǎn)80的接收端，也是經(jīng)過光開關(guān) 110、單向光放大器112、光纖路徑114、單向光放大器116以及光開關(guān)118到通訊節(jié)點(diǎn)80的 接收端Rxl。而另一條備用的保護(hù)路徑122也與保護(hù)路徑120有著相同的作用，但是傳輸方 向相反。由于一般光放大器都是單向使用，因此需要設(shè)置二條保護(hù)路徑120、122，導(dǎo)致需要 較高的成本。 相關(guān)業(yè)者雖已提出多種不同的設(shè)計(jì)架構(gòu)，但此項(xiàng)技術(shù)仍有許多地方需要進(jìn)一步的 研發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種可重置配置光放大器，包括第一可逆光循環(huán)器與光增益 元件。第一可逆光循環(huán)器有四個(gè)輸入/輸出端口，分別為第一端點(diǎn)、第二端點(diǎn)、第三端點(diǎn)以 及第四端點(diǎn)。四個(gè)輸入/輸出端口依照控制信號(hào)使該第一端點(diǎn)到該第四端點(diǎn)是依序以可為 正向循環(huán)或是逆向循環(huán)的第一傳送方向來傳送第一光信號(hào)，而相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四 端點(diǎn)之間是不互通。光增益元件，連接于相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之間。第二端點(diǎn) 與第三端點(diǎn)分別連到第一通訊節(jié)點(diǎn)與第二通訊節(jié)點(diǎn)。 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種可逆光循環(huán)器，包含光循環(huán)器以及磁場(chǎng)控制元件。光循 環(huán)器有四個(gè)輸入/輸出(10)端口，分別為第一端點(diǎn)、第二端點(diǎn)、第三端點(diǎn)以及第四端點(diǎn)，其 中該光循環(huán)器內(nèi)部磁性單元是由半硬磁性材料構(gòu)成。磁場(chǎng)控制元件依照控制信號(hào)產(chǎn)生第一 方向磁場(chǎng)或是第二方向磁場(chǎng)，施加于該光循環(huán)器以改變磁極極性，達(dá)到從該第一端點(diǎn)經(jīng)過 該第二端點(diǎn)與該第三端點(diǎn)到該第四端點(diǎn)，依序是以正向或是逆向傳送光信號(hào)，其中該第一端點(diǎn)直接到該第四點(diǎn)之間固定不互通。 本發(fā)明提供一種光信號(hào)傳輸系統(tǒng)，包括第一通訊端有第一光開關(guān)單元連接第一接 收端與第一傳送端。第二通訊端有第二光開關(guān)單元連接第二接收端與第二傳送端。光學(xué)第 一路徑通過該第一光開關(guān)單元與該第二光開關(guān)單元連接于該第一接收端與該第二傳送端 之間。光學(xué)第二路徑通過該第一光開關(guān)單元與該第二光開關(guān)單元連接于該第一傳送端與該 第二接收端之間與/或該第二接收端與該第一傳送端之間。保護(hù)路徑通過該第一光開關(guān)單 元與該第二光開關(guān)單元連接于該第一接收端與該第二傳送端之間，該保護(hù)路徑包括至少一 可重置配置光放大器?？芍刂门渲霉夥糯笃靼ǖ谝豢赡婀庋h(huán)器，有四個(gè)輸入/輸出端 口，分別為第一端點(diǎn)、第二端點(diǎn)、第三端點(diǎn)以及第四端點(diǎn)，依照控制信號(hào)使該第一端點(diǎn)到該 第四端點(diǎn)是依序以可為正向循環(huán)或是逆向循環(huán)的第一傳送方向來傳送通過的第一光信號(hào)， 而相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之間是不互通。光增益元件連接于相鄰的該第一端點(diǎn)與 該第四端點(diǎn)之間，其中該第二端點(diǎn)與該第三端點(diǎn)，分別連到第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)，其中該第 一節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)分別接連接到該第一通訊端與該第二通訊端，或是分別更通過第二可 逆光循環(huán)器接連接到該第一通訊端與該第二通訊端。 為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例， 并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1繪示傳統(tǒng)光通訊網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)示意圖。 圖2A與圖2B繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可逆的光循環(huán)器的機(jī)制示意圖。 圖3繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可重置配置光放大器的架構(gòu)示意圖。 