專利名稱：混合結(jié)構(gòu)的波分復(fù)用光合波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)；具體地說(shuō)，涉及波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)與光分插復(fù)用傳輸系統(tǒng)的合波部分。
背景技術(shù)：
所謂波分復(fù)用(WDM)傳輸系統(tǒng)就是在一根光纖中利用不同的光波長(zhǎng)相互獨(dú)立互不干擾的原理，來(lái)傳輸多路不同信源的信號(hào)，以達(dá)到擴(kuò)展傳輸容量的目的。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的傳輸，就需要對(duì)各信道進(jìn)行適當(dāng)?shù)念l道劃分，正如高速公路上的車道劃分一樣，使各條信道上跑的信號(hào)各自獨(dú)立，順利到達(dá)傳輸終點(diǎn)。同時(shí)還需約束各信道的信號(hào)光波長(zhǎng)，使其足夠穩(wěn)定，以避免串行到其它信道。而且在發(fā)送端還需利用合波器將由各自獨(dú)立光發(fā)送單元送來(lái)的各個(gè)信道的光信號(hào)整合到一根光纖中傳輸，而在接收端則以分波器將在一根光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)分解開來(lái)，再傳輸?shù)礁髯缘墓饨邮諉卧?。由此可見合波器是WDM系統(tǒng)中十分重要的一個(gè)器件。
此前的合波器一般采用的是陣列光波導(dǎo)技術(shù)、薄膜光學(xué)濾波片技術(shù)或耦合器技術(shù)。陣列光波導(dǎo)技術(shù)為集成光學(xué)技術(shù)，它具有集成度高、插入損耗小、便于批量生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)；薄膜光學(xué)濾波片技術(shù)則具有溫度穩(wěn)定性好、插入損耗小、波長(zhǎng)組合靈活等特色；耦合器技術(shù)則具有成本低廉、波長(zhǎng)不相關(guān)的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是以較低的成本和適宜的插損，為WDM傳輸系統(tǒng)提供提供一種混合結(jié)構(gòu)的波分復(fù)用光合波器。具體地說(shuō)，就是綜合薄膜光學(xué)濾波片插入損耗小、波長(zhǎng)組合靈活的特點(diǎn)，以及耦合器譜寬大，成本低的特點(diǎn)，用這兩種器件來(lái)構(gòu)成混合結(jié)構(gòu)的光合波器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在實(shí)際WDM系統(tǒng)應(yīng)用中，由于摻鉺光纖放大器的特性，并不能隨意地制造出各種符合增益要求的光放大器成品。為工程器件的互換性，也不能在一個(gè)系統(tǒng)中配置各種不同增益的光放大器器件，所以光合波的小插損就并不是總會(huì)給設(shè)備帶來(lái)性能上的提高，通常情況下，還需要適當(dāng)?shù)卦诠夂喜ㄆ鞯纳显挾嘶蚝下份敵龆嗽黾右欢ǖ墓馑p器來(lái)進(jìn)行光功率匹配。而用耦合器技術(shù)來(lái)構(gòu)建光合波器又存在插損過(guò)大，會(huì)給系統(tǒng)的光信噪比帶來(lái)負(fù)面影響。所以在提高系統(tǒng)性能與降低設(shè)備成本這對(duì)矛盾上，還存在有一定的挖掘潛力。本實(shí)用新型的主要思路就是在保證工程要求的器件插損技術(shù)指標(biāo)的限制條件下，以光學(xué)薄膜濾光片和光耦合器相結(jié)合的技術(shù)方案，針對(duì)不同的光分插復(fù)用波數(shù)，以薄膜光學(xué)濾波片技術(shù)和光耦合器技術(shù)，結(jié)合各種可行的器件互聯(lián)方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)光波分復(fù)用的合波，以降低設(shè)備成本，為光放大器提供適宜的光功率。
光合波器的具體實(shí)施原則，是在不限制合波波長(zhǎng)通道組合關(guān)系的前提和一定的通道插入損耗限制的條件下，盡量以低成本的耦合器進(jìn)行合波，當(dāng)要求的合波通道數(shù)較多，僅用耦合器合波會(huì)帶來(lái)較大的通道插損時(shí)，則根據(jù)已合波的波道數(shù)選擇4跳0或4跳1、8跳1、8跳2等不同類型的多波長(zhǎng)光學(xué)薄膜濾波片進(jìn)行合波，或先用單波的光學(xué)薄膜濾波片進(jìn)行合波再用耦合器進(jìn)行合波，或者用這兩種方法的組合來(lái)降低插損，并控制成本。當(dāng)采用以上方法后在合波序列中存在有缺波情況時(shí)，再以單波薄膜濾波片進(jìn)行合波，將缺波補(bǔ)齊。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1)成本較目前主流的光合波技術(shù)方案的成本低得多。
