專利名稱：輻射功率均衡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于光學(xué)通信系統(tǒng)中的輻射功率均衡器。本發(fā)明還涉及用于在這種系統(tǒng)內(nèi)均衡輻射功率的方法。
光學(xué)通信系統(tǒng)一般通過傳送具有1.5微米的波長的載有信息的光輻射來交換信息。這種系統(tǒng)當(dāng)前通常使用波長分割多路傳輸(WDM)。當(dāng)使用WDM時(shí)，光輻射包括相應(yīng)于信道的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量，其中每個(gè)分量利用相關(guān)的通信業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)制。因而，輻射被有效地分割為離散的調(diào)制的輻射分量序列。
被包括在通信系統(tǒng)中的光纖波導(dǎo)用于引導(dǎo)其中的輻射。在波導(dǎo)中以及在和波導(dǎo)相連的相關(guān)的光學(xué)器件例如插入/分出多路復(fù)用器中發(fā)生的衰減需要具有和波導(dǎo)串聯(lián)的光纖放大器，用于通過提高輻射電平改善信噪比。當(dāng)前在光學(xué)通信系統(tǒng)中使用的常規(guī)的光纖放大器基于摻雜鉺的光纖放大技術(shù)。這種放大器具有非線性的放大增益響應(yīng)和有限的泵功率。由于這種響應(yīng)，當(dāng)包括多個(gè)調(diào)制輻射分量的輻射被輸入放大器時(shí)，重要的是輻射分量的幅值彼此接近，否則放大器將優(yōu)先于幅值較小的分量衰減幅值較大的分量。當(dāng)輻射通過通信系統(tǒng)中的多個(gè)摻雜鉺的光纖放大器(EDFA)時(shí)，尤其是當(dāng)系統(tǒng)中的光學(xué)器件具有比其它分量較多地衰減某個(gè)輻射分量的波長相關(guān)傳輸響應(yīng)時(shí)，這種衰減便成為一個(gè)嚴(yán)重問題。
在常規(guī)的光學(xué)通信系統(tǒng)中，WDM輻射分量幅值的匹配，即信道均衡，是通過在接收位置監(jiān)視輻射分量的幅值來實(shí)現(xiàn)的，其中輻射分量被接收，并提供從接收位置到產(chǎn)生輻射分量的發(fā)射位置的反饋指令，從而調(diào)節(jié)所述分量的相對(duì)幅值，使得在接收位置所述分量具有接近的幅值。這種匹配沒有考慮在發(fā)射位置和接收位置之間的系統(tǒng)中的中間點(diǎn)的輻射分量幅值的改變，在所述接收位置包括用于輻射再生的EDFA。因此可能出現(xiàn)的問題是，在中間點(diǎn)的EDFA可能被提供有其相關(guān)的輻射分量的幅值彼此不相接近的輻射。
本發(fā)明人理解到，在系統(tǒng)的中間點(diǎn)使用合適的小型的能夠選擇地衰減或放大特定輻射分量的光學(xué)子系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)信道的均衡。此外，本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，上述的這些中間點(diǎn)可以是基于環(huán)的光纖波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中的插入/分出多路復(fù)用器。插入/分出多路復(fù)用器一般被認(rèn)為是這樣一種裝置，其中按照特定的信道執(zhí)行輻射分量的轉(zhuǎn)移和插入，其中借助于使用雙態(tài)光學(xué)開關(guān)裝置通過轉(zhuǎn)換操作實(shí)現(xiàn)所述輻射分量的轉(zhuǎn)移和插入。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種用于光學(xué)通信系統(tǒng)的輻射功率均衡器，所述均衡器的特征在于其包括(a)濾波器裝置，用于把在均衡器接收的傳輸信息的輻射分離成為相應(yīng)于系統(tǒng)的波長分割多路復(fù)用通信信道的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量；(b)液晶衰減裝置，用于選擇地傳輸或衰減所述一個(gè)或幾個(gè)輻射分量；(c)組合裝置，用于組合通過衰減裝置傳輸或衰減的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量，從而提供組合的輻射；(d)監(jiān)視裝置，用于測(cè)量在被包括在組合的輻射中的所述一個(gè)或幾個(gè)輻射分量中具有的功率，從而產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)相應(yīng)的輻射分量功率表示信號(hào)；以及(e)控制裝置，用于接收來自監(jiān)視裝置的所述一個(gè)或幾個(gè)功率表示信號(hào)，并這樣控制由衰減裝置提供的衰減，使得被包括在組合的輻射中的輻射分量基本上具有相互相同的功率。
