專利名稱：高隔絕度波長管理模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種波長管理模塊，且特別是有關(guān)于一種高隔絕度波長管理模塊。
光的傳播速率大概每隔5年增加四倍，目前商業(yè)用SDH以達10GBPS，這主要是因使用TDM的高速電路技術(shù)，然用TDM技術(shù)增加傳播速率很快就達到極限。但是WDM結(jié)合EDFA技術(shù)將可充分利用光傳輸?shù)母哳l寬特性，使幾百個不同波長的光信號在1.5μm的波長范圍同時傳播于同一光纖，因而大大地增加光信號傳輸?shù)娜萘俊?br> 目前波分復(fù)用(WDM)技術(shù)的應(yīng)用十分普遍，也很成熟，然而在同一光纖內(nèi)信號傳輸?shù)姆较虼蟛糠秩允菃我环较?，少部分?到4個波長在作雙向傳輸，至于多波長的雙向傳輸目前僅有美國CIENA公司以Chirped Fiber Bragg Grating分長波長和短波長范圍而進行雙向傳輸，以及本公司正進行專利申請中的“應(yīng)用于雙向波分復(fù)用光通信系統(tǒng)中的光功能模塊”，利用多窗波分復(fù)用(Multi-window WavelengthDivision Multiplexing，MWDM)器件進行雙向傳輸。以上述兩種架構(gòu)進行光信號波分多任務(wù)的雙向傳輸應(yīng)已足夠，但若要求更高隔絕度以求更高的通信品質(zhì)，上述兩種架構(gòu)(隔絕度約為30Db)便不能滿足。
本發(fā)明的高隔絕度波長管理模塊，可以復(fù)數(shù)個波長管理模塊，例如三個或三個波長管理模塊。當為波長管理模塊三個時，此三波長管理模塊有四個端口，第一波長管理模塊的第一端口為高隔絕度波長管理模塊的第一端口并連接第一組載有不同光波長的波分復(fù)用光信號，同時第二波長管理模塊的第四端口為高隔絕度波長管理模塊的第四端口并連接第二組載有不同光波長的第二波分復(fù)用光信號。而第三波長管理模塊的第二端口為高隔絕度波長管理模塊的第二端口，并且第三個波長管理模塊的第三端口作為高隔絕度波長管理模塊的該第三端口，第一與第二波分復(fù)用光信號傳輸方向相反且傳輸波長也各不相同。至少二個光環(huán)流器，其中第一光環(huán)流器的第一端口連接到第一波長管理模塊的第二端口，第二端口連接到第三波長管理模塊的第一端口，第三端口連接到第一波長管理模塊的第三端口；同時第二光環(huán)流器的第一端口連接到第二波長管理模塊的第二端口，第二端口連接到第三波長管理模塊的第四端口，第三端口連接到第二波長管理模塊的第三端口。
當為波長管理模塊二個時，其中第一波長管理模塊耦接高隔絕度波長管理模塊的第一端口端，同時第二波長管理模塊耦接高隔絕度波長管理模塊的第四端口，且第一光環(huán)流器為光學耦接至第一波長管理模塊，第二光環(huán)流器為光學耦接至第二波長管理模塊，第一與第二光循環(huán)器也耦接一起，使第一光波長管理模塊、第一光循環(huán)器、第二光循環(huán)器與第二光波長管理模塊形成一光傳輸信道。
利用一般的波長管理模塊進行光纖分插復(fù)用器時，頻道間隔(Channel Spacing，CS)的要求為上行與下行相鄰波長差，然而當頻道(波長)數(shù)目越多，CS的要求也越小，因此光塞取多任務(wù)器越難做。在此我們變化高隔度波長管理模塊的架構(gòu)，使其可將上行和下行的光信號傳輸波長分開進行光纖分插復(fù)用器，如此對光纖分插復(fù)用器器的CS要求也放寬一倍。換言之，變化高隔絕度波長管理模塊的架構(gòu)即可對上行和下行的光信號作各自的處理，以增加雙向波分復(fù)用通信系統(tǒng)設(shè)計與信號處理的彈性。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明。
圖2繪示與本發(fā)明相關(guān)的高隔絕度雙向光功能模塊；圖3繪示本發(fā)明的高隔絕度波長管理模塊的架構(gòu)示意圖；圖4為用對稱式Mach-Zehnder干涉技術(shù)制造的多窗波分復(fù)用器的理論分析結(jié)果；圖5繪示使用高隔絕度波長管理模塊應(yīng)用于光節(jié)點中光信號塞取多任務(wù)的架構(gòu)的示意圖；圖6繪示描繪使用高隔絕度波長管理模塊應(yīng)用于分波多任務(wù)光信號色散補償?shù)募軜?gòu)示意圖；圖7繪示具有k組雙向波分復(fù)用通信系統(tǒng)700如何在其間交換光波長(信息)信號的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖8為繪示雙向波長交互連結(jié)器730的架構(gòu)示意圖；圖9繪示著如何變化高隔絕度波長管理模塊，使

圖1的高隔絕度雙向光功能模塊具有將“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號分別作波長塞取后再同時作光信號放大的架構(gòu)；圖10繪示變化高隔絕度波長管理模塊，使高隔絕度雙向光功能模塊具有將“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號分別作波長交互連結(jié)后再同時作光信號放大的架構(gòu)；圖10至圖12繪示依據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)種變化架構(gòu)示意圖。標號說明101、102、103、104光收發(fā)器109、111光多任務(wù)器110、110光解多任務(wù)器
