[其他]光学数据通道

说明书

本发明的光学数据通道包括：光传输线，与该传输线相连并具有可变耦合比的光耦合装置，以及与光耦合装置相连的站，其中，来自自身站或类似结构的控制信号根据发送和接收状态，接收信号水平和自身站状态等情况将光耦合装置的耦合比改变成预定的值，从而使可靠性提高，传输延迟缩短，误差率降低，同时减少了发送站与接收站之间的衰减量。

本发明涉及了对于利用光导纤维在多个站之间进行通讯的光学数据通道所作出的一项改进。

图1是一个结构方框图，显示的是常规的多站型光学数据通道。尽管图1中仅示出了单向传输，然而，实际上它是按双向的方式应用。光学耦合装置A11，A12，……A1N分别将站ST11，ST12，……ST1N连接到光学传输线L1上。图2是用于光学耦合装置中的光学耦合器的示意图，其中，半透镜10分别将光输入信号I11和I12分离成两路，以产生光输出信号011和012，假设半透镜10的光透射率为α1，则存在如下关系式：

并且耦合比是不变的。

由于该系统是由无源元件所组成，因此，虽然同进行再生中继的环路光学数据通道相比，该系统具有可靠性高，传输延迟小并且误差率低等优点，但它的缺点是在传输站和接收站之间衰减量大。

在站ST11和ST1N之间进行传输和接收的情况下所产生的衰减为最大，其中，传输增益G1可由以下等式表示：

G1＝α1²（1-α₁）^N_2

当α1＝（2/N）时，该增益为最大，将其代入以上公式，即可得到由下式表示的最大传输增益Gt1：

Gt1＝（2/N）²（1-2/N）^N_2

4e^-2N^-2（N＞＞1）……（1）

这样，由于衰减的增长与N²成比例，因此，若系统的规模过大，则在实际中无法实施。

在采用光学开关作为光耦合装置的常规环路光学数据通道中，当每个站正常工作时才能完成再生中继，这时进行的是基本的1∶1传输。假如有一个站的工作情况发生异常（例如，电源断开）光学开关即被翻转，使信号绕过该站。在这种系统中，尽管发送站与接收站之间不存在衰减的问题，然而却存在这样一个缺点，由于信号的重复再生致使延迟增大，并且通信误差的积累造成误差率上升。

另外，在采用光耦合器的常规多站型光学数据通道中，通常在光传输线中插入中继器，以此弥补随着节点（每个节点中包括一个光耦合装置，一个站和类似结构）数目和延伸距离的增加而产生的信号衰减。这样，尽管用无源元件构成的每个站的光耦合装置能够保证可靠性高，传输延迟小以及误差率低，然而中继器中由有源元件构成的部分却使可靠性受到了损害。

本发明的实现就是为了克服上述问题，因此，本发明的一个目的在于实现一种光学数据通道，其中，依赖于发送和接收状态，接收信号水平，其本站状态或类似条件的每一控制信号将每一光耦合装置的耦合比变为一个动态的，连续的预定值，由此提供了高可靠性，减小的传输延迟以及低误差率，同时减小了发送站与接收站之间的衰减量。

图1是一个结构方框图，显示了常规光学数据通道的一个实例;

图2是一个示意图，显示了图1所示的系统中所采用的光耦合器的作用;

图3是一个结构方框图，显示了根据本发明的光学数据通道的一个实施方案;

图4是一个示意图，显示了图3中系统运行的一个实例;

图5是一个示意图，显示了图3中的光耦合器的输入/输出关系;

图6是一个示意性结构图，显示了图3所示的光耦合装置A21，A22，……A2N的一个实施方案;

图7是显示图6中所示的光耦合装置的输入/输出特征的特性曲线图;

图8是一个结构方框图，显示了根据本发明的光学数据通道的第二个实施方案;