CN1545238A

CN1545238A - 八信道全光纤粗波分复用/解复用器

Info

Publication number: CN1545238A
Application number: CNA2003101085507A
Authority: CN
Inventors: 游善红; 李新碗; 陈建平; 殷宗敏; 周永军; 崔怀军
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2004-11-10

Abstract

本发明涉及一种八信道全光纤粗波分复用/解复用器，采用熔融拉锥技术制作的波分复用单元作为基本单元，利用级联方式将七个不同工作波长的波分复用单元组合成信道间隔为20nm的八信道三级全光纤粗波分解复用器，具有一个输入端口，八个输出端口，每个单元的两个分支通道的光在光谱上呈周期分布并且互补。将粗波分解复用器反向为八个输入端口，一个输出端口即成粗波分复用器。本发明采用熔融拉锥波分复用单元级联而成的全光纤结构，易于实施，成本低廉，受环境温度、湿度影响较小，工作稳定性较好且具有很好的扩展性，可在同样的网络资源上增加通信容量，满足目前通信业务对带宽的需求。

Description

八信道全光纤粗波分复用/解复用器

技术领域：

本发明涉及一种八信道全光纤粗波分复用/解复用器，是一种光纤通信粗波分复用***中重要的无源器件，属于光通信技术中的光子***领域。

背景技术：

近年来，电信网上的业务流量不断增长，要求网络能提供越来越宽的带宽。为了满足通信业务对带宽的需求，世界上许多国家采用密集波分复用(DWDM)技术对已铺设的光纤线路进行扩容。宽带宽，数据传输的透明性以及在长途骨干网中的成功应用这些优点使得密集波分复用技术成为理想的网络传输平台。然而，由于其造价昂贵，密集波分复用技术仅仅应用于长途骨干网，还不能很快的用于目前正成为发展热点的城域网和接入网。为了克服这些缺点，粗波分复用(CWDM)技术得到了商业使用。粗波分复用***具备低功耗、小尺寸和低成本等许多优点。这些优点使得粗波分复用***具有较高的商业实用性，将替代密集波分复用技术应用于城域网和接入网中。在高容量的光通信网络中，信道选择器件对信道复用/解复用起着重要作用。密集波分复用技术和粗波分复用技术之间的区别在于光波长间的间隔。DWDM在一根光纤中复用较多的光信道，但是DWDM结构比较复杂，费用比较昂贵，因此密集波分复用技术主要用于广域网，在长途干线通信应用中，最多在一根光纤中复合了160个信道。粗波分复用技术则复用4到16个信道，主要应用于局域网和城域网，CWDM的信道间隔较宽，典型的CWDM的信道间隔为20nm。

波分复用/解复用器已广泛应用于光纤通信***中，它将不同波长的光合并到一根光纤中传输，或者将光纤中传输的多个波长的光分开传输到不同的端口，大大提高了光纤通信***的带宽。目前粗波分复用/解复用器采用的技术主要有以下几种：

1.由宽带耦合器和滤波器组合而成的粗波分复用/解复用器，它是由一个N通道宽带耦合器和N个窄带滤波器组合而成，N个窄带滤波器的中心波长不同，依次串接在宽带耦合器的N个分支通道中，这种波分复用器的缺点是***损耗大，***损耗随着通道数目N的增大而增大。

2.采用全息光栅的粗波分复用/解复用器，由全息光栅和会聚透镜组合而成。入射光投射到全息光栅后被分成多束波长不同的光，并且具有不同的角度，再分别由会聚透镜会聚到N根光纤中，这种波分复用/解复用器的信道数虽然可以很大，而且***损耗小，隔离度也较高，但是其缺点是其对温度灵敏，受环境条件影响大，实用化尚有一定的困难。

3.采用多层介质干涉滤光薄膜的粗波分复用/解复用器，由N个中心波长不同的窄带干涉滤光薄膜和N+1个光纤准直器组合而成。准直光束经过不同的窄带干涉滤光薄膜，透射光的中心波长不同，由N个光纤准直器收集后在N个信道中传输。这种器件对光难度较大，耦合效率低。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种易于实施的、***损耗小、受环境条件影响小的八信道全光纤粗波分复用/解复用器，能在同样的网络资源上增加通信容量，满足目前通信业务对带宽的需求。

为实现这样的目的，本发明采用熔融拉锥技术制作的波分复用单元作为基本单元，利用级联方式将七个不同工作波长的波分复用单元组合成信道间隔为20nm的八信道三级全光纤粗波分解复用器，具有一个输入端口，八个输出端口，每个单元的两个分支通道的光在光谱上呈周期分布并且互补。将粗波分解复用器反向为八个输入端口，一个输出端口即可作为粗波分复用器使用。

本发明的粗波分解复用器是具有一个输入端口，八个输出端口的全光纤器件，由若干个熔融拉锥波分复用单元级联而成，共有三级。组成本发明的粗波分解复用器的每个波分复用单元均是采用熔融拉锥技术制作而成的，每一级的波分复用单元具有不同的波长间隔，波长间隔按级联级成倍增长，第一级的熔融拉锥波分复用单元的信道间隔为20nm，第二级的两个熔融拉锥波分复用单元的信道间隔是40nm，分别具有不同的工作波长，按照对应的工作波长级联到第一级的波分复用单元的两个输出分支，第3级的四个熔融拉锥波分复用单元的信道间隔则是80nm，分别具有不同的工作波长，按照对应的工作波长级联到对应的第二级的波分复用单元的各个输出分支，每个单元的两个分支通道的光在光谱上呈周期分布，并且一个分支通道中的波长在另一分支通道中位于截止波段，即两个分支通道中的光谱为互补，最终实现八信道，信道间隔为20nm的全光纤粗波分解复用器。