121光功能模塊119、120、203、204傳輸干線202放大器301、302、303波長管理模塊304、305光循環(huán)器501高隔絕度波長管理模塊503光塞取多任務(wù)器504光隔絕氣器603光循環(huán)605光纖光柵604、606傳輸干線710西方終端系統(tǒng)720東方終端系統(tǒng)730、736、908、1116雙向波長光交互連結(jié)器734a、734b、734c、734d傳輸干線732a、732b高隔絕度波長管理模塊804、806波長管理模塊808、812、1016、1012光塞取多功器810、814、910、912、1018、1020、1118、1120光循環(huán)器818、916放大器902、906、912、1010、1014、1110、1114波長管理模塊每一個光收發(fā)器101和光收發(fā)器102發(fā)射一個光波長，其中載著編碼信息的光信號有聲音、視頻和計算機數(shù)據(jù)等等。如圖1所示，光收發(fā)器101傳輸波長從λ1，λ3，λ5到λ2n-1，而光收發(fā)器102傳輸波長從λ2，λ4，λ6到λ2m。m和n都是正整數(shù)且代表每一傳輸方向的最大波長數(shù)目。
從光收發(fā)器101所輸出的光波長經(jīng)過光輸干線105到達光多任務(wù)器109，而光多任務(wù)器109再將這些波長合聚于光傳輸干線113上。同樣地，從光收發(fā)器102所輸出的光波長經(jīng)過光傳輸干線108到達光多任務(wù)器111，而光多任務(wù)器111再將這些波長合聚于光傳輸干線115上。光多任務(wù)器109，111可由任何工光纖被動器件技術(shù)制成，只要它可合聚不同波長至同一輸出端口。
這些從光發(fā)射器101而來的合聚輸出形成一組“由西向東”的波分復(fù)用光信號，這些光信號經(jīng)過光環(huán)流器117的端口1到光環(huán)流器117的端口2并進入光傳輸干線119。同樣地，從光發(fā)射器102而來的合聚輸出形成一組“由東向西”的波分復(fù)用光信號，這些光信號經(jīng)過光環(huán)流器118的端口1到光環(huán)流器118的端口2并進入光傳輸干線120。
“由西向東”的波分復(fù)用光信號通過一個或數(shù)個光功能模塊121后，經(jīng)過光傳輸干線120抵達光環(huán)流器118的端口2，再通過光環(huán)流器的環(huán)流作用到光環(huán)流器118的端口3并經(jīng)過光傳輸干線114進入光解多任務(wù)器110，這些合聚的光信號透過光解多任務(wù)器110并通過光傳輸干線106傳輸?shù)剿鶎?yīng)光波長的光接收器103；同樣地“由東向西”的波分復(fù)用光信號通過一個或數(shù)個光功能模塊121后，經(jīng)過光傳輸干線119抵達光環(huán)流器117的端口2，再通過光環(huán)流器的環(huán)流作用到光環(huán)流器117的端口3并經(jīng)過光傳輸干線116進入光解多任務(wù)器112，這些合聚的光信號透過光解多任務(wù)器112并憑借光傳輸干線107傳輸?shù)剿鶎?yīng)光波長的光接收器104。
高隔絕度雙向光功能模塊121可提供不同波長的光信號執(zhí)行許多光功能作用，如不同波長的光信號放大、光節(jié)點(Node)上的光纖分插復(fù)用器(Optical Add and Drop Multiplexing)、不同波長光信號的色散補償(Dispersion Compensation)和在不同傳輸干線上不同波長光信號的波長交互連結(jié)(Wavelength Crossconnect)。
圖2繪示與本發(fā)明相關(guān)的高隔絕度雙向光功能模塊121，這個高隔絕度雙向光功能模塊121用以放大不同波長的光信號，以便光信號可傳輸更遠的距離?！坝晌飨驏|”的波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊201的端口a后便經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊201的端口b進入光傳輸干線203(高隔絕度波長管理模塊的第三端口)。此時，“由東向西”的波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊201的端口d后便經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊201的端口b進入光傳輸干線203。所以“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號合聚于光傳輸干線203上作單向傳輸。經(jīng)過光放大器模塊202放大之后，這合聚的波分復(fù)用信號憑借光傳輸干線204(高隔絕度波長管理模塊的第四端口)引導至高隔絕度波長管理模塊201的端口c。“由西向東”的波分復(fù)用光信號會從高隔絕度波長管理模塊201的端口d輸出并進入光傳輸干線120繼續(xù)進行“由西向東”的傳輸；此時“由東向西”的波分復(fù)用光信號會從高隔絕度波長管理模塊201的端口a輸出并進入光傳輸干線119繼續(xù)進行“由東向西”的傳輸。
光放大器模塊202為一般摻鉺光纖放大器(EDFA)，其中包括光纖隔絕器、波分復(fù)用器(980/1550nm或1480/1550nm)，摻鉺光纖和幫激光源(980nm或1480nm雷射二極管)。
