混合結構的波分復用光分插復用器的製作方法
2023-10-22 05:53:02
專利名稱：混合結構的波分復用光分插復用器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及波分復用傳輸系統；具體地說，涉及波分復用傳輸系統與光分插復用傳輸系統的光分插復用的合波部分。
背景技術：
所謂波分復用(WDM)傳輸系統就是在一根光纖中利用不同的光波長相互獨立互不幹擾的原理，來傳輸多路不同信源的信號，以達到擴展傳輸容量的目的。為了實現穩定的傳輸，就需要對各信道進行適當的頻道劃分，正如高速公路上的車道劃分一樣，使各條信道上跑的信號各自獨立，順利到達傳輸終點。同時還需約束各信道的信號光波長，使其足夠穩定，以避免串行到其它信道。而且在發送端還需利用合波器將由各自獨立光發送單元送來的各個信道的光信號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的光信號分解開來，再傳輸到各自的光接收單元。而光分插復用(OADM)傳輸系統則是將前面站點傳來的WDM信號的部分光信道分解取出，再將本站點新增的光信道插入到傳輸信號流中繼續向下一站傳輸的傳輸方式。
在這兩種傳輸系統中有一個十分重要的光器件就是光分插復用器。此前的光分插復用器一般採用的是薄膜光學濾波片或光纖光柵。薄膜光學濾波片具有溫度穩定性好、插入損耗小、波長組合靈活等特點；光纖光柵主要優勢在于波長譜寬窄、譜特性陡峭的性能。
發明內容
本實用新型的目的是以較低的成本和適宜的插損，為光波分復用和光分插復用傳輸系統提供光通道的光分插復用器。具體地說，就是綜合薄膜光學濾波片插入損耗小、波長組合靈活的特點，以及耦合器譜寬大、成本低的特點，用這兩種器件來構成混合結構(混合結構指的是裝置中既有濾波片，又有耦合器。)的波分復用光分插復用器。
本實用新型的目的是這樣實現的
在實際WDM系統應用中，由於摻鉺光纖放大器的特性，並不能隨意地製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，也不能在一個系統中配置各種不同增益的光放大器器件，所以光分插復用器合波部分的小插損就並不是總會給設備帶來性能上的提高，通常情況下，還需要適當地在光分插復用器的上話端增加一定的光衰減器來進行光功率匹配。而用耦合器技術來構建光分插復用器的合波部分又存在插損過大，會給系統的光信噪比帶來負面影響。所以在提高系統性能與降低設備成本這對矛盾上，還存在有一定的挖掘潛力。本實用新型的主要思路就是在保證工程要求的器件插損技術指標的限制條件下，以光學薄膜濾光片和光耦合器相結合的技術方案，針對不同的光分插復用波數，以薄膜光學濾波片技術構建光分插復用器的分波部分，以薄膜光學濾波片技術和光耦合器技術，結合各種可行的器件互聯方案，來實現光分插復用的合波部分，以降低設備成本，為光放大器提供適宜的光功率以及較小的級聯通道插損。
由於光分插復用器的分波部分採用已成熟的技術，下面一般不再敘述，僅描述其合波部分。其具體實施原則是在不限制合波部分波長通道組合關係的前提和一定的通道插入損耗限制的條件下，儘量以低成本的耦合器進行合波，當要求的合波通道數較多，僅用耦合器合波會帶來較大的通道插損時，則根據已合波的波道數選擇4跳0或4跳1、8跳1、8跳2等不同類型的多波長光學薄膜濾波片進行合波，或先用單波的光學薄膜濾波片進行合波再用耦合器進行合波，或者用這兩種方法的組合來降低插損，並控制成本。當採用以上方法後在合波序列中存在有缺波情況時，再以單波薄膜濾波片進行合波，將缺波補齊。而對於光分插復用的合波級聯通道則設計一個插損較低的專用通道，以降低光分插復用的主光通道插損。
本實用新型具有以下優點和積極效果1)成本較目前主流的光分插復用技術方案的成本低得多。
2)插入損耗較純耦合器方案的插損小。
3)16波的方案較目前主流的光分插復用技術方案的主光通道插損要小。而4波、8波方案由於可以根據需要調節插入復用光耦合器的分光比，進而獲得較小的級聯與光分插復用端插損，所以在有些情況下，本技術方案較目前主流的光分插復用技術方案在主光通道上的損耗要小，可以為系統提供良好的主光通道傳輸條件，使系統獲得更好的傳輸性能。
圖1-單波光分插復用方案組成圖；
圖2.1-2波光分插復用的合波部分方案一組成圖；圖2.2-2波光分插復用的合波部分方案二組成圖；圖3.1-4波光分插復用的合波部分方案一組成圖；圖3.2-4波光分插復用的合波部分方案二組成圖；圖4.1-8波光分插復用的合波部分方案一組成圖；圖4.2-8波光分插復用的合波部分方案二組成圖；圖5.1-16波光分插復用的合波部分方案一組成圖；圖5.2-16波光分插復用的合波部分方案二組成圖；圖5.3-16波光分插復用的合波部分方案三組成圖；其中1-光學薄膜濾光片，簡稱濾光片；2-光耦合器，耦合器，；3-級聯或光分插復用互聯端；4-32波混合型合波方案。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例詳細說明。