2)插入損耗較純耦合器方案的插損小。
3)設(shè)計(jì)出的合波器插損與常用的光功率放大器的增益具有較好的匹配關(guān)系。


圖1.1-8波光合波方案一的組成圖；圖1.2-8波光合波方案二的組成圖；圖2.1-16波光合波方案一的組成圖；圖2.2-16波光合波方案二的組成圖；圖2.3-16波光合波方案三的組成圖；圖3.1-32波光合波方案一的組成圖；
圖3.2-32波光合波方案二的組成圖；圖3.3-32波光合波方案三的組成圖；圖4-40波光合波方案的組成圖；其中1-光學(xué)薄膜濾光片，簡(jiǎn)稱濾光片；2-光耦合器，簡(jiǎn)稱耦合器；3-級(jí)聯(lián)端；4-32波合波方案；5-8波合波方案。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1.1所示，8波光合波器或?yàn)?個(gè)單通道濾光片1并聯(lián)，進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)的耦合器2，再輸出給一個(gè)耦合器2組成。耦合器的分光比為均分光光，分光比的分光范圍為50∶50～45∶55。以后除特別說(shuō)明，耦合器的分光比與上述相同。
如圖1.2所示，8波光合波器或?yàn)?個(gè)并聯(lián)的耦合器2輸出給2個(gè)并聯(lián)的耦合器2，再輸出給一個(gè)4跳0或4跳1的濾波片1組成。
如圖2.1所示，16波光合波器或?yàn)?個(gè)并聯(lián)的耦合器2輸出給4個(gè)并聯(lián)的耦合器2，再分別進(jìn)入4個(gè)串聯(lián)4跳0濾波片1組成。
如圖2.2所示，16波光合波器或?yàn)?個(gè)并聯(lián)的耦合器2輸出給3個(gè)并聯(lián)的耦合器2，再分別進(jìn)入3個(gè)串聯(lián)4跳0或4跳1的濾波片1，最后進(jìn)入4個(gè)串聯(lián)的單通道濾波片1組成。
如圖2.3所示，16波光合波器或?yàn)?個(gè)并聯(lián)的濾波片1輸出給4個(gè)并聯(lián)的耦合器2，再分別進(jìn)入2個(gè)并聯(lián)的耦合器2，最后以一個(gè)耦合器2合成。
如圖3.1所示，32波光合波器或?yàn)?6個(gè)耦合器2并聯(lián)，進(jìn)入到第二級(jí)的8個(gè)并聯(lián)的耦合器2，再輸出給4個(gè)并聯(lián)的4跳0或4跳1光濾波片1，再輸出給2個(gè)并聯(lián)的8跳1或8跳2的濾波片1，最后以一個(gè)耦合器2合成。
如圖3.2所示，32波光合波器或?yàn)?6個(gè)并聯(lián)的濾波片1，輸出給8個(gè)并聯(lián)的耦合器2，再輸出給4個(gè)并聯(lián)的耦合器2，然后輸出給兩個(gè)并聯(lián)的8跳1或8跳2的濾波片1，最后以一個(gè)耦合器2合成。
如圖3.3所示，32波光合波器或?yàn)?6個(gè)并聯(lián)的濾波片1，輸出給8個(gè)并聯(lián)的耦合器2，再輸出給4個(gè)并聯(lián)的4跳0或4跳1的濾波片1，然后輸出給2個(gè)并聯(lián)的耦合器2，最后以一個(gè)耦合器2合成。
如圖4所示，40波光合波器為一個(gè)上述的32波合波器，與一個(gè)上述的8波合波器，用一個(gè)耦合器2合并。
注意上述的單通道濾波片可以采用100GHz的濾波片，也可以采用200GHz的濾波片。
具體工作原理以圖2.1為例，第一級(jí)并聯(lián)的8個(gè)并聯(lián)的濾波片具有將某個(gè)特定波長(zhǎng)的單個(gè)波分復(fù)用信號(hào)透射傳輸，而對(duì)其它波長(zhǎng)信號(hào)反射傳輸?shù)奶匦?，這里將符合其透射波長(zhǎng)的光信號(hào)作透射輸入，另一種波長(zhǎng)的光信號(hào)由反射輸入，并使它們的輸出信號(hào)合并再一起，這樣每個(gè)濾波片的輸出信號(hào)就包含了兩個(gè)光信號(hào)。然后利用耦合器的寬帶光信號(hào)合并功能，每個(gè)第二級(jí)合波器件-4個(gè)并聯(lián)的耦合器的每個(gè)輸入端都有兩個(gè)光信號(hào)，這樣它們的輸出光信號(hào)經(jīng)耦合器合并后就包含了4個(gè)光信號(hào)。以此類推，第三級(jí)的2個(gè)耦合器的每個(gè)輸出信號(hào)中就包含了8個(gè)光信號(hào)，最后一級(jí)的耦合器輸出就包含了16個(gè)光信號(hào)，從而完成16波的合波功能。
