專利名稱：單纖雙向光分插復用模塊的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于光通訊技術(shù)領域，特別涉及單纖雙向光分插復用模塊的結(jié)構(gòu)設計。
隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，單個光纖中傳輸雙向光信號的技術(shù)正在不斷完善，已有現(xiàn)場試驗的報道，因此為單纖雙向傳輸?shù)墓庑盘栐O計、研制光分插復用(OADM)模塊很有必要。
國外已有雙向OADM模塊的報道，主要結(jié)構(gòu)如

圖1、圖2所示。圖1(a)所示的OADM模塊由復用器15、光開關(guān)陣列171-174、解復用器13組成。光纖與解復用器相連，解復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分別與復用器、解復用器的波長信道相連；開關(guān)171的另外兩個端口，一個與開關(guān)172的一個輸入端口相連，一個與摻鉺光纖放大器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的一個輸出端口相連；開關(guān)172的另一個輸入端口作與光纖A相連作為上路信號端口；開關(guān)172另一個輸出端口與光纖D相連作為下路信號端口。分析圖1的工作原理，可以發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的OADM模塊對上下路光信號的波長提出了限制兩個方向傳輸?shù)南嗤ㄩL的光信號不能同時上下路。這種特性限制了網(wǎng)絡組網(wǎng)的靈活性，因而也限制了這種OADM應用的場合。另外，雖然采取了光開關(guān)可以實現(xiàn)動態(tài)配置，但其對動態(tài)波長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、兩個摻鉺光纖放大器(EDFA)E1、E2以及兩個獨立的反射式分插復用模塊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的一個輸出端分別與CT3、CT4的輸入端相連，CT3、CT4的輸出端一個分布與反射式分插復用模塊A1、A2相連，一個與E1、E2的輸入端相連，E1、E2的輸出端分別與CT2、CT1的一個輸出端相連。連接采用光纖。它的工作原理可以簡述如下，CT1與CT2分離雙向傳輸信號在OADM模塊中傳輸?shù)姆较?，分離后的信號通過光纖分別與CT3、CT4相連后，進入兩套結(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)復雜，成本高；采用了反射結(jié)構(gòu)，使得該模塊對反射噪聲的抑制能力下降，不利于該模塊性能的提高；支持光波動態(tài)路由的能力有限，因而也難以適應未來智能網(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用模塊，本發(fā)明的模塊支持每根光纖單向傳輸8個波長，波長間隔200GHz，中心波長滿足ITU-T標準。每個波長信號的最大速率為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動態(tài)路由、結(jié)構(gòu)簡單的特點。
本發(fā)明提出的一種單纖雙向光分插復用模塊，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在使用時分別與其它功能模塊(如保護倒換模塊)，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，對稱的集成波導陣列光柵46、第一輸入光纖41的第一單波光信號通道組47、第二輸入光纖43的第二單波光信號通道組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的一端在使用時與環(huán)形器的輸出端C相連，另一個端口與對稱的集成波導陣列光柵46相連；該對稱的集成波導陣列光柵一側(cè)的第一單波長光信號通道組47與第二單波長光信號通道組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的一端與對稱的集成波導陣列光柵的輸出端相連，一端與環(huán)形器的另一個輸出端口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進入的波分復用(WDM)光信號，被連接到一個對稱的集成波導陣列光柵46。解復用后由輸入光纖41的單波光信號通道組47以及輸入光纖43的單波光信號通道組48分別送到上下路光開關(guān)陣列452與光開關(guān)陣列451。這兩個光開關(guān)陣列都具有如下功能1、動態(tài)選擇本地下路的光波信號，并把它送到需要的光信號端口；2、上路本地光信號；3、非本地信號直通；4、經(jīng)動態(tài)選擇的下路信號再一次被交叉，然后下路。
經(jīng)動態(tài)選擇的下路信號再一次被交叉，然后才下路。本發(fā)明保證了該模塊對智能光波動態(tài)路由的支持。理由簡述如下光網(wǎng)絡中波長是寶貴的資源，為了充分利用這個資源，同時降低網(wǎng)絡波長的阻塞等，將會在光交叉連接節(jié)點中引入波長變換器，因此基于源宿間波長連續(xù)的條件將不在滿足在源端，上路信號被承載在波長為λ1的光信號上；在宿端，信號可能被承載在另一個波長的光信號上。如果不對下路光進行交叉，把下路信號交叉到正確的端口，則下路信號可能會被下到錯誤的端口，引起誤連接。
