專利名稱：?jiǎn)卫w雙向光分插復(fù)用模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及單纖雙向光分插復(fù)用模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，單個(gè)光纖中傳輸雙向光信號(hào)的技術(shù)正在不斷完善，已有現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的報(bào)道，因此為單纖雙向傳輸?shù)墓庑盘?hào)設(shè)計(jì)、研制光分插復(fù)用(OADM)模塊很有必要。
國(guó)外已有雙向OADM模塊的報(bào)道，主要結(jié)構(gòu)如

圖1、圖2所示。圖1(a)所示的OADM模塊由復(fù)用器15、光開關(guān)陣列171-174、解復(fù)用器13組成。光纖與解復(fù)用器相連，解復(fù)用器通過通過光纖與光開關(guān)陣列相連，光開關(guān)陣列通過光纖與解復(fù)用器相連。其核心的光開關(guān)陣列如圖1(b)所示。開關(guān)171的輸入端口光纖L與R分別與復(fù)用器、解復(fù)用器的波長(zhǎng)信道相連；開關(guān)171的另外兩個(gè)端口，一個(gè)與開關(guān)172的一個(gè)輸入端口相連，一個(gè)與摻鉺光纖放大器16的輸出端口相連。摻鉺光纖放大器16的輸入端口與開關(guān)172的一個(gè)輸出端口相連；開關(guān)172的另一個(gè)輸入端口作與光纖A相連作為上路信號(hào)端口；開關(guān)172另一個(gè)輸出端口與光纖D相連作為下路信號(hào)端口。分析圖1的工作原理，可以發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的OADM模塊對(duì)上下路光信號(hào)的波長(zhǎng)提出了限制兩個(gè)方向傳輸?shù)南嗤ㄩL(zhǎng)的光信號(hào)不能同時(shí)上下路。這種特性限制了網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的靈活性，因而也限制了這種OADM應(yīng)用的場(chǎng)合。另外，雖然采取了光開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配置，但其對(duì)動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)路由的支持能力有限。
圖2所示的雙向OADM模塊由環(huán)形器CT1、CT2、CT3、CT4、兩個(gè)摻鉺光纖放大器(EDFA)E1、E2以及兩個(gè)獨(dú)立的反射式分插復(fù)用模塊A1、A2組成。它們的連接關(guān)系如下CT1與CT2的輸入端與線路光纖11、12相連；CT1與CT2的一個(gè)輸出端分別與CT3、CT4的輸入端相連，CT3、CT4的輸出端一個(gè)分布與反射式分插復(fù)用模塊A1、A2相連，一個(gè)與E1、E2的輸入端相連，E1、E2的輸出端分別與CT2、CT1的一個(gè)輸出端相連。連接采用光纖。它的工作原理可以簡(jiǎn)述如下，CT1與CT2分離雙向傳輸信號(hào)在OADM模塊中傳輸?shù)姆较颍蛛x后的信號(hào)通過光纖分別與CT3、CT4相連后，進(jìn)入兩套結(jié)構(gòu)相同的反射式雙纖單向型OADM模塊A1、A2，完成分插復(fù)用功能后通過環(huán)形器CT3、CT4與摻鉺光纖放大器(EDFA)E1、E2相連，彌補(bǔ)光的損耗，然后由E1、E2的輸出端與環(huán)形器CT2、CT1相連，與反方向傳輸信號(hào)合波到一根光纖中傳輸。分析該結(jié)構(gòu)的工作原理，可以發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；采用了反射結(jié)構(gòu)，使得該模塊對(duì)反射噪聲的抑制能力下降，不利于該模塊性能的提高；支持光波動(dòng)態(tài)路由的能力有限，因而也難以適應(yīng)未來智能網(wǎng)發(fā)展的需要。
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種單纖雙向光分插復(fù)用模塊，本發(fā)明的模塊支持每根光纖單向傳輸8個(gè)波長(zhǎng)，波長(zhǎng)間隔200GHz，中心波長(zhǎng)滿足ITU-T標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)的最大速率為10Gbit/s。適用于單纖雙向傳輸?shù)腄WDM系統(tǒng)用、具有靈活配置、支持下一代OADM動(dòng)態(tài)路由、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