權(quán)利要求1.一種混合結(jié)構(gòu)的波分復(fù)用光合波器，其特征是或?yàn)?波時(shí)，光合波器或?yàn)?個(gè)單通道濾光片(1)并聯(lián)，進(jìn)入2個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再輸出給一個(gè)耦合器(2)組成；或?yàn)?個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)輸出給2個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再輸出給一個(gè)4跳0或4跳1的濾波片(1)組成；或?yàn)?6波時(shí)，光合波器或?yàn)?個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)輸出給4個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再分別進(jìn)入4個(gè)串聯(lián)4跳0濾波片(1)組成；或?yàn)?個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)輸出給3個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再分別進(jìn)入3個(gè)串聯(lián)4跳0或4跳1的濾波片(1)，最后進(jìn)入4個(gè)串聯(lián)的單通道濾波片(1)組成；或?yàn)?個(gè)并聯(lián)的濾波片(1)輸出給4個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再分別進(jìn)入2個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，最后以一個(gè)耦合器(2)合成；或?yàn)?2波時(shí)，光合波器或?yàn)?6個(gè)耦合器(2)并聯(lián)，進(jìn)入到第二級(jí)的8個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再輸出給4個(gè)并聯(lián)的4跳0或4跳1濾波片(1)，再輸出給2個(gè)并聯(lián)的8跳1或8跳2的濾波片(1)，最后以一個(gè)耦合器(2)合成；或?yàn)?6個(gè)并聯(lián)的濾波片(1)，輸出給8個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再輸出給4個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，然后輸出給兩個(gè)并聯(lián)的8跳1或8跳2的濾波片(1)，最后以一個(gè)耦合器(2)合成；或?yàn)?6個(gè)并聯(lián)的濾波片(1)，輸出給8個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再輸出給4個(gè)并聯(lián)的4跳0或4跳1的濾波片(1)，然后輸出給2個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，最后以一個(gè)耦合器(2)合成；或?yàn)?0波時(shí)，光合波器為一個(gè)上述的32波合波器(4)，與一個(gè)上述的8波合波器(5)，用一個(gè)耦合器(2)合成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種混合結(jié)構(gòu)的波分復(fù)用光合波器，涉及波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)，尤其涉及光合波部分。本實(shí)用新型是綜合薄膜光學(xué)濾波片插入損耗小、波長(zhǎng)組合靈活以及光耦合器譜寬大、成本低的特點(diǎn)，用這兩種器件來(lái)構(gòu)成混合結(jié)構(gòu)的波分復(fù)用光合波器。本實(shí)用新型分別為8波、16波、32波、40波時(shí)，由濾波片、耦合器的不同組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。如為8波時(shí)，光合波器或?yàn)?個(gè)單通道濾光片(1)并聯(lián)，進(jìn)入2個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再輸出給一個(gè)耦合器(2)組成；或?yàn)?個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)輸出給2個(gè)并聯(lián)的耦合器(2)，再輸出給一個(gè)4跳0或4跳1的濾波片(1)組成；其它從略。本實(shí)用新型具有成本低、插損匹配好等優(yōu)點(diǎn)和積極效果。
文檔編號(hào)H04J14/02GK2676225SQ03255040
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者雷非, 王紅啟, 孫淵軍, 吳珊 申請(qǐng)人:烽火通信科技股份有限公司