圖3繪示本發(fā)明的高隔絕度波長管理模塊的架構(gòu)示意圖。如圖所示，其至少三個波長管理模塊301、302、303，此三波長管理模塊有四個端口p1～p4，第一波長管理模塊301的第一端口p1為高隔絕度波長管理模塊201的第一端口a并連接第一組載有不同光波長的波分復(fù)用光信號，同時第二波長管理模塊303的第四端口p4為高隔絕度波長管理模塊201的第四端口d并連接第二組載有不同光波長的第二波分復(fù)用光信號。而第三波長管理模塊302的第二端口p2為高隔絕度波長管理模塊201的第二端口b，并且第三個波長管理模塊302的第三端口p3作為高隔絕度波長管理模塊201的第三端口c，第一與第二波分復(fù)用光信號傳輸方向相反且傳輸波長也各不相同。至少二個光環(huán)流器304、305，其中第一光環(huán)流器304的第一端口1連接到第一波長管理模塊301的第二端口p2，第二端口2連接到第三波長管理模塊302的第一端口p1，第三端口3連接到第一波長管理模塊301的第三端口p3；同時第二光環(huán)流器305的第一端口1連接到第二波長管理模塊303的第二端口p2，第二端口2連接到第三波長管理模塊302的第四端口p4，第三端口3連接到第二波長管理模塊303的第三端口p3。
如圖所示，“由西向東”的波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊201的端口a后，便抵達第一波長管理模塊301的端口1，這光信號由波長管理模塊301的端口2輸出之后進入光環(huán)流器304的第一端口1，再經(jīng)過光環(huán)流器304的環(huán)流作用后，由光環(huán)流器304的第二端口2輸出的光信號再進入第三波長管理模塊302的第一端口p1并由第三波長管理模塊302的第二端口2輸出進入光傳輸干線203。此時，“由東向西”的波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊201的第四端口d后便抵達第二波長管理模塊303的第四端口p4，此光信號由第二波長管理模塊303的第二端口p2輸出之后，進入第二光環(huán)流器305的第一端口1，再經(jīng)過第二光環(huán)流器305的環(huán)流作用后，由第二光環(huán)流器305的第二端口2輸出的光信號再進入第三波長管理模塊302的第四端口p4，并由第三波長管理模塊302的第二端口p2輸出進入光傳輸干線203。因此，“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號合聚于光傳輸干線203上作單向傳輸。
經(jīng)過光功能器件處(如放大器模塊放大)之后，這合聚的波分復(fù)用光信號憑借光傳輸干線204引導至高隔絕度波長管理模塊201的端口c，并進入第三波長管理模塊302的第三端口p3。其中“由西向東”的波分復(fù)用光信號從第三波長管理模塊302的第四端口p4輸出后進入第二光環(huán)流器305的第二端口2，再經(jīng)過第二光環(huán)流器305的環(huán)流作用后，由第二光環(huán)流器305的第三端口3輸出的光信號，再進入第二波長管理模塊303的第三端口p3，并由第二波長管理模塊303的第四端口p4輸出而進入光傳輸干線120。同樣地，“由東向西”的波分復(fù)用光信號從第三波長管理模塊302的第一端口p1輸出后，進入第一光環(huán)流器304的第二端口2，再經(jīng)過第一光環(huán)流器304的環(huán)流作用后，由第一光環(huán)流器304的第三端口3輸出的光信號，再進入第一波長管理模塊301的第三端口p3并由第一波長管理模塊301的第一端口p1輸出進入光傳輸干線119。
上述的波長管理模塊301、302和303一般為多窗波分復(fù)用器(Multi-window Wavelength Division Multiplexer，MWDM)，而這種器件可用光纖拉錐熔燒(Fused-Biconical Taper，F(xiàn)BT)技術(shù)或非對稱式Mach-Zehnder干涉(Unbalanced Mach-Zehnder Interferometer，UMZI)技術(shù)制造而成。因為固定光頻率間隔的多個波長光信號進入這種器件可使波長交錯地分布在輸出的兩端口上，所以又稱做光波長交錯器(Optical Interleaver)。
波分復(fù)用光信號在經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊201總計經(jīng)過一般的波長管理模塊4次(第一波長管理模塊301一次、第三波長管理模塊302兩次和第二波長管理模塊303一次)和光環(huán)流器2次(第一光環(huán)流器304和第二光環(huán)流器305各一次)。因此波分復(fù)用光信號的插入損失比通過一般的波長管理模塊來得大且頻寬亦變窄。從目前市面上多窗波分復(fù)用器和光環(huán)流器的規(guī)格評估，高隔絕度波長管理模塊的插入損失會比一般的波長管理模塊的插入損失多約2.2-2.6dB，但是隔絕度會高一倍。
此外，在第一波長管理模塊301的第四端口p4和第二波長管理模塊303的第一端口p1必須配置光終端器(Optical Terminator)306，以避免經(jīng)端點的反射饋回器件造成不必要的噪聲。光終端器306一般使用微小彎曲方式(Micro-Bending Method)或者光纖端點切割8度角，以降低噪聲干擾。
圖4為用對稱式Mach-Zehnder干涉技術(shù)制造的多窗波分復(fù)用器的理論分析結(jié)果，其中忽略真正制作工藝所產(chǎn)生的光損失。實線I部分為通過器件兩次的光譜圖，虛線II部分為通過器件四次的光譜圖。從圖中可看出通過器件四次的頻道隔絕度比通過器件兩次的頻道隔絕度高約兩倍(在相同頻寬要求下)，但相對地插入損失也增加兩倍。