本發(fā)明提供的優(yōu)點(diǎn)在于，所述均衡器能夠使從組合裝置輸出的輻射分量中的輻射功率基本上相匹配，從而使得這些分量在隨后的光學(xué)器件中，例如在隨后的摻雜鉺的放大器(EDFA)中不會(huì)引起功率擾亂。
所述功率擾亂可以引起功率較小的輻射分量的減弱和功率較大的輻射分量的加強(qiáng)，這種輻射分量之間的功率的不均衡可能導(dǎo)致插入數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率，并且使信噪比變劣。
在本發(fā)明的意義上，當(dāng)輻射分量的功率差在20dB以內(nèi)時(shí)，即在從組合裝置輸出的輻射中的最弱的輻射分量和最強(qiáng)的輻射分量的功率差不大于20dB時(shí)，則認(rèn)為這些輻射分量基本上具有相同的功率。實(shí)際上，本發(fā)明的均衡器能夠把輻射功率控制在10dB的誤差范圍內(nèi)，在最好的情況下能夠控制在1dB的范圍內(nèi)。
因而，控制裝置能夠有利地操作使得在組合的輻射中存在的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量的功率在10dB或更小的誤差范圍內(nèi)相互匹配。在最好的情況下，控制裝置能夠操作使得在組合的輻射中存在的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量的功率在1dB或更小的誤差范圍內(nèi)相互匹配。
當(dāng)實(shí)施通信系統(tǒng)中的均衡器時(shí)，有利的是濾波裝置通過操作能夠把在均衡器接收的輻射分離成在空間上分開的子輻射，并且衰減裝置最好包括液晶單元陣列，每個(gè)單元相應(yīng)于一個(gè)有關(guān)的子輻射，其通過操作可以提供子輻射的選擇的衰減或傳輸。把接收的輻射分離成在空間上分開的子輻射能夠減輕選擇地控制每個(gè)子輻射的功率的任務(wù)。
當(dāng)均衡器被包括在通信系統(tǒng)的插入/分出多路復(fù)用器內(nèi)時(shí)，有利的是，均衡器包括分出裝置，用于選擇地轉(zhuǎn)移由濾波裝置接收的輻射中存在的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量的至少一部分，所述的部分被從均衡器輸出。這種一個(gè)或幾個(gè)輻射分量的至少一部分的轉(zhuǎn)移使得插入/分出多路復(fù)用器能夠減少多路復(fù)用器的通信信道，例如用于向和插入/分出多路復(fù)用器相連的客戶機(jī)傳輸?shù)男诺馈?br> 以和分出裝置類似的方式，均衡器最好包括插入裝置，用于對(duì)從組合裝置輸出的組合輻射插入附加的輻射分量，附加的分量和組合的輻射被從均衡器輸出到系統(tǒng)。包括分出裝置和插入裝置能夠使均衡器在其所在的插入/分出多路復(fù)用器中減少和插入通信信道。方便地，控制裝置通過操作能夠這樣控制插入裝置，使得插入的輻射分量和被包括在組合的輻射中的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量的功率在10dB的誤差范圍內(nèi)相互匹配；有利的是，均衡器能夠作用于通過衰減裝置傳輸?shù)妮椛浞至亢屯ㄟ^插入裝置插入的分量上，使得由于存在附加的分量而不可能發(fā)生隨后的功率擾亂。
當(dāng)為控制目的確定在均衡器內(nèi)輻射分量的輻射功率時(shí)，有利的是，監(jiān)視裝置包括光學(xué)濾波器裝置，用于把從組合裝置和插入裝置中的至少一個(gè)接收的輻射分離成輻射分量，以及光檢測(cè)器陣列，用于測(cè)量在每個(gè)分量中存在的輻射功率，并產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)表示在輻射分量中具有的輻射功率的一個(gè)或幾個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)，所述一個(gè)或幾個(gè)輸出信號(hào)被控制裝置用于控制衰減裝置。從而在其中提供一種并聯(lián)的分量輻射功率的測(cè)量，這可以以相當(dāng)高的速度來實(shí)現(xiàn)，但是需要復(fù)雜的濾波裝置和檢測(cè)器陣列。
