[发明专利]频率分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及频分复用的光纤传输系统，更确切地，本发明涉及允许从包括N个频率的频分多路复用类型的信号中分离选择的频率的装置，及频率转换和可重配置的频率插入及分离的多路复用装置。

由此本发明属于光转换结构领域。

背景技术

传输不同信息的相同频率到达光转换的节点处，这些不同的信息预定传输到不同的终点。必需在转换节点处分别地将这些信息引导到它们的终点。

为此，光转换器应使用确保光频道插入及分离的装置。

在现有技术中已公知了用于插入及分离的各种多路复用器或这种类型的转换装置。

尤其是，图1概要地表示的用于N个频道的多路复用装置。该装置被描述在题为“Integrated Multichannel Optical Wavelength Selective SwitchesIncorporating and Arrayed -Waveguide Grating Multiplexer andThermooptic Switches”的文章中，1998年4月发表在出版物J.Of LightwaveTechnol，第16卷第4期第650-655页上。

图1所示的装置包括一个AWG类型的波导网3，AWG是英文“ArrayedWaveguide Grating”(阵列波导光栅)的缩写。该波导网3设有图中标号为1至2N+2的2N+2个输入端口及标号亦为1至2N+2的2N+2个输出端口。具有N个2×2光转换器SW1至SWN的网允许通过反馈线4在它们之间连接波导网3的不同输入及输出端口。

在第一多路复用输入M1上，信息i1，i2，…，iN分别被编码在频率f1，f2，…fN上，及在第二多路复用输入M2上，信息i’1，i’2，…，i’N分别被编码在频率f1，f2，…fN上。

因此，相同的频率f1至fN载有不同的信息。该装置力图在一定的频率上分离出一个编码信息及接着将另一信息插入到该同一频率上。

典型地，在图1的例中，我们要分离编码在频率f2上的信息i2及编码在频率fN上的信息iN，及在该相同频率的位置上编码信息i’2及i’N。

该例子的功能原理具体基于这样的事实，即在输入端口1上输入的第一多路复用频率将在输入端口N+3至2N+2上被分解，及在输入端口N+2上输入的第二多路复用的所有频率转向输出端口2至N+1上被分解。

然后，这样被分解的信号被导到N个2×2光转换器SW1至SWN。分别来自两个多路复用输入M1及M2的、具有同一频率fi的信号被送到同一2×2转换器Swi。由N个2×2转换器转换的输出信号反馈到波导网3的各输入端口。

一方面，反馈到输入端口N+3至2N+2的信号，及另一方面，反馈到输入端口2至N+1的信号自动地被分解及分别被送到波导网的两个输出端口：输出端口1及N+2。

对于一定频率fi’每个转换器Swi允许将编码在该频率fi上的信号发送到第一组输入端口2至N+1、确切地说发送到输入端口i+1，或发送到第二组输入端口N+3至2N+2、确切地说发送到输入端口i+N+2。因此，实际上每个转换器Swi允许交换标号为1或N+2的输出端口，编码在频率fi上的信息将被发送在这些端口上。

此外，在使用单个输入端口的情况下，该装置仅一个频率分离功能，因为包括多路输入的每个频率可根据转换器所采用的构型被独立地发送在两个输出端口1或N+2上。

但是，在图1的装置中，即AWG类型的波导网中所使用的路由单元在频道数目上不是绝对优化的。实际上，为了能用这样的结构处理N个频道，路由单元应能够路由2N+2个频道。因此该波导网将留有余量，因为它包括2N+2个输入端口及2N+2个输出端口以处理N个频率。

因此，这在网中使用了近似两信数目的波导，由此使该装置变得复杂及昂贵。

该方案的另一缺点在于，该装置是基于2×2光转换器的使用。

在使用的转换器是热光类型的情况下，该装置的工作速度受到限制。实际上，使用这类型转换器的该装置不能保证在不超过几个毫微秒的时间上选择频率编码的信息。

然而为了更快地工作，可使用基于光放大器的转换器。但是，为了实现基于光放大器的2×2转换器，对于一个热光转换器必需使用4个有源元件而非2个。于是，在图1的例子中，在使用基于光放大器的快速方案的情况下，应该设置4N个有源元件，这在资源上造成损失。

因此，不管使用哪种技术，在该装置中使用的2×2光转换器不能令人满意。

发明内容