圖5繪示使用高隔絕度波長管理模塊應(yīng)用于光節(jié)點中光信號塞取多任務(wù)的架構(gòu)的示意圖?！坝晌飨驏|”的波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊501的端口a后便經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊501的端口b進入光傳輸干線502。此時，“由東向西”的波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊501的端口d后便經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊501的端口b進入光傳輸干線502。因此，“由西向東”的波分復(fù)用光信號和「由東向西」的波分復(fù)用光信號合聚于光傳輸干線502上作單向傳輸。在經(jīng)過光塞取多任務(wù)器503擷取和載上一個或多個波長的光信號后，合聚的波分復(fù)用光信號通過光纖隔絕器504并憑借光傳輸干線505進入高隔絕度波長管理模塊501的端口c。“由西向東”的波分復(fù)用光信號會從高隔絕度波長管理模塊501的端口d輸出并進入光傳輸干線120繼續(xù)進行“由西向東”的傳輸。此時，“由東向西”的波分復(fù)用光信號會從高隔絕度波長管理模塊501的端口a輸出并進入光傳輸干線119(高隔絕度波長管理模塊的第一端口)繼續(xù)進行“由東向西”的傳輸。
使用光纖隔絕器504是為了從高隔絕度波長管理模塊501的端口b到高隔絕度波長管理模塊501的端口c保持波分復(fù)用光信號傳輸?shù)膯蜗蛐?，以避免因干涉效?yīng)產(chǎn)生不必要的噪聲。
一般而言，波分復(fù)用的通信系統(tǒng)常用于遠距交換載波路由器(Long-haul Interexchange Carrier Router)，其中光傳輸干線的距離常以數(shù)百公里計，因而造成分波多任務(wù)的光信號產(chǎn)生波長色散(ChromaticDispersion)，所以必須使用色散補償器(Dispersion Compensator)加以補償。以下將說明如何利用色散補償器來消弭光信號的波長色散效應(yīng)。
圖6繪示描繪使用高隔絕度波長管理模塊應(yīng)用于分波多任務(wù)光信號色散補償?shù)募軜?gòu)示意圖?！坝晌飨驏|”的波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊601的端口a后便經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊601的端口b進入光傳輸干線602。此時，“由東向西”的波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊601的端口d后便經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊601的端口b進入光傳輸干線734a。所以“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號合聚于光傳輸干線602上作單向傳輸。這合聚的分波多任務(wù)光信號進入光環(huán)流器603的端口1并從光環(huán)流器603的端口2輸出，再經(jīng)過光傳輸干線604進入色散補償器605。在色散補償后，反射的光信號由光環(huán)流器603的端口2進入并從光環(huán)流器603的端口3輸出，經(jīng)過光傳輸干線606進入高隔絕度波長管理模塊601的端口c?！坝晌飨驏|”的波分復(fù)用光信號會從高隔絕度波長管理模塊601的端口d輸出并進入光傳輸干線120(高隔絕度波長管理模塊的第四端口)繼續(xù)進行“由西向東”的傳輸。此時，“由東向西”的波分復(fù)用光信號會從高隔絕度波長管理模塊601的端口a輸出并進入光傳輸干線119繼續(xù)進行“由東向西”的傳輸。
色散補償器605為一線性啁啾型光纖光柵(Linear Chirped FiberBragg Grating)，其功能是使在光傳輸干線上傳輸時傳得較快的短波長成份，讓其在線性啁啾型光纖光柵中經(jīng)歷較遠的距離才反射；而傳得較慢的長波長成份，讓其在線性啁啾型光纖光柵中經(jīng)歷較近的距離才反射，借此達到色散補償?shù)淖饔谩?br> 以下將敘述當許多個雙向波分復(fù)用通信系統(tǒng)且波分復(fù)用光信號在各向的光傳輸干線傳播著，光波長(信息)信號在其間交換方式。
圖7繪示具有k組雙向波分復(fù)用通信系統(tǒng)700如何在其間交換光波長(信息)信號的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。每一個雙向波分復(fù)用通信系統(tǒng)都有一個編號，從#1、#2到#k，而且各有一個第一光信號收發(fā)器(西方)終端系統(tǒng)712和第二光信號收發(fā)器(東方)終端系統(tǒng)722。西方終端系統(tǒng)712發(fā)射n個波長的“由西向東”波分復(fù)用光信號和接收m個波長的“由東向西”波分復(fù)用光信號。同樣地。東方終端系統(tǒng)722發(fā)射m個波長的“由東向西”波分復(fù)用光信號和接收n個波長的“由西向東”波分復(fù)用光信號。
在光傳輸干線714和724之間的是一個或多個雙向波長交互連結(jié)器730。雙向波長交互連結(jié)器730可重新調(diào)整在一雙向波分復(fù)用通信系統(tǒng)中傳輸?shù)牟ㄩL到另一雙向波分復(fù)用通信系統(tǒng)上。