當(dāng)允許使用較慢的速度監(jiān)視輻射分量的輻射功率時(shí)，最好是監(jiān)視裝置包括可調(diào)諧的光學(xué)濾波裝置，用于串行地選擇從組合裝置和插入裝置中的至少一個(gè)接收到的輻射中的輻射分量，以及光檢測(cè)器，用于測(cè)量選擇的一系列輻射分量中的輻射功率，并產(chǎn)生表示在選擇的輻射分量系列中具有的輻射功率的一個(gè)或幾個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)，所述一個(gè)或幾個(gè)輸出信號(hào)由控制裝置用于控制衰減裝置。裝置功率測(cè)量的串行方式可以簡化均衡器的硬件。
在操作時(shí)，組合波長一致的傳輸信息的輻射分量必然引起均衡器中的數(shù)據(jù)混亂。因此，最好是衰減裝置通過操作能夠阻止其波長和由插入裝置插入到組合的輻射的輻射分量的波長一致的輻射分量通過。
方便地，為了產(chǎn)生附加的輻射分量，插入裝置包括一個(gè)或幾個(gè)被調(diào)制的分布反饋激光器，用于產(chǎn)生被插入到組合輻射的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)所述的均衡器時(shí)，和衰減裝置以及監(jiān)視裝置的光學(xué)濾波裝置相關(guān)的濾波裝置最好通過使用布拉格光柵濾波器來實(shí)現(xiàn)。這種光柵濾波器可以提供成本低、體積小的組件。
當(dāng)均衡器例如作為插入/分出多路復(fù)用器時(shí)，最好是所述均衡器減少或插入合適的輻射量。實(shí)際上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，均衡器通過操作能夠把其接收的輻射的5％到95％轉(zhuǎn)移到分出裝置是有利的。同樣，均衡器包括耦合裝置，用于把組合輻射的5％到95％和插入的輻射的5％到95％耦合到由均衡器向系統(tǒng)輸出的輻射中也是有利的。
在本發(fā)明的第二方面中，提供一種用于光學(xué)通信系統(tǒng)的插入/分出多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器包括按照本發(fā)明的第一方面的輻射功率均衡器。
在本發(fā)明的第三方面中，提供一種通信系統(tǒng)，其中包括按照本發(fā)明第二方面的插入/分出多路復(fù)用器。
按照本發(fā)明的第四方面，提供一種在輻射功率均衡器中均衡輻射功率的方法，所述方法的特征在于包括以下步驟(a)在均衡器接收傳輸信息的光輻射；(b)把所述的輻射分割成相應(yīng)于通信信道的輻射分量；(c)在液晶衰減裝置中選擇地衰減一個(gè)或幾個(gè)輻射分量；(d)組合通過衰減裝置傳輸或衰減的輻射分量，從而提供組合的輻射；
(e)使用監(jiān)視裝置測(cè)量組合的輻射，從而確定在被包括在組合的輻射內(nèi)的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量具有的輻射功率，并產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)相應(yīng)的分量輻射功率表示信號(hào)；以及(f)響應(yīng)所述一個(gè)或幾個(gè)功率表示信號(hào)控制由衰減裝置提供的衰減，使得在組合輻射中存在的輻射分量基本上具有相互相同的功率。
當(dāng)控制由液晶衰減裝置提供的衰減時(shí)，最好是這樣控制，使得在步(f)中，在組合輻射中存在的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量在10dB的誤差范圍內(nèi)功率相互匹配。
下面參照附圖以舉例方式說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1是包括按照本發(fā)明的輻射功率均衡器的插入/分出多路復(fù)用器的原理圖。
在圖1中，示出了由標(biāo)號(hào)10表示的被包括在光學(xué)通信系統(tǒng)(未示出)中的插入/分出多路復(fù)用器，其中包括具有光纖波導(dǎo)20的至少一個(gè)光纖波導(dǎo)環(huán)。多路復(fù)用器10包括接收器摻雜鉺的光纖放大器(EDFA)30，第一光學(xué)耦合器40，信道控制單元(CCU)50，第二光學(xué)耦合器60和發(fā)送器EDFA70。波導(dǎo)20的第一端被連接到接收器EDFA30的光輸入端口；類似地，波導(dǎo)20在其第二端和發(fā)送器EDFA70的光輸出端口相連。在所示的系統(tǒng)中，波導(dǎo)20具有被包括在從其第一端到其第二端的光路中的其它的插入/分出多路復(fù)用器和類似的裝置。接收器EDFA30的光輸入端口通過光纖波導(dǎo)80和第一耦合器40的第一光輸入端口相連。類似地，耦合器40的第一光輸出端口通過光纖波導(dǎo)90和CCU50的光輸入端口相連。CCU50包括通過光纖波導(dǎo)100和第二耦合器60的第一光輸入端口相連，最后，耦合器60包括通過光纖波導(dǎo)110和發(fā)送器EDFA70光輸入端相連的光輸出端口。