經(jīng)過光開關(guān)陣列452與光開關(guān)陣列451的單波光信號分別由經(jīng)輸入光纖41的單波光信號通道組47以及輸入光纖43的單波光信號通道組48再次被連接到對稱的集成波導陣列光柵46，復用后，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，以及光纖32中從右至左傳播的信號，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，光信號在雙纖雙向OADM模塊模塊中動態(tài)波長路由、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，從而實現(xiàn)了雙向傳輸信號的上下路。
本發(fā)明的效果該OADM模塊實現(xiàn)了單纖雙向傳輸信號的分插復用功能。其支持的最大傳輸容量為每根光纖單向傳輸8個波長，波長間隔200GHz，中心波長滿足ITU-T標準。每個波長信號的最大速率為10Gbit/s。
該模塊結(jié)構(gòu)可動態(tài)上下8路信號，靈活路由配置，簡單緊湊。串擾小于35dB，功率代價小于0.1dB。
該模塊對下路信號先交叉后下路，使得該模塊支持下一代智能化光網(wǎng)絡的動態(tài)路由。
附圖簡要說明圖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)明的一個單纖雙向OADM模塊實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實施例的開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明設計的一個單纖雙向OADM模塊實施例結(jié)構(gòu)如圖5所示。該模塊由兩個環(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OMM公司的OMM8x8-2微機械光開關(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2×2光開關(guān)的一個輸入端口組成。2×2光開關(guān)陣列的每一個2×2光開關(guān)的另外一個輸入端口組成了8個上路信號端口a1-a8(它們在圖5中被統(tǒng)一標記為A1、A2)。當2×2光開關(guān)陣列處在直通狀態(tài)下，L1-L8的輸出端口標記為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(它們在圖5中被統(tǒng)一標記為D1、D2)，與下路信號設備或與下路信號設備相連的光纖相連。
本實施例的組成及連接關(guān)系結(jié)合圖5、圖6詳細說明如下光纖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信號被接入到輸入光纖F1；從右往左傳輸?shù)腤DM信號被接入到輸入光纖F2。
輸入光纖F1與對稱集成陣列波導光柵左側(cè)第8個端口相連，則輸入光纖F1中傳輸?shù)?個波長信號光分別被解復用到該光柵右側(cè)端口10、12、14、16、18、2、4、6。輸入光纖F2與對稱集成陣列波導光柵右側(cè)第17號端口相連，則輸入光纖F2中傳輸?shù)?個波長信號光分別被解復用到該光柵左側(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分別與對稱集成陣列波導光柵右側(cè)的9、11、13、15、1、3、5、7端口相連，通過光柵的復用作用，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分別與對稱集成陣列波導光柵左側(cè)的10、12、14、16、18、2、4、6端口相連，通過光柵的復用作用，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，實現(xiàn)了雙向傳輸信號的分插復用功能。
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，對稱的集成波導陣列光柵、第一輸入光纖的第一單波光信號通道組、第二輸入光纖的第二單波光信號通道組；所說的第一輸入光纖與第二輸入光纖的一端與對稱的集成波導陣列光柵相連；該對稱的集成波導陣列光柵一側(cè)的第一單波長光信號通道組與第二單波長光信號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稱的集成波導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2×2光開關(guān)陣列與一個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個波長，波長間隔200GHz，中心波長滿足ITU－T標準。每個波長信號的最大速率為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動態(tài)路由、結(jié)構(gòu)簡單的特點。
文檔編號G02B6/26GK1316659SQ0111846
公開日2001年10月10日 申請日期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 申請人:清華大學