本發(fā)明提出的一種單纖雙向光分插復(fù)用模塊，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，由第一光纖31、第二光纖32、第一環(huán)形器33、第二環(huán)形器34、雙纖雙向環(huán)網(wǎng)用OADM模塊35組成；所說的第一環(huán)形器33與第二環(huán)形器34的輸入端B在使用時(shí)分別與其它功能模塊(如保護(hù)倒換模塊)，它們的輸出端口A、C分別與所說的雙纖雙纖環(huán)網(wǎng)用OADM模塊相連。
本發(fā)明采用的雙纖雙向環(huán)網(wǎng)用OADM模塊的原理如圖4所示。
包括第一輸入光纖41、第一輸出光纖42、第二輸入光纖43、第二輸出光纖44、第一上下路光開關(guān)陣列451、第二上下路光開關(guān)陣列452，對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵46、第一輸入光纖41的第一單波光信號(hào)通道組47、第二輸入光纖43的第二單波光信號(hào)通道組48；這些組件之間的連接關(guān)系如下所說的第一輸入光纖41與第二輸入光纖43的一端在使用時(shí)與環(huán)形器的輸出端C相連，另一個(gè)端口與對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵46相連；該對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵一側(cè)的第一單波長(zhǎng)光信號(hào)通道組47與第二單波長(zhǎng)光信號(hào)通道組48分別與第一上下路光開關(guān)陣列451與第二上下路光開關(guān)陣列452相連后，返回到對(duì)稱的AWG另一側(cè)的輸入端口；所說的第一輸出光纖42與第二輸出光纖44的一端與對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵的輸出端相連，一端與環(huán)形器的另一個(gè)輸出端口A相連。
上述雙纖雙向環(huán)網(wǎng)用OADM模塊的原理從輸入光纖41與輸入光纖43進(jìn)入的波分復(fù)用(WDM)光信號(hào)，被連接到一個(gè)對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵46。解復(fù)用后由輸入光纖41的單波光信號(hào)通道組47以及輸入光纖43的單波光信號(hào)通道組48分別送到上下路光開關(guān)陣列452與光開關(guān)陣列451。這兩個(gè)光開關(guān)陣列都具有如下功能1、動(dòng)態(tài)選擇本地下路的光波信號(hào)，并把它送到需要的光信號(hào)端口；2、上路本地光信號(hào)；3、非本地信號(hào)直通；4、經(jīng)動(dòng)態(tài)選擇的下路信號(hào)再一次被交叉，然后下路。
經(jīng)動(dòng)態(tài)選擇的下路信號(hào)再一次被交叉，然后才下路。本發(fā)明保證了該模塊對(duì)智能光波動(dòng)態(tài)路由的支持。理由簡(jiǎn)述如下光網(wǎng)絡(luò)中波長(zhǎng)是寶貴的資源，為了充分利用這個(gè)資源，同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)的阻塞等，將會(huì)在光交叉連接節(jié)點(diǎn)中引入波長(zhǎng)變換器，因此基于源宿間波長(zhǎng)連續(xù)的條件將不在滿足在源端，上路信號(hào)被承載在波長(zhǎng)為λ1的光信號(hào)上；在宿端，信號(hào)可能被承載在另一個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)上。如果不對(duì)下路光進(jìn)行交叉，把下路信號(hào)交叉到正確的端口，則下路信號(hào)可能會(huì)被下到錯(cuò)誤的端口，引起誤連接。
經(jīng)過光開關(guān)陣列452與光開關(guān)陣列451的單波光信號(hào)分別由經(jīng)輸入光纖41的單波光信號(hào)通道組47以及輸入光纖43的單波光信號(hào)通道組48再次被連接到對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵46，復(fù)用后，分別從輸出光纖42與輸出光纖44輸出。