多路復(fù)用器10還包括PIN二極管檢測(cè)器陣列120和控制模塊130。發(fā)送器EDFA70包括用于監(jiān)視的輔助光輸出端口P，其通過光纖波導(dǎo)140和檢測(cè)器陣列120的光輸入端口相連；在操作時(shí)，從發(fā)送器EDFA70到光纖波導(dǎo)20的光輻射輸出的一部分在輔助輸出配備輸出。檢測(cè)器陣列120包括用于提供電信號(hào)的電輸出，所述電信號(hào)相應(yīng)于通過波導(dǎo)140傳輸?shù)牟⒈粰z測(cè)器陣列120接收到的輻射分量中的能量。連接控制模塊90用于接收所述電信號(hào)并處理所述電信號(hào)，從而產(chǎn)生電控制信號(hào)，所述電控制信號(hào)在模塊90的電輸出端被輸出；所述電輸出端和CCU50的相應(yīng)的衰減控制輸入端相連。
多路復(fù)用器10還包括光分裂器150，其光輸入端口通過光纖波導(dǎo)160和第一耦合器40的第二光輸出端口相連。此外，分裂器150還包括數(shù)量級(jí)為12的光輸出端口，其中的每一個(gè)通過光纖波導(dǎo)170和由180表示的接收器單元的光輸入端口相連。分裂器150在操作時(shí)用作多路輻射分裂器，不提供任何形式的對(duì)于感興趣的輻射波長的光過濾。
接收器單元180包括光學(xué)帶通濾波器，其通過操作使得只透過所接收的輻射中的特定輻射分量，所述分量相應(yīng)于特定的通信信道。濾波器190可以通過操作對(duì)一個(gè)接口單元200發(fā)送所述的分量，所述接口單元能夠通過操作把特定的輻射分量調(diào)節(jié)為適用于和插入/分出多路復(fù)用器10相連的一個(gè)或幾個(gè)客戶機(jī)(未示出)的形式。例如，接口單元20可以通過檢測(cè)把特定的輻射分量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，并把該信號(hào)輸出到一個(gè)或幾個(gè)客戶機(jī)。此外，接口單元200可以放大特定的輻射分量，然后把被放大的分量輸出到一個(gè)或幾個(gè)客戶機(jī)。
多路復(fù)用器10還包括光組合器210，其光輸出通過光纖波導(dǎo)220和第二耦合器60的第二光輸入端口相連。光組合器210包括數(shù)量級(jí)為12的光輸入端口，其中的每一個(gè)通過光纖波導(dǎo)230和發(fā)送器單元240的光輸出端口相連。在操作時(shí)，組合器210作為多路耦合器，不提供任何形式的對(duì)于感興趣的輻射波長的光過濾。
發(fā)送器單元240包括可調(diào)諧的分布反饋(DFB)激光器250和相關(guān)的接口放大器260。放大器260的輸入和使用所述系統(tǒng)的一個(gè)或幾個(gè)客戶機(jī)(未示出)相連，并接收來自一個(gè)或幾個(gè)客戶機(jī)的電信息或光信息通信。接口放大器260的輸出和DFB激光器250的調(diào)制輸入端相連，用于進(jìn)行激光輻射幅值調(diào)制。
第一耦合器40可以通過操作從其光輸入端口耦合，使得輸入的輻射的一部分和其第一輸出端口相連，然后使剩余的輸入的輻射的一部分和其第二輸出端口相連。第二耦合器60以類似于第一耦合器40的方式操作，使得在第二耦合器60的輸出端口輸出的輻射的一部分從第一輸入端口輸入的輻射得到，并且其余的部分從第二輸入端口輸入的輻射得到。對(duì)于每個(gè)耦合器，所述一部分和其余的一部分相加之和基本上為100％，所述一部分和其余的一部分的范圍基本上分別在5％到95％和95％到5％。
CCU50是一種專有的子系統(tǒng)，并且以基本上類似于美國專利5414540中所述的頻率選擇的光開關(guān)的方式操作，該專利在此列為參考。CCU50包括使用布拉格光柵技術(shù)實(shí)現(xiàn)的光學(xué)解多路復(fù)用器300，所示的被包括在虛線320中的液晶單元310，以及最后的輸出光學(xué)多路復(fù)用器330。在CCU50內(nèi)，解多路復(fù)用器300，陣列310和多路復(fù)用器330使用自由空間光路實(shí)現(xiàn)光耦合，其從CCU50的輸入光學(xué)端口到輸出光學(xué)端口產(chǎn)生數(shù)量級(jí)為6dB的一個(gè)低的最小的衰減系數(shù)。
