铒镱大功率光放大器结构.pdf

本发明提供一种铒镱大功率光放大器结构，包括箱体和上盖，在箱体的前端装配有面板组件；箱体的两侧设有散热槽；在箱体内一侧前部固定有盘纤板，在箱体内盘纤板的后方安装有光纤放大器，光分路器固定在光纤放大器上方；风扇组件安装在箱体后端；在箱体内另一侧前部固定有主控线路板；主控线路板上装配有一个盘纤盒；在箱体内主控线路板的后方安装有电源组件和网管线路板；网管线路板与主控线路板电连接；电源组件与主控线路板连接；网管线路板通过面板控制线连接面板组件；光纤放大器与主控线路板间连接有电源线和信号控制线。本发明机箱内各部件布设位置合理，兼顾了良好散热效果和高密集度布设的需要，使得机箱内部整体更加紧凑。

1.  一种铒镱大功率光放大器结构，包括箱体(1)和上盖(2)，其特征在于：
在箱体(1)的前端装配有面板组件(3)；箱体(1)的两侧设有散热槽(4)；
在箱体(1)内一侧前部固定有盘纤板(5)，在箱体(1)内盘纤板(5)的后方安装有光纤放大器(6)，光分路器(7)固定在光纤放大器(6)上方；风扇组件(77)安装在箱体(1)后端；
在箱体(1)内另一侧前部固定有主控线路板(8)；主控线路板(8)上装配有一个盘纤盒(9)；在箱体(1)内主控线路板(8)的后方安装有电源组件(99)和网管线路板(10)；网管线路板(10)与主控线路板(8)电连接；电源组件(99)与主控线路板(8)连接；网管线路板(10)通过面板控制线(11)连接面板组件(3)；光纤放大器(6)与主控线路板(8)间连接有电源线和信号控制线。

2.  如权利要求1所述的铒镱大功率光放大器结构，其特征在于：
所述面板组件(3)包括机箱面板框(300)、机箱面板(301)、显示屏(302)、面板线路板(303)和面板贴膜(304)；
在机箱面板(301)上的一侧设有多个法兰孔(3011)，至少一个输入光纤法兰(3012)和多个输出光纤法兰(3013)装配在所述法兰孔(3011)中；
在机箱面板(301)上还设有装配孔(3014)，用于安装开关(3015)和射频检测口(3016)，射频检测口(3016)安装在机箱面板上并连接机箱内的主控线路板(8)；
在机箱面板(301)上还设有显示屏孔(3017)和按键孔(3018)；显示屏(302)首先通过后螺栓(305)固定在面板线路板(303)上并用螺丝紧固；面板线路板(303)上设有轻触按键(3031)；面板线路板(303)连同显示屏(302)通过前螺栓(307)固定在机箱面板(301)上并用螺丝紧固，并使得显示屏(302)和轻触按键(3031)分别与机箱面板上的显示屏孔(3017)和按键孔(3018)对位；显示屏孔(3017)和按键孔(3018)位于机箱面板的面贴凹槽(3019)中，面板贴膜(304)贴覆在面贴凹槽(3019)中。

3.  如权利要求2所述的铒镱大功率光放大器结构，其特征在于：
所述法兰孔(3011)对外向下倾斜设置。

4.  如权利要求1、2或3所述的铒镱大功率光放大器结构，其特征在于：
光纤放大器(6)的结构包括泵浦盒壳体(601)、泵浦盒上盖(602)、泵浦线路板(603)、预放大激光器(604)和功率泵浦激光器(605)；
泵浦盒壳体(601)的底部内侧设有一分隔筋(606)，将泵浦盒壳体内部分隔为输入端盘纤区域(608)和输出端盘纤区域(609)；泵浦线路板(603)安装在输入端盘纤区域(608)内，预放大激光器(604)和功率泵浦激光器(605)同样固定在输入端盘纤区域(608)内，并且连接泵浦线路板(603)；泵浦盒壳体(601)上设有泵浦盒输入口(610)和泵浦盒输出口(611)；输入端盘纤区域(608)内盘有输入端光纤(612)，输出端盘纤区域(609)内盘有能够起放大作用的掺铒光纤(613)；
机箱内部输入光纤(12)的一端连接面板组件(3)上的输入光纤法兰(3012)，另一端通过泵浦盒输入口(610)与泵浦盒壳体内输入端盘纤区域(608)的输入端光纤(612)融纤连接；光信号预放大后，通过输入预放大检测光纤(13)从泵浦盒输出口(611)接出，连接盘纤盒(9)；光信号经过预放大和功率放大后通过输出端盘纤区域(609)内的掺铒光纤(613)继续放大，再通过泵浦信号输出光纤(14)从泵浦盒输出口(611)接出，连接光分路器(7)的输入端(701)。