本發(fā)明的單向雙向OADM模塊的原理結(jié)合圖3、圖4說明如下光纖31從左至右傳播的信號(hào)，以及光纖32中從右至左傳播的信號(hào)，分別被接入到環(huán)形器33與環(huán)形器34的B端口，都從它們的C端口輸出。環(huán)形器33與環(huán)形器34的C端口分別與雙纖雙向OADM模塊的輸入光纖411與輸入光纖43相連，光信號(hào)在雙纖雙向OADM模塊模塊中動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)路由、上下路后，通過雙纖雙向OADM模塊的輸出光纖42與輸出光纖44，分別與環(huán)形器34與環(huán)形器33的A端相連接入光纖32與光纖31中，從而實(shí)現(xiàn)了雙向傳輸信號(hào)的上下路。
本發(fā)明的效果該OADM模塊實(shí)現(xiàn)了單纖雙向傳輸信號(hào)的分插復(fù)用功能。其支持的最大傳輸容量為每根光纖單向傳輸8個(gè)波長(zhǎng)，波長(zhǎng)間隔200GHz，中心波長(zhǎng)滿足ITU-T標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)的最大速率為10Gbit/s。
該模塊結(jié)構(gòu)可動(dòng)態(tài)上下8路信號(hào)，靈活路由配置，簡(jiǎn)單緊湊。串?dāng)_小于35dB，功率代價(jià)小于0.1dB。
該模塊對(duì)下路信號(hào)先交叉后下路，使得該模塊支持下一代智能化光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)路由。
附圖簡(jiǎn)要說明圖1為已有雙向OADM模塊的結(jié)構(gòu)(一)示意圖。
其中(a)為OADM模塊結(jié)構(gòu)，(b)為光開關(guān)結(jié)構(gòu)。
圖2為已有雙向OADM模塊的結(jié)構(gòu)(二)示意圖。
圖3為本發(fā)明的單纖雙向光分插復(fù)用模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的雙纖雙向環(huán)網(wǎng)用OADM模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明的一個(gè)單纖雙向OADM模塊實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實(shí)施例的開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的一個(gè)單纖雙向OADM模塊實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖5所示。該模塊由兩個(gè)環(huán)形器與雙纖雙向OADM模塊組成。其中的環(huán)形器C1與環(huán)形器C2采用E-TEK公司出品的PIFC23A2。雙纖雙向OADM模塊由日本NEL公司的A0818GPMSS型AWG與開關(guān)陣列組成。光開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)如圖6所示，由2×2光開關(guān)陣列SA與8×8光開關(guān)S組成。2×2光開關(guān)陣列SA為NEL公司的TOS2M8S型熱光開關(guān)陣列，8×8光開關(guān)S為美國(guó)OMM公司的OMM8x8-2微機(jī)械光開關(guān)。其中L1-L8為光開關(guān)陣列SA的一組輸入端口，分別由構(gòu)成2×2光開關(guān)陣列的每一個(gè)2×2光開關(guān)的一個(gè)輸入端口組成。2×2光開關(guān)陣列的每一個(gè)2×2光開關(guān)的另外一個(gè)輸入端口組成了8個(gè)上路信號(hào)端口a1-a8(它們?cè)趫D5中被統(tǒng)一標(biāo)記為A1、A2)。當(dāng)2×2光開關(guān)陣列處在直通狀態(tài)下，L1-L8的輸出端口標(biāo)記為R1-R8，作為2×2光開關(guān)陣列的一組輸出端口。2×2光開關(guān)陣列的另一組輸出端口分別與8×8光開關(guān)的輸入端口相連。8×8光開關(guān)的輸出端口d1-d8(它們?cè)趫D5中被統(tǒng)一標(biāo)記為D1、D2)，與下路信號(hào)設(shè)備或與下路信號(hào)設(shè)備相連的光纖相連。
本實(shí)施例的組成及連接關(guān)系結(jié)合圖5、圖6詳細(xì)說明如下光纖L1與光纖L2分別與環(huán)形器C1與環(huán)形器C2相連，這樣從左往右傳輸?shù)腤DM信號(hào)被接入到輸入光纖F1；從右往左傳輸?shù)腤DM信號(hào)被接入到輸入光纖F2。