當(dāng)CCU50工作時(shí)，被施加于CCU50的光學(xué)輸入端口的包括相應(yīng)于相關(guān)的通信信道的若干個(gè)輻射分量的輻射向著解多路復(fù)用器300傳輸，解多路復(fù)用器300把所述輻射分離成若干個(gè)子輻射，每個(gè)子輻射相應(yīng)于一個(gè)相關(guān)的輻射分量，因而相應(yīng)于一個(gè)相關(guān)的通信信道。所述子輻射從解多路復(fù)用器300向著陣列310的相應(yīng)的單元傳輸，到達(dá)多路復(fù)用器330，其組合收到的子輻射，在CCU50的光學(xué)輸出端口提供輸出輻射。通過選擇地控制陣列310的液晶單元，相應(yīng)于特定信道的輻射分量可以在CCU50的輸入端口和輸出端口之間被選擇地傳輸或阻斷。在上述的美國專利5414540中，所述的開關(guān)用于轉(zhuǎn)換輻射分量，即或者使其被全部傳輸，或者使其被全部阻斷；這種轉(zhuǎn)換在所述開關(guān)被用于選擇地轉(zhuǎn)移特定的輻射分量時(shí)是合適的，例如在光學(xué)電話交換機(jī)中。本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，雖然CCU50和上述開關(guān)類似的技術(shù)，但是在多路復(fù)用器10中的CCU50，不僅能夠用于傳輸或阻斷通過其傳輸?shù)妮椛浞至?，而且在需要衰減時(shí)還能夠用于選擇地衰減輻射分量。這種衰減操作方式在上述的美國專利中沒有被提出。本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，由CCU50提供的選擇的衰減可以用于在光學(xué)通信系統(tǒng)中提供輻射分量幅值的均衡。CCU50具有這樣的特性，使得陣列310的液晶單元提供可以被從控制模塊130輸出的控制信號(hào)控制的光傳輸。實(shí)際上，當(dāng)液晶單元在光學(xué)上清晰時(shí)通過CCU50的衰減是6dB，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)反射時(shí)至少衰減40dB。因而，這些單元的每個(gè)單元能夠提供光的衰減，由此而引起在至少30dB的范圍內(nèi)的連續(xù)的改變。CCU50被設(shè)計(jì)能夠選擇地衰減具有1.5微米的波長的輻射分量的32個(gè)信道，這些信道具有相應(yīng)于0.8鈉米的數(shù)量級(jí)的波長間隔的100GHz的相互信道間隔。
下面參照?qǐng)D1說明插入/分出多路復(fù)用器10的操作。沿著波導(dǎo)20的輻射傳輸包括多達(dá)32個(gè)輻射分量，其相應(yīng)于多達(dá)32個(gè)傳輸信息的通信信道；這些分量具有相互不同的波長，其信道波長間隔大約為0.8鈉米，即相應(yīng)于大約100GHz的頻率間隔。輻射在接收器EDFA30的輸入端口被接收，接收器EDFA30放大接收的輻射，并在其輸出端口輸出相應(yīng)的放大的輻射。被放大的輻射沿著波導(dǎo)80傳輸?shù)降谝获詈掀?0，其通過波導(dǎo)160把放大的輻射的第一部分轉(zhuǎn)移到分裂器150，放大的輻射的其余的第二部分通過波導(dǎo)90被轉(zhuǎn)移到CCU50的輸入端口。在分裂器150接收的放大的輻射的第一部分被在其中分裂成12路，即大約在分裂器150接收的放大的輻射的8％沿著波導(dǎo)170傳輸，并在濾波器190被接收。濾波器190過濾其接收的放大的輻射，并傳送在放大的輻射中存在的濾波器190調(diào)諧的輻射分量。該輻射分量從濾波器190向接口單元200傳輸，所述接口單元調(diào)節(jié)輻射分量，然后作為電信號(hào)和光輻射中的至少一個(gè)以調(diào)節(jié)過的形式被輸出到和插入/分出多路復(fù)用器10相連的一個(gè)或幾個(gè)客戶機(jī)。