圖4繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可逆光循環(huán)器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，對(duì)于切換時(shí)間的檢視結(jié)果示意圖。 圖6A 6B繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，幾種操作的實(shí)例示意圖。 圖7A 7D繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，幾種操作的實(shí)例示意圖。 圖8A 8D繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，幾種操作的實(shí)例示意圖。 圖9繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，光信號(hào)傳輸系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。[主要元件標(biāo)號(hào)說明] 80、90 :通訊節(jié)點(diǎn) 100、108、118、110 :光開關(guān) 102、106 :單向光放大器 116U12 :單向光放大器 104、114:路徑 120、122:保護(hù)路徑 150U60 :可逆光循環(huán)器 152:輸入/輸出端口 154 :控制元件 200 :可重置配置光放大器 202:光增益元件
204 208 :光信號(hào) 300、302、304、306、400、402 :路徑 500 、502 :路徑 504、512 :光耦合器 506、510 :可重置配置光放大器 508 :保護(hù)路徑
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出一種可重置配置光放大器的設(shè)計(jì)，例如是設(shè)計(jì)出可逆的光循環(huán)器(optical circulator)，使光行進(jìn)方向可逆，在配一光增益元件達(dá)到可重置配置光放大器。如此可以減少網(wǎng)絡(luò)保護(hù)路徑的數(shù)量及簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。 圖2A與圖2B繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可逆的光循環(huán)器的機(jī)制示意圖。在本發(fā)明中所使用的光循環(huán)器都是屬于可逆光循環(huán)器150，但是有一固定位置不互通循環(huán)。以具有四個(gè)I/O端口 152 (Port 1 Port 4)的可逆光循環(huán)器150為例，箭頭方向可以例如是圖2A中順時(shí)間方向循環(huán)的正向循環(huán)方向，或是圖2B中逆時(shí)間方向循環(huán)的逆向循環(huán)方向。然而，不管于正向循環(huán)或是逆向循環(huán)，Port l與Port 4之間直接相鄰的一段是不互通，如箭頭的缺口所示。于此要注意的是，四個(gè)I/0端口 152的順序只是為方便描述，其只要是正向循環(huán)與逆向循環(huán)的其不互通段相同即可。 以圖2A的順序而言，例如由Port 1輸入的信號(hào)會(huì)依順序在下一個(gè)1/0端口輸出，即是在Port 2輸出。有例如由Port 3輸入的信號(hào)會(huì)依順序在下一個(gè)1/0端口輸出，即是在Port 4輸出。但是，由Port 4輸入的信號(hào)不會(huì)輸出，或是會(huì)通過外接的路徑輸出。圖2B的輸出方向與圖2A相反，但是機(jī)制相同。可逆光循環(huán)器150的設(shè)計(jì)，例如是圖4所示，于后面會(huì)描述。 圖3繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可重置配置光放大器的架構(gòu)示意圖。參閱圖3，可重置配置的光放大器200是通過如圖2A與圖2B的可逆光循環(huán)器150來達(dá)成。 一般而言，可重置配置光放大器200包括可逆光循環(huán)器150與光增益元件202?？赡婀庋h(huán)器150有四個(gè)輸入/輸出端口，稱為第一端點(diǎn)(D、第二端點(diǎn)(2)、第三端點(diǎn)(3)以及第四端點(diǎn)(4)，依照給控制元件154的控制信號(hào)，可逆光循環(huán)器150的第一端點(diǎn)(1)到第四端點(diǎn)(4)是依序如箭頭所示，可以是正向循環(huán)(黑箭頭方向)或是逆向循環(huán)(白箭頭方向)的傳送方向，也就是可切換雙向傳送光信號(hào)。此實(shí)施例中，相鄰的第一端點(diǎn)(1)與第四端點(diǎn)(4)之間是不互通，但并非用以限定本發(fā)明。光增益元件202連接于相鄰的第一端點(diǎn)(1)與第四端點(diǎn)(4)之間。第二端點(diǎn)(2)與第三端點(diǎn)(3)分別連到二個(gè)通訊節(jié)點(diǎn)80、90，又可以由端點(diǎn)-l與端點(diǎn)_2表示。 例如，光信號(hào)204由通訊節(jié)點(diǎn)90端點(diǎn)_2傳送進(jìn)來，而進(jìn)入可逆光循環(huán)器150的第三端點(diǎn)(3)?？赡婀庋h(huán)器150被控制為順時(shí)針方向的正向循環(huán)。由于第一端點(diǎn)(1)與第四端點(diǎn)(4)之間是不互通，光信號(hào)204進(jìn)入光增益元件202被放大成信號(hào)206，即產(chǎn)生光信號(hào)增益。信號(hào)206接著進(jìn)入可逆光循環(huán)器150的第一端點(diǎn)(l)，再由第二端點(diǎn)(2)輸信號(hào)208輸出到通訊節(jié)點(diǎn)80。又，即使通訊節(jié)點(diǎn)80可能會(huì)有反射信號(hào)210而回到第二端點(diǎn)(2)，反射信號(hào)210不會(huì)再進(jìn)入光增益元件202導(dǎo)致噪聲的產(chǎn)生。