輸入光纖F1與對(duì)稱集成陣列波導(dǎo)光柵左側(cè)第8個(gè)端口相連，則輸入光纖F1中傳輸?shù)?個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)光分別被解復(fù)用到該光柵右側(cè)端口10、12、14、16、18、2、4、6。輸入光纖F2與對(duì)稱集成陣列波導(dǎo)光柵右側(cè)第17號(hào)端口相連，則輸入光纖F2中傳輸?shù)?個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)光分別被解復(fù)用到該光柵左側(cè)端口1、3、5、7、9、11、13、15、17。用光纖把這些單波信號(hào)光分別用光纖與圖5所示開關(guān)陣列的L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8相連。
上下路開關(guān)陣列SA的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分別與對(duì)稱集成陣列波導(dǎo)光柵右側(cè)的9、11、13、15、1、3、5、7端口相連，通過光柵的復(fù)用作用，從該光柵左側(cè)端口9經(jīng)輸出光纖F3輸出。
上下路開關(guān)陣列S的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分別與對(duì)稱集成陣列波導(dǎo)光柵左側(cè)的10、12、14、16、18、2、4、6端口相連，通過光柵的復(fù)用作用，從該光柵右側(cè)端口18經(jīng)輸出光纖F4輸出。
輸出光纖F3與輸出光纖F4分別與環(huán)形器C2、環(huán)形器C1相連，實(shí)現(xiàn)了雙向傳輸信號(hào)的分插復(fù)用功能。
組件之間光路的連接采用光纖連接的方式。
權(quán)利要求
1.一種單纖雙向光分插復(fù)用模塊，其特征在于，由第一光纖、第二光纖、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、雙纖雙向環(huán)網(wǎng)用OADM模塊組成；所說的第一環(huán)形器與第二環(huán)形器的輸入端B在使用時(shí)分別與其它功能模塊，它們的輸出端口A、C分別與所說的雙纖雙纖環(huán)網(wǎng)用OADM模塊相連。
2.如權(quán)利要求1所述的單纖雙向光分插復(fù)用模塊，其特征在于，所說的雙纖雙向環(huán)網(wǎng)用OADM模塊，包括第一輸入光纖、第一輸出光纖、第二輸入光纖、第二輸出光纖、第一上下路光開關(guān)陣列、第二上下路光開關(guān)陣列，對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵、第一輸入光纖的第一單波光信號(hào)通道組、第二輸入光纖的第二單波光信號(hào)通道組；所說的第一輸入光纖與第二輸入光纖的一端與對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵相連；該對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵一側(cè)的第一單波長(zhǎng)光信號(hào)通道組與第二單波長(zhǎng)光信號(hào)通道組分別與第一上下路光開關(guān)陣列與第二上下路光開關(guān)陣列相連后，返回到對(duì)稱的AWG另一側(cè)的輸入端口；所說的第一輸出光纖與第二輸出光纖的一端與對(duì)稱的集成波導(dǎo)陣列光柵的輸出端相連。
3.如權(quán)利要求2所述的單纖雙向光分插復(fù)用模塊，其特征在于，所說的第一、二上下路光開關(guān)陣列結(jié)構(gòu)由一個(gè)2×2光開關(guān)陣列與一個(gè)8×8光開關(guān)組成，它們之間的光路連接采用光纖形式。
全文摘要
本發(fā)明屬于光通訊技術(shù)領(lǐng)域，由第一、二光纖、第一、二環(huán)形器、雙纖雙向環(huán)網(wǎng)用OADM模塊組成；第一環(huán)形器與第二環(huán)形器的輸出端口A、C分別與所說的雙纖雙纖環(huán)網(wǎng)用OADM模塊相連。本發(fā)明的模塊支持每根光纖單向傳輸8個(gè)波長(zhǎng)，波長(zhǎng)間隔200GHz，中心波長(zhǎng)滿足ITU－T標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)的最大速率為10Gbit/s。適用于單纖雙向傳輸?shù)腄WDM系統(tǒng)用、具有靈活配置、支持下一代OADM動(dòng)態(tài)路由、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B6/26GK1316659SQ0111846
公開日2001年10月10日 申請(qǐng)日期2001年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月1日
發(fā)明者鄭小平, 張漢一, 郭奕理, 趙偉, 初元量 申請(qǐng)人:清華大學(xué)