5.  如权利要求4所述的铒镱大功率光放大器结构，其特征在于：
泵浦盒壳体(601)底部外侧设有散热筋(607)。

6.  如权利要求4所述的铒镱大功率光放大器结构，其特征在于：
掺铒光纤(613)通过打硅脂，贴锡铂纸紧固在泵浦盒壳体(601)上，实现掺饵光纤的固定与散热。

7.  如权利要求4所述的铒镱大功率光放大器结构，其特征在于：
光分路器(7)上设有光分路器输入端(701)，功率信号检测输出端(702)和多个功率信号输出端(703)；机箱内部输出光纤(15)一端连接光分路器(7)的功率信号输出端703，另一端连接面板组件(3)上的输出光纤法兰(3013)；
主控线路板(8)上设有输入检测泵(801)和输出检测泵(802)；光分路器(7)的功率信号检测输出端(702)通过功率信号检测光纤(16)连接主控线路板上的输出检测泵(802)；从输入检测泵(801)输入端连出一根光纤接入盘纤盒(9)，与从泵浦盒输出口(611)接出的输入预放大检测光纤(13)在盘纤盒(9)内融纤连接。

8.  如权利要求7所述的铒镱大功率光放大器结构，其特征在于：
盘纤板(5)的上表面的四个方位设有四对固定耳(501)；每对固定耳(501)为两个，且能够供魔术贴穿过，机箱内部输出光纤(15)盘绕在固定耳(501)上并用魔术贴固定。

