[发明专利]NxM光波长选路开关无效

专利信息
申请号: 98806125.2 申请日: 1998-04-07
公开(公告)号: CN1260926A 公开(公告)日: 2000-07-19
发明(设计)人: 伍光义;刘建羽 申请(专利权)人: 乔拉姆技术公司
主分类号: H04J14/02 分类号: H04J14/02
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 邹光新,张志醒
地址: 美国德*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: nxm 波长 开关
【说明书】:

发明背景

技术领域

总的来说本发明涉及光通信系统领域。更具体地说,本发明提供一种N×M光波长选路器(wavelength router)用于波分复用(WDM)光通信。

问题说明

光波分复用(WDM)已经成为充分利用光纤高带宽的标准技术。WDM系统采用由许多不同波长的光信号组成的信号,在一根光纤上传输信息,这些光信号叫作载波信号或信道。每一载波信号都用一个或多个信息信号调制。这样,利用WDM技术可以在一根光纤上同时传输大量的信息信号。

WDM技术除了需要使用较宽的光纤频带以外,如果要让这些系统商业化,还需要解决许多难题(例如,复用、分用以及为光信号选路)。引入波长域增加了网络管理的复杂性,因为现在的处理包括了滤光和选路。复用是将多个信道的信号合并成单个WDM信号的过程,这每一个信道都由它自己的频谱来描述。分用则是一个相反的过程,它是将单个WDM信号分解成许多单个信道。这些单个信道在空间上都是分离的,并从特定端口输出。选路跟分用的区别是选路器在空间上将输入的光信道分离开来从端口输出,并根据控制信号改变这些信道的序列,从而在输入信道和特定的输出口之间提供所需耦合关系。

波长选路的一个现有方法是用棱镜或者衍射光栅将WDM信号分用成许多信号分量。将这些信号分量中的每一个跟多个2×2光学开关连接,这些光学开光通常是光学机械开关。或者将要组合进WDM信号的信号传输给2×2开关中的一个。每一个2×2光学开关都有一个输出口跟第一个复用器相连(输出保持复用器[retained outputmultiplexer]),这个复用器将保持的信号跟要组合进来的信号组合起来。每一个2×2光学开关的第二个信号都传输给第二个复用器(下路信号复用器[dropped signal multiplexer])。通过对光学开关进行适当的配置,可以将信号传输到第二个复用器的输出口,而其余信号则由第一个复用器的输出口输出。这种结构又叫作上路-下路(add-drop)光学滤光器。其结构非常复杂,复杂程度取决于光学机械开关,而且相互连接似乎也非常困难。

美国专利第5488500号(Glance)介绍了第二种波长可选空间开关。这种Glance滤光器的优点是可以任意安排信道,缺点是两个阵列波导光栅(AWG)分用器和这一接口里使用的两个耦合器带来很大的光耦合损耗。阵列波导光栅是处理WDM信号最常用的方法之一。这一技术的基础是平面波导硅处理,已经被光纤工业广泛采用。然而,输出光谱是由输入端输入的WDM信号决定的,从这一点上说AWG基本上是无源的。为了交换光信道(也就是选路),需要光开关,必需的滤光器和开关的级连使得这种波长选路器很不方便。

现有方法和一般光信号处理的另一个问题是信道之间存在很强的串扰。当一个信道的光能在另一个信道里产生信号或噪声时就会出现串扰。要提供可靠的通信就必须降低串扰。另外,用于光选路的滤光器常常是与极化方向有关的。对极化方向的依赖常常会导致更强的串扰,因为某一极化方向的光能会从信道里泄漏到另一信道里去,或者很难进行空间定向,因此很难将它完全传输到选中的输出口。同样,滤光器的通带性能不够好,因为它们的衰减太大,或者通带的旁瓣抑制度不够。

所有这些缺点使得光信号数据通信不够完美。需要一种选路结构,它的串扰很小,以避免大网络中其它信道的干扰,以及所关心的光谱通带响应过于平坦,从而使波长选路器可以忍受激光波长漂移和对极化的不敏感性带来的微小的波长变化,并能快速开关用于网络选路。另外,还需要一个低插损选路器,以最大限度地减少选路器对网络的影响,降低对光放大器的要求。

发明概要

本发明提供一种N×M波长选路器开关,它有多级串联在一起,每一级都接收一个或多个有多个波分复用(WDM)信道的光信号。每一级都将收到的光信号分成两个互补的信道子集,并根据加在每一级上的控制信号在空间上分离光信号。

附图简述

图1a~1c是本发明中1×2、2×3和2×2光波长选路器开关的功能框图。

图2a~2d是本发明中互补光谱的实例。

图3a和3b分别是8×9波长选路器在“0”和“1”控制状态下的框图。

图4a~4d是说明级连波长开关的简化框图,其中用了4×5和5×10波长选路器来构成一个4×10波长开关。根据加在每一级上信号的不同,传输到输出口的相应波长用图4a~4d来说明。

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