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圖4繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，可逆光循環(huán)器的結(jié)構(gòu)示意圖。參閱圖4，可逆光循環(huán)150例如包含光循環(huán)器以及磁場(chǎng)控制元件154由控制信號(hào)所控制。如前述，光循環(huán)器有四個(gè)輸入/輸出(10)端口，稱為第一端點(diǎn)(Port 1)、第二端點(diǎn)(Port 2)、第三端點(diǎn)(Port3)以及第四端點(diǎn)(Port 4)，其中光循環(huán)器內(nèi)部磁性單元是由半硬磁性材料構(gòu)成。磁場(chǎng)控制元件154，例如是螺線圈，依照控制信號(hào)產(chǎn)生第一方向磁場(chǎng)或是第二方向磁場(chǎng)，施加于光循環(huán)器以改變磁極極性，達(dá)到從第一端點(diǎn)經(jīng)過第二端點(diǎn)與第三端點(diǎn)到第四端點(diǎn)，依序是以正向或是逆向來傳送光信號(hào)。又，第一端點(diǎn)直接到該第四點(diǎn)之間是固定不互通，但并非用以限定本發(fā)明。 光循環(huán)器內(nèi)部重要的基本光學(xué)元件例如包括極化分光器(polarizationbeamsplitter,PBS)、法拉第旋轉(zhuǎn)子、極化合光器(polarization beamcombiner，PBC)，其理論機(jī)制簡(jiǎn)述如下。法拉第旋轉(zhuǎn)子是根據(jù)法拉第磁光效應(yīng)所運(yùn)行。法拉第旋轉(zhuǎn)子的極化旋轉(zhuǎn)角度會(huì)隨著外加磁場(chǎng)強(qiáng)度大小而改變，而輸入光波的極化旋轉(zhuǎn)角度因行經(jīng)法拉第旋轉(zhuǎn)子后而改變，之后光波再行經(jīng)極化合光器然后輸出耦合至光纖。由于輸入光波在極化分光器后形成兩道光路(TE與TM)，經(jīng)法拉第旋轉(zhuǎn)子后而改變每道光路的極化狀態(tài)，因此在極化合光器上會(huì)產(chǎn)生線性極化濾波效果進(jìn)而改變光波的強(qiáng)度大小。當(dāng)法拉第旋轉(zhuǎn)子的極化旋轉(zhuǎn)角度足夠讓光循環(huán)器形成光行進(jìn)方向轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)，幾乎可以完全阻隔原方向的入射光波，或稱完成光行進(jìn)方向切換。 更例如通過線圈來設(shè)計(jì)時(shí)，光循環(huán)器外圍纏繞上適當(dāng)線圈并使用導(dǎo)磁材料包覆于線圈外圍，使用導(dǎo)磁材料包覆在外圍可降低驅(qū)動(dòng)電流的需求。當(dāng)以正向電流脈沖通過線圈，則光循環(huán)器內(nèi)部的半硬磁材料感應(yīng)對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)并保持磁力，且影響法拉第旋轉(zhuǎn)子所旋轉(zhuǎn)的方向，進(jìn)而逆轉(zhuǎn)光行進(jìn)方向。當(dāng)以逆向電流脈沖通過線圈，則光循環(huán)器內(nèi)部的半硬磁材料感應(yīng)對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)并保持磁力，且影響法拉第旋轉(zhuǎn)子所旋轉(zhuǎn)的方向，進(jìn)而恢復(fù)光行進(jìn)方向，利用電流方向達(dá)成切換光方向。 本發(fā)明實(shí)施例中，設(shè)計(jì)光循環(huán)器在正方向或是逆方向循環(huán)時(shí)，都具有相同的不互通位置，其有利于達(dá)成可重置配置光放大器的設(shè)計(jì)。基于實(shí)際操作時(shí)需要在正方向與逆方向做切換，其觸發(fā)時(shí)間需要足夠小才能符合快速傳送數(shù)據(jù)的需要。圖5繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，對(duì)于觸發(fā)時(shí)間的檢視結(jié)果示意圖。參閱圖5，對(duì)于正向循環(huán)的檢視例如從第二端點(diǎn)(Port 2)到第三端點(diǎn)(Port3)的傳送，信號(hào)280是觸發(fā)信號(hào)。正向循環(huán)約在0.8ms啟動(dòng)。