铒镱大功率光放大器结构
技术领域
本发明涉及一种光传输设备，尤其是一种铒镱大功率光放大器的结构。
背景技术
电视信号传输方式包括地面发射、微波传送、卫星传送和光纤传输。其中，光纤由于其损耗低、带宽大，成为电视信号传输的理想媒质。此外，1550nm光调制技术的应用和光纤通信技术的成熟，使1550nm光纤传输成为目前电视信号传输的主流方式。在1550nm光纤电视传输系统中，掺铒光纤放大器（EDFA）因其补偿了光纤线路中的衰减，无疑极大地提高了系统性能，降低了系统成本，是光纤电视蓬勃发展的关键因素。
随着FTTH的推进，光纤结点数量越来越多，光信号的分路损耗也越来越大，因此系统的功率预算不断增加，对EDFA的输出功率要求也不断提高。但是，由于EDFA的单模泵浦机理限制了注入泵浦的光功率水平，传统的EDFA很难实现高功率输出或者单位功率的成本非常昂贵。据了解，目前商用EDFA的最大饱和输出功率为500mW左右，这显然很难满足光纤CATV系统的应用要求。为了获得高功率输出，铒镱共掺双包层光纤放大器（EYDFA）越来越受到关注。EYDFA采用了多模泵浦激光器和铒镱共掺双包层光纤（EYDF），突破了传统EDFA的功率限制。掺铒光纤放大器(EDFA)具有噪声低、增益高、带宽大、抽运效率高和工作性能稳定等优点，广泛地应用于CATV系统中以适应当前FTTH,FTTB网络的需求。
随着信息化的快速发展，对信息化设备的需求量也越来越大，在有限的机房空间/或搭载空间里，需要放置的设备数量也越来越多。设备的结构是否设计的合理，对于机架内设备配置，节省能源成本、维护成本、环境成本等方面都有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铒镱大功率光放大器结构，设备密集程度高，实现多路输出功能，最大支持32路大功率输出；机箱内各部件布设位置合理，兼顾了良好散热效果和高密集度布设的需要，使得机箱内部整体更加紧凑；各光纤线束连接合理不凌乱；并改进了光纤放大器内部结构。本发明采用的技术方案是：
一种铒镱大功率光放大器结构，包括箱体和上盖，在箱体的前端装配有面板组件；箱体的两侧设有散热槽；在箱体内一侧前部固定有盘纤板，在箱体内盘纤板的后方安装有光纤放大器，光分路器固定在光纤放大器上方；风扇组件安装在箱体后端；在箱体内另一侧前部固定有主控线路板；主控线路板上装配有一个盘纤盒；在箱体内主控线路板的后方安装有电源组件和网管线路板；网管线路板与主控线路板电连接；电源组件与主控线路板连接；网管线路板通过面板控制线连接面板组件；光纤放大器与主控线路板间连接有电源线和信号控制线。
在机箱内还布设有机箱内部输入光纤、输入预放大检测光纤、泵浦信号输出光纤、机箱内部输出光纤和功率信号检测光纤。
具体地，所述面板组件包括机箱面板框、机箱面板、显示屏、面板线路板和面板贴膜；
在机箱面板上的一侧设有多个法兰孔，至少一个输入光纤法兰和多个输出光纤法兰装配在所述法兰孔中；在机箱面板上还设有装配孔，用于安装开关和射频检测口，射频检测口安装在机箱面板上并连接机箱内的主控线路板；在机箱面板上还设有显示屏孔和按键孔；显示屏首先通过后螺栓固定在面板线路板上并用螺丝紧固；面板线路板上设有轻触按键；面板线路板连同显示屏通过前螺栓固定在机箱面板上并用螺丝紧固，并使得显示屏和轻触按键分别与机箱面板上的显示屏孔和按键孔对位；显示屏孔和按键孔位于机箱面板的面贴凹槽中，面板贴膜贴覆在面贴凹槽中。
更优地，所述法兰孔对外向下倾斜设置。
具体地，光纤放大器的结构包括泵浦盒壳体、泵浦盒上盖、泵浦线路板、预放大激光器和功率泵浦激光器；
泵浦盒壳体的底部内侧设有一分隔筋，将泵浦盒壳体内部分隔为输入端盘纤区域和输出端盘纤区域；泵浦线路板安装在输入端盘纤区域内，预放大激光器和功率泵浦激光器同样固定在输入端盘纤区域内，并且连接泵浦线路板；泵浦盒壳体上设有泵浦盒输入口和泵浦盒输出口；输入端盘纤区域内盘有输入端光纤，输出端盘纤区域内盘有能够起放大作用的掺铒光纤；
机箱内部输入光纤的一端连接面板组件上的输入光纤法兰，另一端通过泵浦盒输入口与泵浦盒壳体内输入端盘纤区域的输入端光纤融纤连接；光信号预放大后，通过输入预放大检测光纤从泵浦盒输出口接出，连接盘纤盒；光信号经过预放大和功率放大后通过输出端盘纤区域内的掺铒光纤继续放大，再通过泵浦信号输出光纤从泵浦盒输出口接出，连接光分路器的输入端。