在CCU50接收的放大的輻射通過解多路復(fù)用器300，在其中其輻射分量被分成在空間上分開的子輻射，上述的32個(gè)信道的每一個(gè)具有一個(gè)相應(yīng)的子輻射。所述子輻射經(jīng)過自由空間傳輸?shù)竭_(dá)陣列310，根據(jù)在控制模塊130產(chǎn)生的控制信號(hào)，在其中每個(gè)子輻射被選擇地傳輸、衰減或基本上被全部反射。通過陣列310傳輸?shù)幕蛩p的子輻射的輻射在多路復(fù)用器330被接收，其組合所述的輻射，從而提供從CCU50的輸出端口沿著光纖波導(dǎo)100到第二耦合器60的第一輸入端口傳輸?shù)妮敵鲚椛洹?br> 在插入/分出多路復(fù)用器10接收到的客戶機(jī)通信業(yè)務(wù)，更具體地說，在接口放大器260接收到的客戶機(jī)通信業(yè)務(wù)被放大并被合適地調(diào)節(jié)，用于驅(qū)動(dòng)DFB激光器250，并由所述激光器發(fā)射幅值調(diào)制激光。調(diào)制的輻射通過光纖波導(dǎo)230被傳輸?shù)狡湎嚓P(guān)的組合器的輸入端口210。調(diào)制的輻射提供組合器210耦合，并基本上通過光纖波導(dǎo)220被傳輸?shù)降诙詈掀?0的第二輸入端口。第二耦合器60耦合在其輸入端口的輻射，在其輸出端口提供輸出輻射，所述輸出輻射通過光纖波導(dǎo)110被傳輸?shù)桨l(fā)送器EDFA70的輸入端口。EDFA70放大接收到的輸出輻射，產(chǎn)生相應(yīng)的放大的輻射。放大的輻射主要在發(fā)送器EDFA70的輸出端口被輸出，并被發(fā)送到光纖波導(dǎo)20，以便在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)一步傳輸。放大的輻射的小部分例如5％的數(shù)量級(jí)，被耦合到輔助端口P，然后通過光纖波導(dǎo)140到達(dá)檢測(cè)器陣列120。陣列120波長解多路復(fù)用器，其通過操作把放大的輻射的分量分割成相應(yīng)于上述信道的子輻射。此外，檢測(cè)器120還包括32個(gè)PIN二極管光檢測(cè)器，用于檢測(cè)在每個(gè)子輻射中存在的輻射，并產(chǎn)生表示在每個(gè)子輻射中存在的輻射能量的電輸出信號(hào)。把所述輸出信號(hào)送到控制模塊130，控制模塊130監(jiān)視每個(gè)子輻射中存在的能量，并繼續(xù)調(diào)節(jié)由CCU50中的相應(yīng)的液晶單元提供的衰減，以便確保在子輻射中的能量在10dB或更小的誤差裕度內(nèi)在信道之間匹配。最好是，在子輻射中的能量在1dB或更小的誤差裕度內(nèi)在信道之間匹配。
CCU50被系統(tǒng)這樣控制，使得陣列310的單元阻止通過CCU50傳輸?shù)钠洳ㄩL和從DFB激光器250輸出的輻射的波長一致的輻射的子輻射。同樣，當(dāng)附加的調(diào)制的DFB激光器在光學(xué)上和組合器210相連，并通過操作向組合器提供調(diào)制的輻射時(shí)，CCU50也被控制用于阻止通過CCU50傳輸?shù)钠洳ㄩL和從所述附加的調(diào)制的DFB激光器輸出的輻射的波長一致的輻射的子輻射。為了阻止組合第二耦合器60的波長基本相同的輻射，這種阻斷是需要的，否則可能引起相關(guān)通信業(yè)務(wù)的惡化。
作為一種選擇，來自控制模塊130的控制信號(hào)也可以被連接到DFB激光器250的輻射幅值控制輸入端，并把任何附加分DFB激光器輸出輻射連接到第二耦合器60。這種連接還能使控制模塊130對(duì)于在插入/分出多路復(fù)用器10附加的輻射進(jìn)行均衡。
需要記住的是，類似于CCU50的結(jié)構(gòu)，例如在美國專利5414540中所述的，被設(shè)計(jì)用作輻射轉(zhuǎn)換元件。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到(a)CCU50可以被操作用于提供輻射的特定子輻射的連續(xù)可變的衰減；以及(b)所述能夠提供可變的衰減的CCU50適用于被包括在插入/分出多路復(fù)用器中，用于在其中進(jìn)行信道均衡。
如果CCU50使用液晶技術(shù)之外的其它技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，例如使用作為可變衰減器構(gòu)成的Mach-Zehnder干涉計(jì)，將不容易獲得46dB數(shù)量級(jí)的輻射阻斷性能，然而仍然能夠提供商業(yè)產(chǎn)品。
和現(xiàn)有的通信系統(tǒng)不同，本發(fā)明能夠在通信系統(tǒng)內(nèi)分布的插入/分出多路復(fù)用器局部地實(shí)現(xiàn)功率均衡，也叫做功率拉平，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的均衡問題，在現(xiàn)有技術(shù)中沒有提供在中間位置的均衡，因而可能在相應(yīng)于通信信道的輻射分量之間產(chǎn)生能量差。