又例如由第二端點(diǎn)(Port 2)到第一端點(diǎn)(Port 1)的傳送是逆向循環(huán)，其啟動(dòng)時(shí)間約為1.5ms。因此切換時(shí)間也能達(dá)到可以應(yīng)用的程度。 圖6A 6B繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，幾種操作的實(shí)例示意圖。參閱圖6A，可重置配置光放大器例如可以同時(shí)允許雙向的光信號(hào)傳輸，然而其取決于實(shí)際的需要。當(dāng)可逆光循環(huán)器150設(shè)置在順向循環(huán)時(shí)，由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)以路徑300傳送，但是光信號(hào)不被放大。由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)以路徑302傳送，信號(hào)會(huì)經(jīng)過光增益元件202放大。光增益元件202以0A表示。參閱圖6B，當(dāng)可逆光循環(huán)器150設(shè)置在逆向循環(huán)時(shí)，由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)以路徑304傳送，但是光信號(hào)不被放大。由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)以路徑306傳送，光信號(hào)會(huì)經(jīng)過光增益元件202放大。 圖7A 7D繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，幾種操作的實(shí)例示意圖。參閱圖7A，以可重置配置光放大器為基礎(chǔ)，可重置配置光放大器可以至少再與另一個(gè)可逆光循環(huán)器160連接。可逆光循環(huán)器160與可逆光循環(huán)器150是相同結(jié)構(gòu)。于圖7A的實(shí)施例，例如二個(gè)可逆光循環(huán)器150U60都是順時(shí)針方向的正向循環(huán)?？赡婀庋h(huán)器150對(duì)外連接的第二端點(diǎn)(2)與第三端點(diǎn)(3)分別連接到可逆光循環(huán)器160的第一端點(diǎn)(1)與第四端點(diǎn)(4)。也就是說可逆光循環(huán)器150是連接到可逆光循環(huán)器160中不互通的兩端點(diǎn)之間。如此，由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)以路徑300傳送，維持不變路徑。然而，由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)所傳送的路徑302則經(jīng)過如圖6A的可重置配置光放大器。
另外參閱圖7B，可逆光循環(huán)器160是以逆時(shí)針方向的逆向循環(huán)設(shè)置，因此由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)是以路徑306傳送，其會(huì)經(jīng)過可逆光循環(huán)器150但是不經(jīng)過光增益元件202。同時(shí)，由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)是以路徑304傳送，由第三端點(diǎn)(3)進(jìn)入可逆光循環(huán)器160，而從第二端點(diǎn)(2)輸出到通訊節(jié)點(diǎn)80。
參閱圖7C，另一種變化是以圖6B的設(shè)置狀態(tài)為基礎(chǔ)，因此，可逆光循環(huán)器150是逆向循環(huán)，但是可逆光循環(huán)器160正向循環(huán)。如此，由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)以路徑300傳送，不經(jīng)過可逆光循環(huán)器150。由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)以路徑302傳送，會(huì)經(jīng)過可逆光循環(huán)器150但是不經(jīng)過光增益元件202的放大。
參閱圖7D，可逆光循環(huán)器150與可逆光循環(huán)器160都是相同的逆向循環(huán)。如此，由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)以路徑304傳送，不經(jīng)過可逆光循環(huán)器150。由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)以路徑306傳送，會(huì)經(jīng)過可逆光循環(huán)器150以及光增益元件202的放大。 于圖7A 7D的實(shí)施例，其允許同時(shí)雙方向傳送光信號(hào)。然而依實(shí)際需要，如果需要限制單方向傳送光信號(hào)，則可以改變可逆光循環(huán)器150與可逆光循環(huán)器160的連接方式。