更优地，泵浦盒壳体底部外侧设有散热筋。
更优地，掺铒光纤通过打硅脂，贴锡铂纸来紧固在泵浦盒壳体上，实现掺饵光纤的固定与散热。
具体地，光分路器上设有光分路器输入端，功率信号检测输出端和多个功率信号输出端；机箱内部输出光纤一端连接光分路器的功率信号输出端，另一端连接面板组件上的输出光纤法兰；
主控线路板上设有输入检测泵和输出检测泵；光分路器的功率信号检测输出端通过功率信号检测光纤连接主控线路板上的输出检测泵；从输入检测泵输入端连出一根光纤接入盘纤盒，与从泵浦盒输出口接出的输入预放大检测光纤在盘纤盒内融纤连接。
进一步地，盘纤板的上表面的四个方位设有四对固定耳；每对固定耳为两个，且能够供魔术贴穿过，机箱内部输出光纤盘绕在固定耳上并用魔术贴固定。
本发明的优点在于：
1）机箱内部密集度高，使得机箱高度仅为1U，在空间占用上明显小于2U,3U,4U等大尺寸机箱，从成本与空间使用率上占优。
2）泵浦盒内部结构合理，实现了方便装配以及良好散热效果；泵浦盒内光纤线束分类盘放，有利于散热与维护。
3）盘纤板可以将机箱内光纤线束分类，部分单独的线束放置于盘纤板下面，盘纤板起遮挡线束作用。盘纤板上装有魔术粘，针对不同线径的光纤线缆都可以起到很好的扎捆作用，维护拆卸方便，不需使用工具，不会对线缆造成伤害。
4）面板组件的结构合理紧凑，实现最多三十二路输出。
5）外接光纤倾斜，减少弯曲程度从而提高或不影响传输性能，降低或减少机柜门关闭时压住光纤线缆的机率。
附图说明
图1为本发明的结构俯视图。
图2为本发明的结构爆炸图。
图3为本发明的结构立体图。
图4a为本发明的面板组件爆炸图。
图4b为本发明的面板组件中对外向下倾斜设置的法兰孔示意图。
图5为本发明的光纤放大器结构爆炸图。
图6为本发明的光纤放大器的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提出的铒镱大功率光放大器，其结构如图1、图2、图3所示，包括箱体1和上盖2；上盖2盖合在箱体1上可形成完成的光放大器的机箱。机箱高度为1U（即1.75英寸）。
在箱体1的前端装配有面板组件3；箱体1的两侧设有散热槽4，供机箱外部的空气进入。
在箱体1内一侧前部固定有盘纤板5，在箱体1内盘纤板5的后方安装有光纤放大器6，光分路器7固定在光纤放大器6上方；风扇组件77安装在箱体1后端；
在箱体1内另一侧前部固定有主控线路板8；主控线路板8上装配有一个盘纤盒9；在箱体1内主控线路板8的后方安装有电源组件99和网管线路板10；网管线路板10与主控线路板8可通过插针插座实现电连接；电源组件99与主控线路板8连接；网管线路板10通过面板控制线11连接面板组件3。光纤放大器6与主控线路板8间连接有电源线和信号控制线（图中未画出）。
该光放大器工作时，冷空气被风扇组件77从箱体两侧抽入箱体内，向机箱后部方向流动，可充分带走主控线路板8、光纤放大器6和电源组件99等的热量。
在机箱内还布设有机箱内部输入光纤12、输入预放大检测光纤13、泵浦信号输出光纤14、机箱内部输出光纤15和功率信号检测光纤16。
面板组件3的结构如图2和图4a所示，包括机箱面板框300、机箱面板301、显示屏302、面板线路板303和面板贴膜304；通过机箱面板框300可将整个面板组件3安装在机箱前端。
在机箱面板301上的一侧设有多个法兰孔3011，至少一个输入光纤法兰3012和多个输出光纤法兰3013装配在所述法兰孔3011中。在本例中可以装配十六个单口方形输出光纤法兰3013，作为十六路大功率输出光纤接口，在其它实施例中，可装配十六个双口方形输出光纤法兰，则能够提供32路大功率光纤输出。优选地，如图4b所述，法兰孔3011对外向下倾斜设置，这样可以使得外接的光纤接头处于向下倾斜状态，外接光纤倾斜可以增大线缆受重力影响下垂时所形成的线缆弯曲角度，提高弯曲半径从而提高或不影响传输性能。另外当机箱放置于19英寸平台机架上时，某些19英寸平台机架外部有玻璃门可以进行关闭，倾斜设计可以减少线缆离玻璃门的距离，合理优化及利用了安装空间，降低或减少玻璃门关闭时压住光纤线缆的机率。在设备正常工作时，更换或接入新的方形光纤接头时，势必造成面板更换位置的光纤法兰内光束射出，此光束易造成人眼伤害。增加了倾斜设计后，降低了光纤法兰与眼睛的平视机率，降低光束对人眼造成的伤害机率。
