[发明专利]紧凑型低功耗二合一光放大器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信及光纤传感领域，尤其是一种小型化低功耗的混合二合一光放大器。

背景技术

目前标准化的PON技术，包括BPON，EPON和GPON最长接入距离为20km，分支比为16，32或64。为满足宽带城域的要求，需要延长传输距离或者提高分支比。当分支达到128或者以上，或者传输距离达到40km以上，接收端的信号功率会比较弱，无法达到接收机的灵敏度，造成无法接收。有两种方式可以实现延长传输距离或者提高分支比的目的。一种方案是通过光电光（OEO）再生器。它接收一个光信号，在电域再放大，再成形，再定时，在光域再发送。另一种办法是引入光放大器来增加功率预算，提高传输距离。为适应不同PON要求，通常需要提供几种型号的光放大器。例如，如果是对1520～1600nm通讯波段进行放大，就需要掺铒光纤放大器(简称EDFA)，因为掺铒光纤在这一波段有增益，又因为其成熟方便，EDFA成为最佳选择。如果需要对其他波段进行放大，通常是采用半导体光放大器(简称SOA)或者拉曼放大器。因为这种放大器的放大机理不是基于掺杂光纤的增益谱进行放大，理论上可以放大任意波长。这两种放大器中拉曼放大器成本比较高，一般用于长途无中继传输系统中，而SOA价格比较适中，所以SOA成为PON,GPON,EPON,XGPON的最佳选择。

随着整个自然环境中节能减排要求的提出，功耗要求也越来越严苛。通信产品中除了要解决复杂的功能问题，节能减排低功耗也是必须要考虑的因素。

对于高输出功率，高密度，小型化的光放大器，模块的散热问题己经成为当前光放大器设计的首要考虑问题，如果无法解决模块使用中的散热问题，放大器性能再好也无法应用。解决模块的散热问题，除了加强散热措施外，降低模块的总功耗才是根本的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种紧凑型低功耗二合一光放大器，放大波长灵活，而且尺寸比较小，现场可以灵活安插；另外通过优选光学器件和对激光器控制进行优化，实现低功耗应用。本发明采用的技术方案是：

一种紧凑型低功耗二合一光放大器，包括：第一波长选择器、第二波长选择器、主控制器，下行放大通道和上行放大通道；

第一波长选择器和第二波长选择器分别接在下行放大通道和上行放大通道的两端；

主控制器用于对下行放大通道和上行放大通道进行控制，监测下行放大通道和上行放大通道中的光信号并进行降低功耗控制；

下行放大通道和上行放大通道分别用于对下行光信号和上行光信号进行放大；

下行放大通道中包括掺铒光纤放大器EDFA，上行放大通道中包括半导体光放大器SOA；或：下行放大通道中包括半导体光放大器SOA，上行放大通道中包括掺铒光纤放大器EDFA。

具体地，

下行放大通道包括：第一分光器、第一光电探测器、掺铒光纤放大器EDFA、第二分光器、第二光电探测器；其中掺铒光纤放大器EDFA包括泵浦激光器、信号泵浦合波器、掺铒光纤；

下行光信号先经过第一波长选择器进行波长选择后，进入第一分光器分光，再通过信号泵浦合波器后进入掺铒光纤；泵浦激光器通过信号泵浦合波器将泵浦光注入到掺铒光纤中，使下行的输入光信号得到放大，得到放大的下行光信号依次经过第二分光器分光，最后进入第二波长选择器选择输出；

主控制器连接第一光电探测器和第二光电探测器，第一光电探测器和第二光电探测器分别接第一分光器和第二分光器，分别采集放大器下行输入检测信号和放大器下行输出检测信号，并向主控制器反馈；

上行放大通道包括：第三分光器、第三光电探测器、半导体光放大器SOA、第四分光器和第四光电探测器；

上行光信号先经过第二波长选择器进行波长选择后，进入第三分光器分光，再进入半导体光放大器SOA被放大，放大后的上行光信号经过第四分光器分光，然后进入第一波长选择器选择输出；

主控制器连接第三光电探测器和第四光电探测器，第三光电探测器和第四光电探测器分别连接第三分光器和第四分光器，分别采集放大器上行输入检测信号和放大器上行输出检测信号，并向主控制器反馈；

主控制器连接并控制泵浦激光器和半导体光放大器SOA。

进一步地，所述泵浦激光器采用无制冷泵浦激光器。

进一步地，所述半导体光放大器SOA采用无制冷半导体光放大器。

进一步地，所述主控制器对掺铒光纤放大器EDFA和半导体光放大器SOA进行单独控制；具体如下：