圖8A 8D繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，幾種操作的實(shí)例示意圖。參閱圖8A，可逆光循環(huán)器150的第二端點(diǎn)(2)與第三端點(diǎn)(3)分別連接到可逆光循環(huán)器160的第二端點(diǎn)(2)與第三端點(diǎn)(3)。可逆光循環(huán)器160的第一端點(diǎn)(1)與第四端點(diǎn)(4)分別連接到通訊節(jié)點(diǎn)80與通訊節(jié)點(diǎn)90?？赡婀庋h(huán)器150被控制在正向循環(huán)，且可逆光循環(huán)器160被控制在正向循環(huán)。如此，由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)是以路徑400傳送，其會(huì)經(jīng)過可逆光循環(huán)器150但是不經(jīng)過光增益元件202的放大。又、由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)會(huì)進(jìn)入可逆光循環(huán)器160的第四端點(diǎn)(4)，但是由于第四端點(diǎn)(4)到第一端點(diǎn)(1)之間不互通，由于無法傳送光信號(hào)也就達(dá)到單向傳送。 參閱圖8B，其與圖8A的差異是可逆光循環(huán)器150的循環(huán)方向是正向循環(huán)，可逆光循環(huán)器160的循環(huán)方向是逆向循環(huán)。如此，由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)無法傳送，成為單向傳送。由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)以路徑402傳送，會(huì)經(jīng)過可逆光循環(huán)器150以及經(jīng)過光增益元件202的放大。 參閱圖8C，其與圖8A的差異是可逆光循環(huán)器150的循環(huán)方向是逆向循環(huán)，可逆光循環(huán)器160的循環(huán)方向是正向循環(huán)。依照此設(shè)置方式，由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)是由路徑400傳送，其會(huì)經(jīng)過可逆光循環(huán)器150與光增益元件202，得到放大效果。由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)不被傳送。 參閱圖8D，其與圖8A的差異是可逆光循環(huán)器150與可逆光循環(huán)器160都是逆向循環(huán)。如此，由通訊節(jié)點(diǎn)80到通訊節(jié)點(diǎn)90的光信號(hào)無法傳送，成為單向傳送。由通訊節(jié)點(diǎn)90到通訊節(jié)點(diǎn)80的光信號(hào)，經(jīng)過路徑402上的可逆光循環(huán)器150，但是不經(jīng)過光增益元件202。 基于相同的機(jī)制，其允許連接更多的可逆光循環(huán)器，其依實(shí)際需要設(shè)計(jì)。
上述的可重置配置光放大器可以應(yīng)用在實(shí)際的光信號(hào)傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明的可重置配置光放大器除了可以直接使用于二通訊節(jié)點(diǎn)之間外，另外也可以用來取代傳統(tǒng)的保護(hù)路徑。圖9繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，光信號(hào)傳輸系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。參閱圖9，光學(xué)信號(hào)傳輸系統(tǒng)例如是針對(duì)二個(gè)通訊節(jié)點(diǎn)80、90。通訊節(jié)點(diǎn)80有光開關(guān)100， 118連接于傳送端Txl與接收端Rxl。光開關(guān)100，118構(gòu)成光開關(guān)單元，可用于切換光路徑于保護(hù)路徑508。通訊節(jié)點(diǎn)90有光開關(guān)單元108、 110連接于接收端Rx2與傳送端Tx2。光開關(guān)108、 110構(gòu)成光開關(guān)單元，可用于切換光路徑于保護(hù)路徑508。光路徑104通過光開關(guān)100與光開關(guān)108連接于傳送端Txl與接收端Rx2之間。光路徑114通過光開關(guān)118與光開關(guān)110耦接于接收端Rxl與傳送端Tx2之間。保護(hù)路徑508通過光開關(guān)100、108、110與118的切換，由光耦合器504、512連接到保護(hù)路徑508。保護(hù)路徑508包括至少一個(gè)可重置配置光放大器，例如是二個(gè)可重置配置光放大器506、510。可重置配置光放大器506、510如先前描述的結(jié)構(gòu)與機(jī)制。如此，保護(hù)路徑508簡(jiǎn)化成一條具切換傳送方向的光放大的路徑，降低保護(hù)路徑508的成本。 在此保護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)是在整個(gè)系統(tǒng)中預(yù)留一條保護(hù)路徑。