[發(fā)明專利]波分多路復(fù)用器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00100774.2
• 申請(qǐng)日: 2000-02-03
• 公開（公告）號(hào): CN1266315A
• 公開（公告）日: 2000-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邁克爾·米什
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ECI電信股份有限公司
• 主分類號(hào): H04J14/02
• 分類號(hào): H04J14/02;H04B10/02
• 代理公司: 北京三幸商標(biāo)專利事務(wù)所
• 代理人: 劉激揚(yáng)

本發(fā)明一般涉及用于光通訊系統(tǒng)的波分多路復(fù)用器，特別地，涉及用于存取網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展的波分多路復(fù)用器(WDM)。

光通訊系統(tǒng)利用光信號(hào)在光波導(dǎo)介質(zhì)中傳送信息，在通訊系統(tǒng)中是眾所周知的，這樣的光系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)，局域網(wǎng)，但不僅局限于這些。

隨著寬帶通訊服務(wù)需求的增加，增加目前波導(dǎo)介質(zhì)的容量成為必須。一種方法是波分多路復(fù)用，它采用多路光信道，每個(gè)信道被賦予特定的信道波長(zhǎng)。信道通過單個(gè)波導(dǎo)產(chǎn)生、多路復(fù)用和傳輸，而后被多路分解以便路由編發(fā)每個(gè)信道波長(zhǎng)到指定的接收器。

傳統(tǒng)的寬帶系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成兩種方式之一。一般的結(jié)構(gòu)在圖1中給出。如圖所示，典型系統(tǒng)包括許多窄帶可調(diào)的激光器，如DBR激光器，這些激光器位于中心站1中，在這里，數(shù)據(jù)、TV、聲音信號(hào)等被調(diào)制到預(yù)定的波長(zhǎng)。混合的波長(zhǎng)被饋入反饋光纖2。在遠(yuǎn)端，每個(gè)波長(zhǎng)被WDM多路分解器元件3分配給與特定波長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)的分布光纖，并提供給相應(yīng)的用戶。傳統(tǒng)密集WDM/多路分解器可支持多達(dá)20～30個(gè)波長(zhǎng)。

按照一種配置，每個(gè)用戶被預(yù)賦予特定的波長(zhǎng)，而且所有關(guān)于此用戶的數(shù)據(jù)都饋入那個(gè)波長(zhǎng)。在這種情況下，設(shè)置與每個(gè)接收器相關(guān)的波長(zhǎng)濾光器以便于每個(gè)用戶只接收調(diào)制到它的波長(zhǎng)的信息。依據(jù)另一種配置，不同的服務(wù)被賦予特定的波長(zhǎng)。如果在遠(yuǎn)端節(jié)提供一個(gè)WDM元件，在光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)就不需要濾波元件。在另一方面，如果在遠(yuǎn)端節(jié)提供一個(gè)無源分光器，在ONU端，傳遞到用戶和特定服務(wù)或各種服務(wù)的所有波長(zhǎng)能夠被可調(diào)的或無源濾光器區(qū)分開。或者，依據(jù)它們的波長(zhǎng)可提供不同的服務(wù)組。在這種情況下，在每一個(gè)組中的不同的服務(wù)可以被混合并調(diào)制到一個(gè)波長(zhǎng)上去。

然而，已知的WDM系統(tǒng)通常包括多路復(fù)用器和多路分解器單元，它們只允許在光學(xué)系統(tǒng)中使用一定數(shù)目的光信道。為了擴(kuò)展這樣的系統(tǒng)以便包括附加光信道或波長(zhǎng)，以便于增加更多的用戶或服務(wù)，必須增加額外的多路復(fù)用器和相應(yīng)的多路分解器到本系統(tǒng)，那是很昂貴的。

