[发明专利]用于放大光纤传输线中光信号的装置

说明书

本发明涉及用于放大光纤传输线中光信号的装置，这类装置包括一个使用中与至少一根输入光纤线和至少一根输出光纤线连接的光纤放大器，光信号通过输入光纤线传输至该放大器，由该光纤放大器放大后传输入输出光纤线。

已知，在光纤通讯中，由于在光纤内发生的不可避免的光损耗，沿着光纤的路径总要产生信号的逐渐衰减。

为此，若要长距离传输信号，就必须根据预定的长度间距把一个或多个放大装置插入该光纤路径中。

目前广泛使用的一种放大装置主要起作光纤放大器的作用，这种放大器在工作时与光纤连接，以便沿这些光纤的路径限定出光信号通过其传输至放大器的输入线和放大后的光信号经其沿光接收器的方向传输的输出线。

目前使用的这些光纤放大器存在着某些缺点，这主要产生于下列事实：到达放大器的不仅仅有待放大的有用信号，而且还有各种各样的噪声信号，这些信号也被放大并重新传输入输出线。

人们发现，相当数量的噪声信号来自输出线，这是由光纤内部不可避免地产生的光散射现象引起的。

更准确地说，一部分形成放大信号的光由于光纤内部发生的光散射现象而损失了。

一部分反向散射的光又回到该放大器，被重新放大后传输入输出线。

而且，由于放大器的固有特性，人们认为它要发射一定数量的噪声信号，这些信号或传输入输入线，或传输入输出线。

由于上面所述的散射现象，这些噪声信号部分返回到放大器与实际需要传输的有用信号相混合。

由此可知，进入放大器的噪声信号和它们产生的放大结果产生了干涉和差拍现象，对于具有相当高增益值（＞15dB）的放大器来说，这些现象能产生幅度大于由该放大器产生的已知噪声的干涉测量噪声。

这就导致沿放大器下行线路，有用信号和噪声之间的比例产生了不希望有的下降。这种信/噪比的下降要靠增加光纤放大器的增益和增加光纤路径中设置的放大器的数量来改善。

在这种情况下，要使有用信号传到远离信号源处的接收器时仍保持充分清晰将非常困难。

由日本专利52-155901和63-219186以及“电子通讯”（Electronics    Letters）Vol.24，no.1，第7期，1988.1，第36～38页上可知，在激光器或光半导体放大器中由于放大器端部的反射会出现不稳定并发生振荡。

为了消除这些反射现象，上述专利和论文教导的方法是在半导体激光器上接一光隔离器，来防止由光纤线与装置之间的耦合表面反射的光到达激光器。

在一有源光纤放大器中，光纤线与放大器之间不存在界面，因为这些光纤线是直接焊到放大器的有源光纤上的，所以一般认为没有反射现象。

然而人们发现，在有源光纤放大器中，如果有源光纤没有反射限制装置，则由于发生干涉测量噪声而不可能达到高的放大增益。干涉测量噪声是由于光纤线本身的正向信号和反射信号间的差拍引起的，至少是由于朝向有源光纤的正向信号和反射信号间的差拍引起的。干涉测量噪声的存在对低增益、结构尺寸小的半导体放大器来说不太重要，但对于能达到非常高的增益的有源光纤放大器来说，这就变得十分重要，这种放大器的有源光纤长度在几十米的范围内，这远大于信号产生激光器的相干距离。

在光纤放大器中，问题是要保护放大器光纤以防这种噪声源的干涉，并保持对该有源光纤的反射低于临界值，以便在不危及传输质量的同时维持高的放大增益值。

本发明的主要目的是要解决这些现有技术存在的问题，提供一种能明显防止噪声信号进入光纤放大器的放大装置。

本发明的这一目的和其它目的将在下面的描述中得到更清楚的表达。这是由放大光纤传输线中光信号的装置实现的。该装置的特征为包括设置在所述放大器和输出光纤线之间用于单方向选择的第一装置和在所述放大器和输入光纤线之间用于单方向选择的第二装置，第一装置用于防止来自所述输出光纤线的光噪声信号传输到该放大器，第二装置用于防止来自放大器的噪声信号传输到所述输入线。

进一步的特征和优点将通过对本发明较佳实施例（不是唯一的）的详细描述更好地表达。下面将参考附图进行描述，这只作为无限制作用的实例。图1是实现本发明目的的放大装置的框图，其沿着光纤传输线排列。

图中，参考号1表示按本发明的放大光纤传输线中光信号的装置整体结构。

放大装置1通常包括一个使用中与至少一根输入光纤线3连接的光纤放大器2，通过输入光纤线3传输由光传输器4发射来的光信号或由置于同一光纤线上行线路的与图中所示类似的放大装置来的光信号。