應(yīng)當(dāng)理解，不脫離本發(fā)明的構(gòu)思可以對(duì)插入/分出多路復(fù)用器10進(jìn)行修改。例如，CCU50可以被構(gòu)成使得包括更多的單元，解多路復(fù)用器300可以被相應(yīng)地設(shè)計(jì)，使得把在CCU50接收到的輸入輻射分裂成更多的子輻射；例如可以使用多達(dá)128個(gè)單元。此外，如果需要，分裂器150可以和12個(gè)以上的和接收器單元180類似的單元相連；同樣，組合器210可以和12個(gè)以上的和發(fā)送器單元240類似的單元相連。
如果需要，可以用和一個(gè)PIN二極管檢測(cè)器耦連的可調(diào)諧的濾波器代替，所述可調(diào)諧的濾波器可以通過操作按順序被調(diào)諧到在EDFA70輸出的輻射中存在的相應(yīng)于通信信道的各個(gè)輻射分量；在這種經(jīng)過修改的插入/分出多路復(fù)用器10的型式中，順序調(diào)諧是可行的，這是因?yàn)?，在信道中存在的輻射能量隨時(shí)間逐漸變化，例如由于元件的老化，從而和通信業(yè)務(wù)調(diào)制以及信道的特意轉(zhuǎn)換無關(guān)。
權(quán)利要求
1．一種用于光學(xué)通信系統(tǒng)的輻射功率均衡器，所述均衡器的特征在于其包括(a)濾波器裝置，用于把在均衡器中接收的傳輸信息的輻射分離成為相應(yīng)于系統(tǒng)的波長分割多路復(fù)用通信信道的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量；(b)液晶衰減裝置，用于選擇地傳輸或衰減所述一個(gè)或幾個(gè)輻射分量；(c)組合裝置，用于組合通過衰減裝置傳輸或衰減的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量，從而提供組合的輻射；(d)監(jiān)視裝置，用于測(cè)量在被包括在組合的輻射中的所述一個(gè)或幾個(gè)輻射分量中具有的功率，從而產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)相應(yīng)的輻射分量功率表示信號(hào)；以及(e)控制裝置，用于接收來自監(jiān)視裝置的所述一個(gè)或幾個(gè)功率表示信號(hào)，并這樣控制由衰減裝置提供的衰減，使得被包括在組合的輻射中的輻射分量基本上具有相互相同的功率。
2．如權(quán)利要求1所述的均衡器，其中控制裝置能夠通過操作使得在組合的輻射中存在的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量的功率在10dB或更小的誤差范圍內(nèi)相互匹配。
3．如權(quán)利要求1或2所述的均衡器，其中控制裝置通過操作使得在組合的輻射中存在的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量的功率在1dB或更小的誤差范圍內(nèi)相互匹配。
4．如權(quán)利要求1,2或3所述的均衡器，其中濾波裝置通過操作能夠把在均衡器接收的輻射分離成在空間上分開的子輻射，并且衰減裝置包括液晶單元陣列，每個(gè)單元相應(yīng)于一個(gè)有關(guān)的子輻射，其通過操作可以提供子輻射的選擇的衰減或傳輸。
5．如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的均衡器，其中包括分出裝置，用于選擇地轉(zhuǎn)移由濾波裝置接收的輻射中存在的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量的至少一部分，所述的部分被從均衡器輸出。
6．如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的均衡器，其中插入裝置，用于對(duì)從組合裝置輸出的組合輻射插入附加的輻射分量，附加的分量和組合的輻射被從均衡器輸出到系統(tǒng)。
7．如權(quán)利要求6所述的均衡器，控制裝置通過操作能夠這樣控制插入裝置，使得插入的輻射分量和被包括在組合的輻射中的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量的功率在10dB的誤差范圍內(nèi)相互匹配。
8．如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的均衡器，其中監(jiān)視裝置包括光學(xué)濾波器裝置，用于把從組合裝置和插入裝置中的至少一個(gè)接收的輻射分離成輻射分量，以及光檢測(cè)器陣列，用于測(cè)量在每個(gè)分量中存在的輻射功率，并產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)表示在輻射分量中具有的輻射功率的一個(gè)或幾個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)，所述一個(gè)或幾個(gè)輸出信號(hào)被控制裝置用于控制衰減裝置。