圖8繪示雙向波長交互連結(jié)器730的架構(gòu)示意圖。從編號#1的第一光信號收發(fā)器終端系統(tǒng)722而來的“由西向東”波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊732a的端口a后便經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊732a的端口b進入光傳輸干線734a。此時，從編號#1的第二光信號收發(fā)器終端系統(tǒng)722而來的“由東向西”的波分復(fù)用光信號進入高隔絕度波長管理模塊732a的端口d后便經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊732a的端口b進入光傳輸干線734b。所以在編號#1的雙向波分復(fù)用光通信系統(tǒng)中，“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號合聚于編號#1的光傳輸干線734a上作單向傳輸。其余編號的雙向波長序光通信系統(tǒng)也作如是的傳輸后，分別進入波長交互連結(jié)器736的所屬編號的輸入端。在經(jīng)過波長交互連結(jié)器736交換各系統(tǒng)所需的波長光信號后，這合聚的波分復(fù)用光信號又從波長交互連結(jié)器736的所屬編號的輸出端經(jīng)過光隔絕器738進入光傳輸干線204并抵達高隔絕度波長管理模塊732a的端口c?！坝晌飨驏|”的波分復(fù)用光信號會從高隔絕度波長管理模塊732a的端口d輸出并進入光傳輸干線724繼續(xù)進行“由西向東”的傳輸；此時“由東向西”的波分復(fù)用光信號會從高隔絕度波長管理模塊732a的端口a輸出并進入光傳輸干線714繼續(xù)進行“由東向西”的傳輸。
波長交互連結(jié)器736一般由k個可對λ1，λ2，...，λ2n-1，λ2m分波的解多任務(wù)器(DEMUX)、(n+m)個kXk光開關(guān)器和k個可對λ1，λ2，...，λ2n-1，λ2m合波的多任務(wù)器(MUX)所組合而成的。
上述的所有的高隔絕度波長管理模塊732a的應(yīng)用與一般的波長管理模塊沒有不同，取其優(yōu)點僅有高頻道隔絕度而已。而以下所要描繪的是如何變化高隔絕度波長管理模塊732a，使“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號可分別作光功能的處理并同時具有高頻道隔絕度的優(yōu)點。
圖9繪示著如何變化高隔絕度波長管理模塊，使圖1的高隔絕度雙向光功能模塊121具有將“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號分別作波長塞取后再同時作光信號放大的架構(gòu)。虛線部分為高隔絕度波長管理模塊?！坝晌飨驏|”的波分復(fù)用光信號進入波長管理模塊802的第一端口p1，這光信號由波長管理模塊802的端口p2輸出之后進入針對“由西向東”的波分復(fù)用光信號(λ1，λ3，...，λ2n-1)而設(shè)計的光塞取多任務(wù)器808的輸入端。在對“由西向東”波分復(fù)用光信號作波長塞取后便進入光環(huán)流器810的端口1，再經(jīng)過光環(huán)流器810的環(huán)流作用后，由光環(huán)流器810的端口2輸出的光信號再進入波長管理模塊806的端口p1并由波長管理模塊806的端口p2輸出進入光傳輸干線816。此時，“由東向西”的波分復(fù)用光信號進入波長管理模塊804的端口p4，這光信號由波長管理模塊804的端口p2輸出之后進入針對“由東向西”的波分復(fù)用光信號(λ2，λ4，...，λ2m)而設(shè)計的光塞取多任務(wù)器812的輸入端。在對“由東向西”的波分復(fù)用光信號作波長塞取后便進入光環(huán)流器814的端口1，再由光環(huán)流器814的環(huán)流作用后，由光環(huán)流器814的端口2輸出的光信號再進入波長管理模塊806的端口p4并由波長管理模塊814的端口p2輸出進入光傳輸干線816。因此“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號合聚于光傳輸干線816上作單向傳輸。
經(jīng)過光放大器模塊818放大之后，這合聚的波分復(fù)用光信號憑借光傳輸干線820引導至波長管理模塊806的端口p3。其中“由西向東”的波分復(fù)用光信號從波長管理模塊806的端口p4輸出后進入光環(huán)流器814的端口2，再經(jīng)過光環(huán)流器814的環(huán)流作用后，由環(huán)流器814的端口3輸出的光信號再進入波長管理模塊804的端口p3并由波長管理模塊804的端口p4輸出進入光傳輸干線120。同樣地，“由東向西”的波分復(fù)用光信號從波長管理模塊806的端口p1輸出后進入光環(huán)流器510的端口2，再經(jīng)過光環(huán)流器810的環(huán)流作用后，由光環(huán)流器810的端口3輸出的光信號再進入波長管理模塊802的端口p3并由波長管理模塊802的端口1輸出進入光傳輸干線119。
前述的架構(gòu)與圖5的架構(gòu)比起來，最大的優(yōu)點是因為可將“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號分別處理，如此一來對光塞取多任務(wù)器的頻道間隔的要求便可放寬一倍。例如在圖9中的光塞取多任務(wù)器808的頻道間隔(λ3-λ1)和光塞取多任務(wù)器812的頻道間隔(λ4-λ2)相同，但為在圖5中的光塞取多任務(wù)器503的頻道間隔(λ2-λ1)的兩倍。