在机箱面板301上还设有装配孔3014，用于安装开关3015和射频检测口3016，射频检测口3016安装在机箱面板上并连接机箱内的主控线路板8；在机箱面板301上还设有显示屏孔3017和按键孔3018；显示屏302首先通过后螺栓305固定在面板线路板303上并用螺丝306紧固；面板线路板303上设有轻触按键3031；面板线路板303连同显示屏302通过前螺栓307固定在机箱面板301上并用螺丝紧固，并使得显示屏302和轻触按键3031分别与机箱面板上的显示屏孔3017和按键孔3018对位；显示屏孔3017和按键孔3018位于机箱面板的面贴凹槽3019中，面板贴膜304贴覆在面贴凹槽3019中。
光纤放大器6的结构如图5和图6所示，包括泵浦盒壳体601、泵浦盒上盖602、泵浦线路板603、预放大激光器604和功率泵浦激光器605；其中预放大激光器604采用蝶形激光器，对光信号起预防大作用，功率泵浦激光器605可对预防大后的光信号进一步进行功率放大。泵浦盒壳体601底部外侧设有散热筋607。
泵浦盒壳体601的底部内侧设有一分隔筋606，将泵浦盒壳体内部分隔为输入端盘纤区域608和输出端盘纤区域609；泵浦线路板603安装在输入端盘纤区域608内，预放大激光器604和功率泵浦激光器605同样固定在输入端盘纤区域608内，并且它们的引脚焊接至泵浦线路板603上，从而连接泵浦线路板603；泵浦盒壳体601上设有泵浦盒输入口610和泵浦盒输出口611；输入端盘纤区域608内盘有输入端光纤612，输出端盘纤区域609内盘有能够起放大作用的掺铒光纤613；
机箱内部输入光纤12的一端连接面板组件3上的输入光纤法兰3012，另一端通过泵浦盒输入口610与泵浦盒壳体内输入端盘纤区域608的输入端光纤612融纤连接；光信号预放大后，通过输入预放大检测光纤13从泵浦盒输出口611接出，连接盘纤盒9；光信号经过预放大和功率放大后通过输出端盘纤区域609内的掺铒光纤613继续放大，再通过泵浦信号输出光纤14从泵浦盒输出口611接出，连接光分路器7的输入端701；
上述掺铒光纤613可通过打硅脂，贴锡铂纸的方法来紧固在泵浦盒壳体601上，实现掺饵光纤的固定与散热。泵浦盒壳体601采用铝合金材料压铸，成本低，导热系数较优，热传导性能好。同时泵浦盒壳体底部的散热筋设计也增大了散热的面积，通过后面的风扇抽风效果，使散热筋内的空气流动，降低了泵浦盒的温度。
在泵浦盒壳体601内，输入端光纤和输出端光纤通过分隔筋606隔开，实现了光纤分类盘放，方便了维护检修的过程，同时大面积的输出端盘纤区域609对掺铒光纤613的固定工艺与散热效果起了关键性的作用。
光分路器7上设有光分路器输入端701，功率信号检测输出端702和多个功率信号输出端703；机箱内部输出光纤15一端连接光分路器7的功率信号输出端703，另一端连接面板组件3上的输出光纤法兰3013，从而使得大功率光信号能够输出；
盘纤板5的结构如图1所示，在盘纤板5的上表面的四个方位设有四对固定耳501；每对固定耳501为两个，且可以供魔术贴（图中未画出）穿过；从光分路器7接出的机箱内部输出光纤15在各固定耳501间盘绕数圈后，再连接至面板组件3上的输出光纤法兰3013。魔术粘可将光纤固定在固定耳501上。
主控线路板8上设有输入检测泵801和输出检测泵802；光分路器7的功率信号检测输出端702通过功率信号检测光纤16连接主控线路板上的输出检测泵802；从输入检测泵801输入端连出一根光纤接入盘纤盒9，与从泵浦盒输出口611接出的输入预放大检测光纤13在盘纤盒内融纤连接，实现预防大信号的检测。
机箱内部输入光纤12、输入预放大检测光纤13、泵浦信号输出光纤14和功率信号检测光纤16都可以从盘纤板5底下走线；盘纤板起分隔和遮挡线束作用，使得机箱内光纤不会过于凌乱。
电源组件99可采用热插拔的双开关电源。支持热备份，可充分保证该光发大器工作可靠稳定。
风扇组件77中包含两个风扇，散热能力较强，即使一个风扇出现故障，剩余一个风扇也可以保证机箱内部不会过热。