Alexander等人在美國(guó)專利第5,557,439號(hào)中提出了一個(gè)解決該問題的方法。該專利提出一種可擴(kuò)展的波分多路復(fù)用光通訊系統(tǒng)，包括一個(gè)具有N+x個(gè)輸入的光學(xué)多路復(fù)用器模塊，這里N是有源激光器和相應(yīng)的光信道的數(shù)目，x是無源激光器耦合的輔助輸入端口的數(shù)目。如果需要附加的信道，可以具有相應(yīng)于還未用的光信道的新有源激光器耦合到輔助的輸入端口之一。然而當(dāng)需要較少信道時(shí)，這樣的系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)包括的信道比需要的多，造成信道的浪費(fèi)和高成本。

存取網(wǎng)絡(luò)與其它的寬帶系統(tǒng)的區(qū)別在于：將數(shù)據(jù)從用戶傳輸?shù)街行恼?上游)所需要的帶寬比下游傳輸(即從中心站到用戶)所需要的帶寬的不同或者更少。通過它們指定的波長(zhǎng)可提供不同的服務(wù)。在這種情況下，用于下游傳輸所要求的波長(zhǎng)信道數(shù)目比上游傳輸?shù)囊獊淼蒙伲總€(gè)用戶被賦予其特定的波長(zhǎng)。這樣對(duì)于存取系統(tǒng)，提供一種靈活的方式按照要求增加附加的波長(zhǎng)是很重要的

目前，為了實(shí)現(xiàn)信道多路分解，在WDM系統(tǒng)中采用整體或集成的基于光柵的多路分解器。這些器件能夠支持至少20～32個(gè)波長(zhǎng)。然而，此器件是很昂貴的，每個(gè)波長(zhǎng)信道的價(jià)格在USD700～USD1,500范圍內(nèi)。對(duì)基于WDM技術(shù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)來講，這個(gè)因素不是重要的，因?yàn)閃DM的主要優(yōu)點(diǎn)是通過每個(gè)光纖提供更大的容量。另一方面，在存取系統(tǒng)中，WDM的優(yōu)點(diǎn)是服務(wù)集中，服務(wù)提供者，在單一網(wǎng)絡(luò)上的不同的協(xié)議，以及提供附加容量。顯然只根據(jù)要求增加多個(gè)波長(zhǎng)十分重要，以便減少投資和實(shí)現(xiàn)一個(gè)線性網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)出，其中當(dāng)增加更多的服務(wù)(波長(zhǎng))、服務(wù)提供者等時(shí)，通過每次增加相同的單元網(wǎng)絡(luò)逐漸變化。

為了增加信息或撤銷信號(hào)，增加和撤銷濾光器是公知的。在現(xiàn)代WDM系統(tǒng)中，增加和撤銷濾光器是基于光的，而且在不同波長(zhǎng)上的信號(hào)可以增加或撤銷。作為一個(gè)光增加和撤銷濾光器的例子包括沿它們的長(zhǎng)度方向上在連接在兩點(diǎn)的一對(duì)光纖，和一對(duì)具有相同諧振波長(zhǎng)的相同的布拉格(Bragg)光柵，每個(gè)布拉格光柵放置在位于兩個(gè)連接點(diǎn)之間的每個(gè)光纖上。現(xiàn)在這些系統(tǒng)用來允許多個(gè)遠(yuǎn)端節(jié)和中心站之間的通訊，而互不干擾。在這樣的系統(tǒng)中，每個(gè)遠(yuǎn)端節(jié)使用它自身特定的波長(zhǎng)進(jìn)行接收和傳送，接收和傳送的波長(zhǎng)可以相同或不同。所有遠(yuǎn)端節(jié)的數(shù)據(jù)通過光纖傳播，每個(gè)都使用自己的波長(zhǎng)。當(dāng)特定位置的波長(zhǎng)上的數(shù)據(jù)被接收到以后，它的第一個(gè)布拉格光柵反射這個(gè)波長(zhǎng)(它被撤銷)，遠(yuǎn)端節(jié)接收輸出。當(dāng)遠(yuǎn)端節(jié)要發(fā)送信息時(shí)，它的數(shù)據(jù)重載到相同的波長(zhǎng)上，而且通過第二個(gè)布拉格光柵加到系統(tǒng)上去。