圖10繪示變化高隔絕度波長管理模塊，使高隔絕度雙向光功能模塊具有將“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號分別作波長交互連結(jié)后再同時作光信號放大的架構(gòu)。虛線部分為高隔絕度波長管理模塊。從編號#1的西方終端系統(tǒng)712(圖7)而來的“由西向東”波分復(fù)用光信號進入編號#1的波長管理模塊902的端口p1，這光信號由波長管理模塊902的端口p2輸出之后進入針對“由西向東”的波分復(fù)用光信號(λ1，λ3，...，λ2n-1)而設(shè)計的波長交互連結(jié)器908中編號#1的輸入端。在經(jīng)過波長交互連結(jié)器908交換各系統(tǒng)所需的波長光信號后進入光環(huán)流器910的端口1，再經(jīng)過光環(huán)流器910的環(huán)流作用后，由光環(huán)流器910的端口2輸出的光信號再進入波長管理模塊912的端口p1并由波長管理模塊912的端口p2輸出進入光傳輸干線914。此時，“由東向西”的波分復(fù)用光信號進入波長管理模塊906的端口p4，這光信號由波長管理模塊906的端口p2輸出之后進入針對“由東向西”的波分復(fù)用光信號(λ2，λ4，...，λ2m)而設(shè)計的波長交互連結(jié)器922中編號#1的輸入端。在經(jīng)過波長交互連結(jié)器908交換各系統(tǒng)所需的波長光信號后進入光環(huán)流器920的端口1，再經(jīng)過光環(huán)流器920的環(huán)流作用后，由光環(huán)流器920的端口2輸出的光信號再進入波長管理模塊912的端口p4并由波長管理模塊912的端口p2輸出進入光傳輸干線914。因此，“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號合聚于光傳輸干線914上作單向傳輸。
經(jīng)過光放大器模塊916放大之后，這合聚的波分復(fù)用光信號憑借光傳輸干線918引導至波長管理模塊912的端口p3。其中“由西向東”的波分復(fù)用光信號從波長管理模塊912的端口p4輸出后進入光環(huán)流器920的端口2，再經(jīng)過光環(huán)流器920的環(huán)作用后，由光環(huán)流器920的端口3輸出的光信號再進入波長管理模塊906的端口p3并由波長管理模塊906的端口p4輸出進入光傳輸干線120。同樣地，“由東向西”的波分復(fù)用光信號從波長管理模塊912的端口p1輸出后進入光環(huán)流器910的端口2，再經(jīng)過光環(huán)流器910的環(huán)流作用后，由光環(huán)流器910的端口3輸出的光信號再進入波長管理模塊902的端口p3并由波長管理模塊902的端口p1輸出進入光傳輸干線119。
波長交互連結(jié)器908一般由k個可對λ1，λ3，...，λ2n-1分波的解多任務(wù)器(DEMUX)、n個kXk光開關(guān)器和k個可對λ1，λ3，...，λ2n-1合波的多任務(wù)器(MUX)所組合而成的；而波長交互連結(jié)器922一般由k個可對λ2，λ4，...，λ2m分波的解多任務(wù)器(DEMUX)、m個kXk光開關(guān)器和k個可對λ2，λ4，...，λ2m合波的多任務(wù)器(MUX)所組合而成的。因為“由西向東”的波分復(fù)用光信號和“由東向西”的波分復(fù)用光信號分別做處理，所以在波長交互連結(jié)器908和922中的多任務(wù)器(MUX)和解多任務(wù)器(DEMUX)的頻道間隔要求比在波長交互連結(jié)器736(圖8)中的多任務(wù)器(MUX)和解多任務(wù)器(DEMUX)的頻道間隔要求放寬一倍。
如果雙向波分復(fù)用光通信系統(tǒng)沒有高隔絕度且在作光纖分插復(fù)用器后也不需作光信號放大，僅想要光塞取多任務(wù)器的頻道間隔的要求放寬一倍的優(yōu)點，則圖11的架構(gòu)是一個很好的選擇。
綜上所述，本發(fā)明至少具有以下的優(yōu)點1、高隔絕度因為波分復(fù)用光信號在經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊時總計經(jīng)過一般的波長管理模塊4次和光環(huán)流器2次。因此波分復(fù)用光信號的插入損失比通通一般的波長管理模塊來得大且頻寬亦變窄。從目前市面上多窗波分復(fù)用器和光流器的規(guī)格評估，高隔絕度波長管理模塊的插入損失會比一般的波長管理模塊的插入損失多約2.2-2.6dB，但是隔絕度會高一倍。
2、雙向高隔絕度光功能模塊設(shè)計彈性大雙向波分復(fù)用光信號可一起處理并具有高隔絕度，例如圖2、圖5、圖6與圖8。此外，也可分別做處理并具有高隔絕度，例如圖9與圖10，以及分別做處理但不具高隔絕度，例如圖11與圖12。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求書所界定為準。
權(quán)利要求
1.一種高隔絕度波長管理模塊，具有一第一至一第四端口，該高隔絕度波長管理模塊，其特征在于包括復(fù)數(shù)個波長管理模塊，其中該些波長管理模塊的一經(jīng)過該高隔絕度波長管理模塊的該第一端口端連接至一第一組載有不同光波長的一第一波長多任務(wù)光信號，而該高隔絕度波長管理模塊的另一波長管理模塊的一端口端連接至一第二組載有不同光波長的一第二波長多任務(wù)光信號，該第一與該第二波長多任務(wù)光信號傳輸方向相反且傳輸波長也各不相同；復(fù)數(shù)個光環(huán)流器，光學耦接于該些波長管理模塊之間。
