一种自适应分时传输双向对称光放大装置的制作方法

1.本发明涉及一种光放大装置，尤其是一种自适应分时传输双向对称光放大装置，属于时间频率技术领域。


背景技术：

2.在光纤时间频率信号传递中，由于光信号在光纤中传递经过一段距离后衰减严重，需通过光放大器放大。
3.在光纤频率信号传递时，由于不用特别考虑时延的双向对称性，可以采用一个信道去另一个信道回的信号传输模式，相应地采用按波长隔离的两个方向光放大器放大信号。但是，对于时间传递同步，信号传输时延的双向对称性十分重要，因此采用同一波长光分时地在两个方向传递光信号，相应光放大器也需要对双向光信号都能实现最佳放大。
4.现有技术中多为直接采用一个对双向光都能放大的双向光放大器，其存在严重不足：由于实际光纤中接头较多，背向散射光严重，多级光放大后信号不稳、噪声大。此外，由于每段光纤长度不同损耗不同，对正向光和反向光所需的光放大倍数是不同的，传统的光放大器调节困难，造成光纤信号稳定性和对称性下降，影响时间传递的精度。
5.因此，亟需研究一种信号稳定、噪声小，能够应对不同长度光纤的光放大装置。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，一方面，提供了一种自适应分时传输双向对称光放大装置，包括第一磁光开关1、第二磁光开关2、第一光放大器3、第二光放大器4和检测控制单元6。
7.所述第一磁光开关1和第二磁光开关2为二选一双向磁光开关，输入输出端可以互换，其具有引脚，以控制二选一磁光开关处于正向输入状态还是反向输出状态。
8.所述第一光放大器3和第二光放大器4为单向光放大器，
9.所述第一光放大器3与第二光放大器4的光传输放大方向相反，
10.第一光放大器3的输入端与第一磁光开关1的一个输出端相连，第二光放大器4的输出端与第一磁光开关1的另一个输出端(用作光信号输入)相连；第一光放大器3的输出端与第二磁光开关2的一个输出端(用作光信号输入)相连；第二光放大器4的输入端与第二磁光开关2的另一个输出端相连。
11.所述自适应分时传输双向对称光放大装置具有可更换长度光纤5，所述可更换长度光纤5与第一光放大器3或第二光放大器4相连。
12.所述检测控制单元6具有光电传感器61和控制模块62，
13.光电传感器61至少具有2个，位于第一光放大器3和第二光放大器4的输入端，光电传感器61检测光路中的光功率并将检测结果传递至控制模块62；
14.所述控制模块62与第一磁光开关1、第二磁光开关2的引脚相连，根据光电传感器61的检测结果对第一磁光开关1、第二磁光开关2的开关状态进行控制。
所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
41.本发明提供了一种自适应分时传输双向对称光放大装置，如图1所示，包括第一磁光开关1、第二磁光开关2、第一光放大器3、第二光放大器4和检测控制单元6。
42.所述第一磁光开关1和第二磁光开关2为二选一双向磁光开关，二选一双向磁光开关是一种全固态型开关，具有一路光纤输入端和两路光纤输出端，运用法拉第旋光效应实现对光信号的切换。其内部具有可改变的磁场，通过改变作用于线偏振光的磁场，使得线偏振光发生旋转，从而实现对偏振光出口的可控选择。二选一双向磁光开关具有引脚，通过改变施加在引脚的电控制信号，可实现对二选一双向磁光开关输入输出的控制，包括控制二选一双向磁光开关为正向输入状态还是反向输出状态。进一步地，双向磁光开关光路为双向光既可以从二选一磁光开关的输入端输入，从一个输出端输出；光也可以从一个输出端输入，从输入端输出。
43.所述第一磁光开关1和第二磁光开关2的光纤输入端与光纤相连。
44.所述第一光放大器3和第二光放大器4为单向光放大器，待放大的光信号从单向光放大器的输入端输入，经过光放大器放大后，从单向光放大器的输出端输出。
45.在本发明中，采用两个单向光放大器，通过单向放大作用，解决单光纤中存在的背向散射问题，从而实现多级光放大，在多级光放大后，光信号仍然能够保持信号稳定、噪声小的特点。
46.优选地，所述单向光放大器的放大倍数可调，在单向光放大器上设置有调节引脚，通过改变与调节引脚相连的电流大小改变光放大器的放大倍数。
47.在本发明中，所述第一光放大器3与第二光放大器4的光传输放大方向相反，具体地，第一光放大器3的输入端与第一磁光开关1的一个输出端相连，第二光放大器4的输出端与第一磁光开关1的另一个输出端相连；第一光放大器3的输出端与第二磁光开关2的一个输出端相连；第二光放大器4的输入端与第二磁光开关2的另一个输出端相连；
48.进一步地，与第二光放大器4的输出端相连的第一磁光开关1的另一个输出端以及，与第一光放大器3的输出端相连的第一光放大器3的输出端用于光信号的输入，以判断光路的传播方向。