當(dāng)系統(tǒng)中若有發(fā)生故障，該系統(tǒng)可自行判斷并將被保護(hù)路徑切換至上傳路徑或下傳路徑以確保整系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該保護(hù)路徑重要元件包含光開關(guān)、可重置配置光放大器。當(dāng)中央局端經(jīng)由光纖下傳路徑傳輸數(shù)據(jù)至使用者端，下傳路徑發(fā)生故障時(shí)，可由監(jiān)控裝置得知并改變光開關(guān)及可重置配置光放大器的放大方向，使保護(hù)路徑改變?yōu)橄聜髀窂健．?dāng)使用者端經(jīng)由光纖上傳路徑傳輸數(shù)據(jù)至中央局端，上傳路徑發(fā)生故障時(shí)，可由監(jiān)控裝置得知并改變光開關(guān)及可重置配置光放大器的放大方向，使保護(hù)路徑改變?yōu)樯蟼髀窂?，?dāng)光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障可立刻切換至保護(hù)路徑，使網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)機(jī)并可大幅降低成本。 本發(fā)明使用可逆光循環(huán)器的光行進(jìn)方向可逆裝置，其中光行進(jìn)方向可逆裝置具有切換光傳輸方向效果，且可在光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為保護(hù)系統(tǒng)的重要元件。 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種可重置配置光放大器，包括第一可逆光循環(huán)器，有四個(gè)輸入/輸出端口，分別為第一端點(diǎn)、第二端點(diǎn)、第三端點(diǎn)以及第四端點(diǎn)，依照控制信號(hào)使該第一端點(diǎn)到該第四端點(diǎn)是依序可為正向循環(huán)或是逆向循環(huán)的第一傳送方向來傳送第一光信號(hào)，而相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之間是不互通；以及光增益元件，連接于相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之間，其中該第二端點(diǎn)與該第三端點(diǎn)，分別連到第一通訊節(jié)點(diǎn)與第二通訊節(jié)點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重置配置光放大器，其中相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn) 之間是通過該光增益元件連通，且對(duì)正向或是逆向通過的該第一光信號(hào)產(chǎn)生光信號(hào)增益。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重置配置光放大器，其中該可逆光循環(huán)器包括 光循環(huán)器，有該四個(gè)輸入/輸出端口，其中該光循環(huán)器內(nèi)部磁性單元是由半硬磁性材料構(gòu)成；以及磁場(chǎng)控制元件，依照該控制信號(hào)產(chǎn)生第一方向磁場(chǎng)或是第二方向磁場(chǎng)，施加于該光循 環(huán)器以改變磁極極性，達(dá)到該第一端點(diǎn)到該第四端點(diǎn)依序是以正向或是逆向傳送該第一光 信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重置配置光放大器，其中當(dāng)該第一通訊節(jié)點(diǎn)與該第二通訊 節(jié)點(diǎn)之間傳送無需放大的該第一光信號(hào)時(shí)，該控制信號(hào)控制該第一可逆光循環(huán)器的該第一 傳送方向，使在該第二端點(diǎn)與該第三端點(diǎn)之間傳送。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重置配置光放大器，其中當(dāng)該第一通訊節(jié)點(diǎn)與該第二通訊 節(jié)點(diǎn)之間傳送需要放大的該第一光信號(hào)時(shí)，該控制信號(hào)控制該第一可逆光循環(huán)器的該第一 傳送方向，使在該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之間通過該光增益元件傳送。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重置配置光放大器，還包括第二可逆光循環(huán)器，有四個(gè)輸 入/輸出端口，分別為第五端點(diǎn)、第六端點(diǎn)、第七端點(diǎn)以及第八端點(diǎn)，依照控制信號(hào)使該第 五端點(diǎn)到該第八端點(diǎn)是依序?yàn)檎蜓h(huán)或是逆向循環(huán)的第二傳送方向來傳送通過的第二 光信號(hào)，而相鄰的該第五端點(diǎn)與該第八端點(diǎn)之間是不互通，其中該第一可逆光循環(huán)器與該第二可逆光循環(huán)器的連接是該第五端點(diǎn)與該第八端點(diǎn) 分別連接到該第一通訊節(jié)點(diǎn)與該第二通訊節(jié)點(diǎn)，且該第六端點(diǎn)與該第七端點(diǎn)分別連接到第 三通訊節(jié)點(diǎn)與第四通訊節(jié)點(diǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可重置配置光放大器，其中該第一可逆光循環(huán)器與該第二可 逆光循環(huán)器都是該正向循環(huán)或是該逆向循環(huán)時(shí)，使在該第二可逆光循環(huán)器的該第二光信號(hào) 于相鄰的該第五端點(diǎn)與該第八端點(diǎn)之間的連接是通過該第一可逆光循環(huán)器與該光增益元 件傳送與放大。