2.如權(quán)利要求1所述的高隔絕度波長管理模塊，其中該些波長管理模塊包括一第一、一第二與一第三波長管理模塊，且該些光環(huán)流器包括一第一與一第二光環(huán)流器所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于其中該第一波長管理模塊耦接至該高隔絕度波長管理模塊的第一端口端，同時該第二波長管理模塊耦接至該高隔絕度波長管理模塊的該第四端口端，且該第一光環(huán)流器光學耦接于該第一波長管理模塊與該第三波長管理模塊之間，而該第二光環(huán)流器為光學耦接于該第二波長管理模塊與該第三波長管理模塊之間。
4.如權(quán)利要求3所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于其中該第一該第二與該第三波長管理模塊分別具有四個端口，該第一波長管理模塊的該第一端口為該高隔絕度波長管理模塊的該第一端口，同時該第二波長管理模塊的第一端口為該高隔絕度波長管理模塊的該第四端口，而該第三波長管理模塊的第二端口為該高隔絕度波長管理模塊的該第二端口，并且該第三個波長管理模塊的第三端口作為該高隔絕度波長管理模塊的該第三端口。
5.如權(quán)利要求4所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于其中該第一與該第二光環(huán)流器分別至少具有三端口，該第一光環(huán)流器的第一端口連接到該第一個波長管理模塊的該第二端口，該第一光環(huán)流器的第二端口連接到該第三波長管理模塊的該第一端口，而該第一光環(huán)流器的第三端口連接到該第一波長管理模塊的第三端口，同時該第二光環(huán)流器的第一端口連接到該第二波長管理模塊的第三端口，該第二光環(huán)流器的第二端口連接到該第三波長管理模塊的第四端口，而該第二光環(huán)流器的第三端口連接到該第二波長管理模塊的第二端口。
6.如權(quán)利要求2所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于又可包括一第一光塞取多任務(wù)器耦接于該第一波長管理模塊與該第一光循環(huán)器之間，以及一第二光塞取多任務(wù)器耦接于該第二波長管理模塊與該第二光循環(huán)器之間。
7.如權(quán)利要求2所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于其中該第一波長多任務(wù)光信號與該第二波長多任務(wù)光信號分別通過該第一波長管理模塊一次，該第三波長管理模塊兩次，該第二波長管理模塊一次，以及該第一與該第二光環(huán)流器各一次。
8.如權(quán)利要求2所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于又可包括一第一光波長交互連器耦接于該第一波長管理模塊與該第一光循環(huán)器之間，以及一第二光波長交連器耦接于該第二波長管理模塊與該第二光循環(huán)器之間。
9.如權(quán)利要求2所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于更可耦接一光增益模塊，以光傳輸干線連結(jié)并置該第三波長管理模塊的該第二端口和該第三端口間，以形成一具高隔絕度雙向光功能模塊。
10.如權(quán)利要求2所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于還可耦接一三端口的光環(huán)流器與至少一光纖光柵，以光傳輸干線連結(jié)并置該第三波長管理模塊的該第二端口和該第三端口間，以形成一具高隔絕度雙向光功能模塊。
11.如權(quán)利要求10所述的雙向光功能模塊，其特征在于其中該光增益模塊包括一條摻稀土元素的光纖、至少一幫激光源、以及一第一與一第二光纖隔絕器。
12.如權(quán)利要求1所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于其中該些波長管理模塊包括一第一與一第二波長管理模塊，且該些光環(huán)流器包括一第一與一第二光環(huán)流器所構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求12所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于其中該第一波長管理模塊耦接該高隔絕度波長管理模塊的該第一端口端，同時該第二波長管理模塊耦接該高隔絕度波長管理模塊的該第四端口端，且該第一光環(huán)流器為光學耦接至該第一波長管理模塊，該第二光環(huán)流器為光學耦接至該第二波長管理模塊，該第一與該第二光循環(huán)器也耦接一起，使該第一光波長管理模塊、該第一光循環(huán)器、該第二光循環(huán)器與該第二光波長管理模塊形成一光傳輸信道。
14.如權(quán)利要求13所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于其中該第一與該第二波長管理模塊分別具有四個端口，該第一波長管理模塊的該第一端口為該高隔絕度波長管理模塊的該第一端口，該第二波長管理模塊的第四端口為該高隔絕度波長管理模塊的該第四端口。