49.在一个优选的实施方式中，所述自适应分时传输双向对称光放大装置还具有可更换长度光纤5，所述可更换长度光纤5与第一光放大器3或第二光放大器4相连。
50.发明人发现，光信号分别通过第一光放大器3和第二光放大器4的时间会有微小差异，导致光信号双向传输时双向对称性下降，通过增加可更换长度光纤5调整光信号通过第一光放大器3或第二光放大器4后的传输时间，达到双向对称性要求。
51.优选地，所述可更换长度光纤5是通过对光纤进行裁剪实现的。
52.进一步地，所述可更换长度光纤5可以设置在第一光放大器3与第一磁光开关1；或设置在第一光放大器3与第二磁光开关2之间；或设置在第二光放大器4与第一磁光开关1之间；或设置在第二光放大器4与第二磁光开关2之间。
53.所述检测控制单元6具有光电传感器61和控制模块62。
54.所述光电传感器61具有2个，分别位于第一光放大器3和第二光放大器4的输入端，其能够检测光路中的光功率并将检测结果传递至控制模块62。
55.所述控制模块62与第一磁光开关1、第二磁光开关2的引脚相连，其能够根据光电传感器61的检测结果对第一磁光开关1、第二磁光开关2的开关状态进行控制。
56.进一步地，控制模块62将第一磁光开关1、第二磁光开关2切换为正向输入状态，此时，位于第一光放大器3和第二光放大器4输入端的光电传感器61开始检测光路中是否有光，当第一光放大器3输入端的光电传感器61检测到光路中有光，则将第二磁光开关2切换为反向输出状态，使得光信号能够依次经过第一磁光开关1、第一光放大器3和第二磁光开关2；当第二光放大器4输入端的光电传感器61检测到光路中有光，则将第一磁光开关1切换为反向输出状态，使得光信号能够依次经过第二磁光开关2、第二光放大器4和第一磁光开关1；当第一光放大器3输入端和第二光放大器4输入端的光电传感器61均未检测到光路中有光，则将第一磁光开关1和第二磁光开关2均切换到正向输入状态。重复上述过程，从而使得装置实现根据光传输方向自适应选择单向光放大器的效果。
57.根据本发明，所述光路中有光，是指光电传感器61检测到的光功率大于
‑
35dbm。
58.通过第一磁光开关1和第二磁光开关2的切换，实现了单光纤下，光信号在放大时双向互不干扰的效果，使得同一波长光信号在某一时刻仅能够在光纤内单向传播，有效消除了光纤端口带来的背向散射光，使得光放大后噪音小，同时，由于背向散射光的有效减少，使得多级放大获得稳定信号成为可能。
59.在一个优选的实施方式中，在第一光放大器3和第二光放大器4的输出端还分别设置有一个光电传感器61，用于检测经过光放大器放大后的光功率。
60.进一步地，所述控制模块62还与第一光放大器3、第二光放大器4相连以对光放大倍数进行调整，在控制模块62中设置有光功率目标值，控制模块62通过比对光放大器输出功率与目标值之间的差异，通过对第一光放大器3、第二光放大器4光放大倍数的调整，达到光功率放大自适应的效果。
61.根据本发明一个优选的实施方式，所述第一光放大器3和第二光放大器4的光放大倍数的每隔一段时间调整一次，优选地，根据实际需要，每10s～1h调整一次。
62.另一方面，本发明还提供了一种自适应分时传输双向对称光放大装置的控制方法，通过检测第一光放大器3、第二光放大器4输入端是否有光控制第一磁光开关1和第二磁光开关2的状态，实现根据光传输方向自适应选择单向光放大器的效果。
63.在初始状态，将第一磁光开关1、第二磁光开关2切换为正向输入状态；
64.当第一光放大器3输入端检测到有光时，将第二磁光开关2切换为反向输出状态，此时光信号依次经过第一磁光开关1、第一光放大器3和第二磁光开关2；
65.当第二光放大器4输入端检测到有光时，将第一磁光开关1切换为反向输出状态，此时光信号依次经过第二磁光开关2、第二光放大器4和第一磁光开关1；
66.当第一光放大器3输入端和第二光放大器4输入端均未检测到有光时，将第一磁光开关1、第二磁光开关2切换为正向输入状态。
67.在一个优选的实施方式中，通过控制光放大器放大倍数，使得检测到的第一光放大器3和第二光放大器4输出端光功率与设置目标值一致。
68.具体地，当检测到的第一光放大器3或第二光放大器4输出端光功率小于设置目标值，则控制第一光放大器3或第二光放大器4增加放大倍数；当检测到的第一光放大器3或第二光放大器4输出端光功率大于设置目标值，则控制第一光放大器3或第二光放大器4减少
放大倍数，实现光功率放大自适应的效果。
69.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
70.以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。