9．如權(quán)利要求1-7任何一個(gè)所述的均衡器，其中監(jiān)視裝置包括可調(diào)諧的光學(xué)濾波裝置，用于串行地選擇從組合裝置和插入裝置中的至少一個(gè)接收到的輻射中的輻射分量，以及光檢測(cè)器，用于測(cè)量選擇的一系列輻射分量中的輻射功率，并產(chǎn)生表示在選擇的輻射分量系列中具有的輻射功率的一個(gè)或幾個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)，所述一個(gè)或幾個(gè)輸出信號(hào)由控制裝置用于控制衰減裝置。
10．如權(quán)利要求6或7所述的均衡器，其中衰減裝置通過操作阻止其波長和由插入裝置插入到組合的輻射的輻射分量的波長一致的輻射分量通過。
11．如權(quán)利要求6所述的均衡器，其中插入裝置包括一個(gè)或幾個(gè)被調(diào)制的分布反饋激光器，用于產(chǎn)生被插入到組合輻射的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量。
12．如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的均衡器，其中濾波裝置包括布拉格柵濾波器。
13．如權(quán)利要求5所述的均衡器，其中通過操作把接收的輻射的5％到95％轉(zhuǎn)移到分出裝置。
14．如權(quán)利要求6所述的均衡器，包括耦合裝置，用于把組合輻射的5％到95％和插入的輻射的5％到95％耦合到由均衡器向系統(tǒng)輸出的輻射中。
15．一種輻射功率均衡器，其基本上是如上面參照?qǐng)D1所述的那樣。
16．一種用于光學(xué)通信系統(tǒng)的插入/分出多路復(fù)用器，包括按照前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的輻射功率均衡器。
17．一種通信系統(tǒng)，其中包括按照權(quán)利要求16所述的插入/分出多路復(fù)用器。
18．一種在輻射功率均衡器中均衡輻射功率的方法，所述方法的特征在于包括以下步驟(a)在均衡器接收傳輸信息的光輻射；(b)把所述的輻射分割成相應(yīng)于通信信道的輻射分量；(c)在液晶衰減裝置中選擇地衰減一個(gè)或幾個(gè)輻射分量；(d)組合通過衰減裝置傳輸或衰減的輻射分量，從而提供組合的輻射；(e)使用監(jiān)視裝置測(cè)量組合的輻射，從而確定在被包括在組合的輻射內(nèi)的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量具有的輻射功率，并產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)相應(yīng)的分量輻射功率表示信號(hào)；以及(f)響應(yīng)所述一個(gè)或幾個(gè)功率表示信號(hào)控制由衰減裝置提供的衰減，使得在組合輻射中存在的輻射分量基本上具有相互相同的功率。
19．如權(quán)利要求18所述的方法，其中在步(f)中，在組合輻射中存在的一個(gè)或幾個(gè)輻射分量在10dB的誤差范圍內(nèi)功率相互匹配。
20．一種在輻射功率均衡器中均衡輻射功率的方法，其基本上是如上面參照?qǐng)D1所述的那樣。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)通信系統(tǒng)的輻射功率均衡器,所述均衡器的特征在于其包括:光學(xué)解多路復(fù)用器(300),液晶單元陣列(310),光學(xué)多路復(fù)用器(330),(d)和PIN二極管檢測(cè)器陣列(120)相連的發(fā)送器摻雜鉺放大器(70),以及(e)控制模塊(130)。單元陣列(310)的作用確保在組合輻射中存在的輻射分量之間的功率匹配,從而幫助減輕由例如在摻雜鉺的光纖放大器(EDFA)等器件中的具有較大的輻射功率的輻射分量造成的功率擾亂。
文檔編號(hào)H04B10/2507GK1325203SQ01119620
公開日2001年12月5日 申請(qǐng)日期2001年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月18日
發(fā)明者H·R·克拉林博恩, M·G·貝克, M·沙拉特 申請(qǐng)人:馬科尼通訊有限公司