15.如權(quán)利要求14所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于其中該第一與該第二光環(huán)流器分別至少具有三端口，該第一光環(huán)流器的第一端口連接到該第一個波長管理模塊的第二端口，該第一光環(huán)流器的第二端口連接到該第二光環(huán)流器的第二端口，而該第一光環(huán)流器的第三端口連接到該第一波長管理模塊的第三端口，同時該第二光環(huán)流器的第一端口連接到該第二波長管理模塊的第二端口，該第二光環(huán)流器的第二端口連接到該第一光循環(huán)器的第二端口，而該第二光環(huán)流器的第三端口連接到該第二波長管理模塊的第三端口。
16.如權(quán)利要求13所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于還包括一第一光塞取多任務(wù)器耦接于該第一波長管理模塊與該第一光循環(huán)器之間，以及一第二光塞取多任務(wù)器耦接于該第二波長管理模塊與該第二光循環(huán)器之間。
17.如權(quán)利要求13所述的高隔絕度波長管理模塊，其特征在于還包括一第一光波長交互連器耦接于該第一波長管理模塊與該第一光循環(huán)器之間，以及一第二光波長交連器耦接于該第二波長管理模塊與該第二光循環(huán)器之間。
18.一個具高隔絕度的雙向光功能模塊，用以進行光信號自動交換，其特征在于包括至少一高隔絕度波長管理模塊，且該高隔絕度波長管理模塊具一第一至一第四端口，其中該第一端口連接一第一組載有不同光波長的一第一波長多任務(wù)光信號，同時該第四端口連接一第二組載有不同光波長的一第二波長多任務(wù)光信號，該第一與該第二波長多任務(wù)光信號傳輸方向相反且傳輸波長也各不相同；一組光傳輸干線，連接至該高隔絕度波長管理模塊的該第一端口和該第四端口；至少一具有光隔絕功能的單向光功能模塊，以光傳輸干線連結(jié)并置該高隔絕度波長管理模塊的該第二端口和該第三端口間。
19.如權(quán)利要求18所述的具高隔絕度的雙向光功能模塊，其特征在于其中該具有光隔絕功能的單向光功能模塊為一光增益模塊，以光傳輸干線連結(jié)并置該高隔絕度波長管理模塊的該第二端口和該第三端口間。
20.如權(quán)利要求19所述的具高隔絕度的雙向光功能模塊，其特征在于其中該光增益模塊包括一條摻稀土元素的光纖、至少一幫激光源、以及一第一與一第二光纖隔絕器。
21.如權(quán)利要求18所述的具高隔絕度的雙向光功能模塊，其特征在于其中該具有光隔絕功能的單向光功能模塊為一色散補償器，以該光傳輸干線連結(jié)并置于該高隔絕度波長管理模塊的該第二端口和該第三端口間。
22.如權(quán)利要求21所述的雙向波長多任務(wù)光通信系統(tǒng)的光功能模塊，其特征在于其中該光分散補償器包括光纖光柵。
23.如權(quán)利要求21所述的雙向光功能模塊，其特征在于其中該光色散補償器包括一三端口的光環(huán)流器與至少一光纖光柵。
24.一個具高隔絕度的雙向光功能模塊，用以進行光信號自動交換，其特征在于包括至少一高隔絕度波長管理模塊，且該高隔絕度波長管理模塊具一第一至一第四端口，其中該第一端口連接一第一組載有不同光波長的一第一波長多任務(wù)光信號，同時該第四端口連接一第二組載有不同光波長的一第二波長多任務(wù)光信號，該第一與該第二波長多任務(wù)光信號傳輸方向相反且傳輸波長也各不相同；一組光傳輸干線，連接至該高隔絕度波長管理模塊的該第一端口和該第四端口；至少一單向光功能模塊，以光傳輸干線連結(jié)并置該高隔絕度波長管理模塊的該第二端口和該第三端口間；至少一光纖隔絕器，以光學耦接于該單向光功能模塊與高隔絕度波長管理模塊的該第三端口間。
25.一高隔絕度雙向光功能系統(tǒng)，用以進行光信號自動交換，其特征在于包括復(fù)數(shù)個高隔絕度波長管理模塊，各該些高隔絕度波長管理模塊各具一第一至一第四端口，其中該第一端口連接一第一組載有不同光波長的一第一波長多任務(wù)光信號，同時該第四端口連接一第二組載有不同光波長的一第二波長多任務(wù)光信號，該第一與該第二波長多任務(wù)光信號傳輸方向相反且傳輸波長也各不相同；至少一波長交互連結(jié)器，具有復(fù)數(shù)個輸出端口端與輸入端口端，各該些輸出入端口端分別與各該些高隔絕度波長管理模塊的該第二與該第三端口耦接；復(fù)數(shù)個光隔絕器，光學耦接于該單向波長交連器與各該些高隔絕度波長管理模塊的該第三端口端之間。
26.如權(quán)利要求25所述的高隔絕度雙向光功能系統(tǒng)，其特征在于其中該些高隔絕度波長管理模塊數(shù)目與輸入光纖干線數(shù)目一致。
27.如權(quán)利要求25所述的高隔絕度雙向光功能系統(tǒng)，其特征在于其中該些光隔絕器數(shù)目與輸入光纖干線數(shù)目一致。
全文摘要
一種高隔絕度波長管理模塊，具有第一至第四端口，包括至少第一、第二與第三波長管理模塊。第一波長管理模塊經(jīng)過高隔絕度波長管理模塊的第一端口連接至第一組載有不同光波長的第一波長多任務(wù)光信號，同時第二波長管理模塊經(jīng)過該高隔絕度波長管理模塊的第四端口連接至第二組載有不同光波長的一第二波長多任務(wù)光信號，第一與該第二波長多任務(wù)光信號傳輸方向相反且傳輸波長也各不相同；以及至少第一與第二光環(huán)流器，第一光環(huán)流器光學耦接于第一波長管理模塊與第波長管理模塊之間，而第二光環(huán)流器是光學耦接于第二波長管理模塊與第三波長管理模塊之間。此外，也可以省去第三波長管理模塊，直接將兩個光循環(huán)器連接起來。
文檔編號H04J14/02GK1474532SQ02127690
公開日2004年2月11日 申請日期2002年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
發(fā)明者黃裕文 申請人:波若威科技股份有限公司