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可重置配置光放大器，其中該第一可逆光循環(huán)器與該第二 可逆光循環(huán)器是分別為該正向循環(huán)與該逆向循環(huán)時(shí)，或是分別是該逆向循環(huán)與該正向循環(huán) 時(shí)，使在該第二可逆光循環(huán)器的該第二光信號(hào)于相鄰的該第五端點(diǎn)與該第八端點(diǎn)之間的連 接是通過該第一可逆光循環(huán)器傳送，不經(jīng)過該光增益元件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重置配置光放大器，還包括第二可逆光循環(huán)器，有四個(gè)輸 入/輸出端口，分別為第五端點(diǎn)、第六端點(diǎn)、第七端點(diǎn)以及第八端點(diǎn)，依照控制信號(hào)使該第 五端點(diǎn)到該第八端點(diǎn)是依序以可為正向循環(huán)或是逆向循環(huán)的第二傳送方向來傳送第二光信號(hào)，而相鄰的該第五端點(diǎn)與該第八端點(diǎn)之間是不互通，其中該第一可逆光循環(huán)器與該第二可逆光循環(huán)器的連接是該第六端點(diǎn)與該第七端點(diǎn) 分別連接到該第一通訊節(jié)點(diǎn)與該第二通訊節(jié)點(diǎn)，且該第五端點(diǎn)與該第八端點(diǎn)分別連接到第 三通訊節(jié)點(diǎn)與第四通訊節(jié)點(diǎn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可重置配置光放大器，其中該第一可逆光循環(huán)器與該第二 可逆光循環(huán)器都是該正向循環(huán)或是該逆向循環(huán)，將在該第二可逆光循環(huán)器的該第二光信號(hào) 通過該第一可逆光循環(huán)器傳送，但是不經(jīng)過該光增益元件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可重置配置光放大器，其中該第一可逆光循環(huán)器與該第二 可逆光循環(huán)器是分別為該正向循環(huán)與該逆向循環(huán)，或是分別是該逆向循環(huán)與該正向循環(huán)， 將在該第二可逆光循環(huán)器的該第二光信號(hào)通過該第一可逆光循環(huán)器傳送與該光增益元件 傳送與放大。
12. —種可逆光循環(huán)器，包含光循環(huán)器，有四個(gè)輸入/輸出端口，分別為第一端點(diǎn)、第二端點(diǎn)、第三端點(diǎn)以及第四端 點(diǎn)，其中該光循環(huán)器內(nèi)部磁性單元是由半硬磁性材料構(gòu)成；以及磁場(chǎng)控制元件，依照控制信號(hào)產(chǎn)生第一方向磁場(chǎng)或是第二方向磁場(chǎng)，施加于該光循環(huán) 器以改變磁極極性，達(dá)到從該第一端點(diǎn)經(jīng)過該第二端點(diǎn)與該第三端點(diǎn)到該第四端點(diǎn)，依序 是以正向或是逆向傳送光信號(hào)，其中該第一端點(diǎn)直接到該第四點(diǎn)之間固定不互通。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的可逆光循環(huán)器，其中該第一端點(diǎn)與該第四點(diǎn)分別外部連接 到第一通訊節(jié)點(diǎn)與第二通訊節(jié)點(diǎn)。
14. 一種光信號(hào)傳輸系統(tǒng)，包括第一通訊端，有第一光開關(guān)單元連接第一接收端與第一傳送端； 第二通訊端，有第二光開關(guān)單元連接第二接收端與第二傳送端；光學(xué)第一路徑，通過該第一光開關(guān)單元與該第二光開關(guān)單元連接于該第一接收端與該 第二傳送端之間；光學(xué)第二路徑，通過該第一光開關(guān)單元與該第二光開關(guān)單元連接于該第一傳送端與該 第二接收端之間；以及保護(hù)路徑，通過該第一光開關(guān)單元與該光第二開關(guān)單元連接于該第一接收端與該第二 傳送端之間與/或該第二接收端與該第一傳送端之間，該保護(hù)路徑包括至少一可重置配置 光放大器，該可重置配置光放大器包括第一可逆光循環(huán)器，有四個(gè)輸入/輸出端口，分別為第一端點(diǎn)、第二端點(diǎn)、第三端點(diǎn)以 及第四端點(diǎn)，依照控制信號(hào)使該第一端點(diǎn)到該第四端點(diǎn)是依序以可為正向循環(huán)或是逆向循 環(huán)的第一傳送方向來傳送通過的第一光信號(hào)，而相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之間是不 互通；以及光增益元件，連接于相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之間，其中該第二端點(diǎn)與該第三 端點(diǎn)，分別連到第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)，其中該第一節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)分別接連接到該第一 通訊端與該第二通訊端，或是分別更通過第二可逆光循環(huán)器接連接到該第一通訊端與該第 二通訊端。