将本发明的粗波分解复用器反向，即将其八个输出端口作为输入端口，一个输入端口作为输出端口，则可作为粗波分复用器使用。

本发明采用熔融拉锥波分复用单元作为基本单元，级联而成的粗波分复用/解复用器是全光纤结构，易于实施，比起采用多层介质干涉滤光薄膜的波分复用器来，成本十分低廉，且结构非常简单，受环境温度、湿度影响较小，工作稳定性较好。本发明具有很好的扩展性，用于单根光纤的波分复用通信，使单根光纤的容量由2.5Gbit扩大到10Gbit，甚至更大，在同样的网络资源上增加通信容量，满足了目前通信业务对带宽的需求。本发明可用于城域网和接入网的粗波分复用***。

附图说明：

图1是本发明的八信道全光纤粗波分解复用器的结构原理图。

图1中，1是第一级信道间隔为20nm的熔融拉锥波分复用器单元，2和3分别是第二级两个信道间隔为40nm的熔融拉锥波分复用器单元，4，5，6和7是第三级四个对应工作波长、信道间隔为80nm的熔融拉锥波分复用器单元。

图2为本发明的八信道全光纤粗波分复用器的结构原理图。

图3是本发明的C波段8信道粗波分复用器的传输特性示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的描述：

如图1所示，八信道的全光纤粗波分解复用器包括七个熔融拉锥波分复用单元。其中1单元是第一级信道间隔为20nm、特定工作波长的熔融拉锥波分复用器单元，2单元和3单元分别是第二级两个对应工作波长、信道间隔为40nm的熔融拉锥波分复用器单元，4，5，6和7单元是第三级四个对应工作波长、信道间隔为80nm的熔融拉锥波分复用器单元。2、3单元的输入端分别和1单元的两个输出分支相连，4，5，6和7单元的输入端分别和2、3单元的四个输出端对应相连。1单元的输入端为全光纤粗波分解复用器的输入端，4，5，6和7单元的八个输出端为全光纤粗波分复用器的八个输出信道。

本发明采用的图1中的波分复用单元均是采用熔融拉锥技术制作的。熔融拉锥的具体工艺过程与普通熔融拉锥型光纤耦合器的制作工艺大致相同。在制作器件时，通过改变熔融拉锥条件，增强耦合系数对波长的敏感性，从而可以制成波分复用器(WDM)，即合波/分波耦合器。

制作好全部熔融拉锥波分复用器单元后，将七个熔融拉锥波分复用器单元按照图1级联起来。将宽带光源(包涵λ₁～λ₈范围)的光作为入射光输入本发明的粗波分复用器的输入端口，经过信道间隔为20nm、特定工作波长的波分复用单元1，八个波长间隔为20nm的光(λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇、λ₈)被1单元的两个分支通道选择出来，两个分支通道的光在光谱上呈周期分布，并且一个分支通道中的波长在另一分支通道中位于截止波段，即两个分支通道中的光谱是互补的，因而1单元的一个分支通道中的选择波长为λ₁、λ₃、λ₅、λ₇，则另一分支通道中的选择波长为λ₂、λ₄、λ₆、λ₈，波长间隔为40nm，；1单元两个分支通道中的光再分别经过两个信道间隔为40nm、对应工作波长的波分复用单元2和3的选择，波长被分为间隔为80nm的四组(λ₁、λ₅)、(λ₃、λ₇)和(λ₂、λ₆)、(λ₄、λ₈)分别由2单元的两个分支通道和3单元的两个分支通道输出；接着这四组波长的光分别输入四个信道间隔为80nm，对应工作波长的波分复用单元4、5、6、7，经过这四个波分复用单元的分波作用，八个波长的光分别由粗波分解复用器的八个输出端口输出，对应的输出波长分别是λ₁、λ₅、λ₃、λ₇、λ₂、λ₆、λ₄、λ₈。

如果将上述粗波分解复用器反向，即变成粗波分复用器，如图2所示。将λ₁、λ₅、λ₃、λ₇、λ₂、λ₆、λ₄、λ₈八个波长的光分别由粗波分复用器的八个端口输入，经过粗波分复用器的合波作用，将λ₁～λ₈八个波长的光一起由一根光纤输出。图3给出了这一级联的全光纤器件的信道传输特性示意图，其中λ₁～λ₈是八个信道的工作波长，Δλ是信道的波长间隔，为20nm，δλ是信道带宽。

Claims

1、一种八信道全光纤粗波分解复用器，其特征在于采用熔融拉锥技术制作的波分复用单元作为基本单元，利用级联方式将七个不同工作波长的波分复用单元组合成八信道的三级全光纤粗波分解复用器，具有一个输入端口，八个输出端口，每个单元的两个分支通道的光在光谱上呈周期分布并且互补，第一级的熔融拉锥波分复用单元的信道间隔为20nm，第二级的两个熔融拉锥波分复用单元的信道间隔是40nm，按照对应的工作波长级联到第一级的波分复用单元的两个输出分支，第三级的四个熔融拉锥波分复用单元的信道间隔是80nm，按照对应的工作波长级联到对应的第二级的波分复用单元的各个输出分支。

2、一种八信道全光纤粗波分复用器，其特征在于将权利要求1的粗波分解复用器反向而成，即将其八个输出端口作为输入端口，一个输入端口作为输出端口。