如圖1所示，單波光分插復用器的分波部分以一個濾光片1實現，合波部分以一個耦合器2實現，中間由級聯或光分插復用互聯端3連接。耦合器2上標記的數值50∶50～20∶80表示耦合器的光分光比參數範圍；無標記的耦合器其分光比範圍為50∶50～45∶55。插入光波道的波道號，根據具體需要確定，這裡僅提供一種技術方案。以後各圖均採用相同的圖示方法。由於光分插復用器的分波部分均採用濾光片1方案，不在本專利要求保護範圍，以後不再在圖中示出，而僅以級聯或光分插復用互聯端3以實現與分波部分的關聯來表示。
如圖2.1所示，2波光分插復用的合波部分或由一個單通道濾光片1加一個耦合器2串聯組成。
如圖2.2所示，2波光分插復用的合波部分或由兩個耦合器2串聯組成。
如圖3.1所示，4波光分插復用的合波部分或由兩個單通道濾光片1並聯，進入一個耦合器2，輸出後再串聯一個耦合器2組成。
如圖3.2所示，4波光分插復用的合波部分或由四個耦合器2組成，其中兩個耦合器2並聯進入第三個耦合器2，再與第四個耦合器2串聯。
如圖4.1所示，8波光分插復用的合波部分或由四個單通道濾光片1並聯，進入兩個並聯的耦合器2，再輸出給兩個串聯的耦合器2組成。
如圖4.2所示，8波光分插復用的合波部分或由四個並聯的耦合器2輸出給兩個並聯的耦合器2，再輸出給一個4跳0或4跳1的濾波片1，然後再串聯一個耦合器2組成。
如圖5.1所示，16波光分插復用的合波部分或由八個並聯的耦合器2輸出給四個並聯的耦合器2，再分別進入四個串聯的4跳0濾波片1組成。
如圖5.2所示，16波光分插復用的合波部分或由六個並聯的耦合器2輸出給三個並聯的耦合器2，再分別進入三個串聯的4跳0或4跳1濾波片1，最後進入4個串聯的單通道濾波片1組成。
如圖5.3所示，16波光分插復用的合波部分或由八個並聯的單通道濾光片1輸出給四個並聯的耦合器2，再分別進入兩個並聯的4跳0或4跳1濾波片1，再輸出給兩個串聯的耦合器2組成。
上述的單通道濾波片可以採用100GHz的濾波片，也可以採用200GHz的濾波片。
具體工作原理以圖4.2為例，耦合器2具有合波和光功率分配雙重功用，這裡利用其寬帶合波功能，每個耦合器將輸入的光信號耦合在一起輸出。這樣每個第一級的四個並聯耦合器的輸出就分別包含了兩個光波長信號，第二級的兩個並聯耦合器的將各自每個輸入端的兩個光波長信號再次合成，那麼它們的每個輸出信號就有四個光波長信號了。4跳0或4跳1濾波片是一種透射光通帶譜寬包含四個連續波分復用光信道，反射光通帶傳輸其它光信號的器件，將包含有四個連續波分復用光通道信號的一個第二級耦合器輸出光信號通過濾波片的透射輸出，並與由另一個第二級耦合器的輸出光信號經過濾波片反射輸出的光信號合併，構成一個包含八個光信號的輸出光信號。將它們通過一個插入耦合器與由光分插復用器的分波部分送來的分插復用直通光信號合併輸出，完成一個完整的光分插復用功能。其中插入耦合器的分光比可以調整直通光通路與插入光通路的插損分配比例。其具體分光比，應根據實際工程需要來具體確定。
權利要求1.一種混合結構的波分復用光分插復用器，由分波部分和合波部分組成，中間由級聯或光分插復用互聯端(3)連接；其特徵在於合波部分或為單波時，以一個耦合器(2)實現；或為2波時，或由一個單通道濾光片(1)加一個耦合器(2)串聯組成；或由兩個耦合器(2)串聯組成；或為4波時，或由兩個單通道濾光片(1)並聯，進入一個耦合器(2)，輸出後再串聯一個耦合器(2)組成；或由四個耦合器(2)組成，其中兩個耦合器(2)並聯進入第三個耦合器(2)，再與第四個耦合器(2)串聯；或為8波時，或由四個單通道濾光片(1)並聯，進入兩個並聯的耦合器(2)，再輸出給兩個串聯的耦合器(2)組成；或由四個並聯的耦合器(2)輸出給兩個並聯的耦合器(2)，再輸出給一個4跳0或4跳1的濾波片(1)，然後再串聯一個耦合器(2)組成；或為16波時，或由八個並聯的耦合器(2)輸出給四個並聯的耦合器(2)，再分別進入四個串聯4跳0濾波片(1)組成；或由六個並聯的耦合器(2)輸出給三個並聯的耦合器(2)，再分別進入三個串聯4跳0或4跳1濾波片(1)，最後進入4個串聯的單通道濾波片(1)組成；或由八個單通道濾光片(1)並聯，進入四個並聯的耦合器(2)，再分別進入兩個並聯的4跳0或4跳1濾波片(1)，再進入一個耦合器(1)，然後再串聯一個耦合器(1)組成。
專利摘要本實用新型公開了一種混合結構的波分復用光分插復用器，涉及波分復用傳輸系統；具體地說，涉及波分復用傳輸系統與光分插復用傳輸系統的光分插復用的合波部分。本實用新型的目的是以較低的成本和適宜的插損，為光波分復用和光分插復用傳輸系統提供光通道的光分插復用器。具體地說，就是綜合薄膜光學濾波片插入損耗小、波長組合靈活的特點，以及耦合器譜寬大、成本低的特點，用這兩種器件來構成混合結構的波分復用光分插復用器。由分波部分和合波部分組成，中間由級聯或光分插復用互聯端連接；其特徵在於合波部分或為單波、或為2波、或為4波、或為8波、或為16波時，其由濾波片、耦合器的不同組合實現。本實用新型具有成本低、插損小等優點。
文檔編號H04J14/02GK2659036SQ03255039
公開日2004年11月24日 申請日期2003年8月5日 優先權日2003年8月5日
發明者雷非, 吳珊, 孫淵軍, 王素椅, 扈曉 申請人:烽火通信科技股份有限公司