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其中相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之 間是通過該光增益元件連通，且對(duì)正向或是逆向通過的該第一光信號(hào)產(chǎn)生光信號(hào)增益。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其中該可逆光循環(huán)器包括 光循環(huán)器，有該四個(gè)輸入/輸出端口，其中該光循環(huán)器內(nèi)部磁性單元是由半硬磁性材料構(gòu)成；以及磁場(chǎng)控制元件，依照該控制信號(hào)產(chǎn)生第一方向磁場(chǎng)或是第二方向磁場(chǎng)，施加于該光循 環(huán)器以改變磁極極性，達(dá)到該第一端點(diǎn)到該第四端點(diǎn)依序是以正向或是逆向傳送該第一光 信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其中當(dāng)在該第一可逆光循環(huán)器的該第一 節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)之間傳送無需放大的該第一光信號(hào)時(shí)，該控制信號(hào)控制該第一可逆光循 環(huán)器的該第一傳送方向，使在該第二端點(diǎn)與該第三端點(diǎn)之間傳送。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其中當(dāng)在該第一可逆光循環(huán)器的該第一 節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)之間傳送需要放大的該第一光學(xué)信號(hào)時(shí)，該控制信號(hào)控制該第一可逆光 循環(huán)器的該第一傳送方向，使在該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之間通過該光增益元件傳送。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其中該第二可逆光循環(huán)器，有四個(gè)輸入/輸出端口 ，分別為第五端點(diǎn)、第六端點(diǎn)、第七端點(diǎn)以及第八端點(diǎn)，依照控制信號(hào)使該第五端 點(diǎn)到該第八端點(diǎn)是依序以可為正向循環(huán)或是逆向循環(huán)的第二傳送方向來傳送第二光信號(hào)， 而相鄰的該第五端點(diǎn)與該第八端點(diǎn)之間是不互通，其中該第一可逆光循環(huán)器與該第二可逆光循環(huán)器的連接是該第五端點(diǎn)與該第八端點(diǎn) 分別連接到該第一節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)，且該第六端點(diǎn)與該第七端點(diǎn)分別連接到該第一通訊 端與該第二通訊端；或是其中該第一可逆光循環(huán)器與該第二可逆光循環(huán)器的連接是該第六端點(diǎn)與該第七 端點(diǎn)分別連接到該第一節(jié)點(diǎn)與該第二節(jié)點(diǎn)，且該第五端點(diǎn)與該第八端點(diǎn)分別連接到該第一 通訊端與該第二通訊端。
全文摘要
一種可重置配置光放大器，包括第一可逆光循環(huán)器與光增益元件。第一可逆光循環(huán)器有四個(gè)輸入/輸出端口，稱為第一端點(diǎn)、第二端點(diǎn)、第三端點(diǎn)以及第四端點(diǎn)，依照控制信號(hào)使第一端點(diǎn)到第四端點(diǎn)是依序以可為正向循環(huán)或是逆向循環(huán)的傳送方向來傳送光信號(hào)，而相鄰的該第一端點(diǎn)與該第四端點(diǎn)之間是不互通。光增益元件連接于相鄰的第一端點(diǎn)與第四端點(diǎn)之間。第二端點(diǎn)與第三端點(diǎn)分別連到第一通訊節(jié)點(diǎn)與第二通訊節(jié)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B10/20GK101741471SQ20081017863
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者徐達(dá)儒, 李三良, 楊淳良, 洪健庭 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院