專利名稱：八信道全光纖粗波分復(fù)用/解復(fù)用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種八信道全光纖粗波分復(fù)用/解復(fù)用器，是一種光纖通信粗波分復(fù)用系統(tǒng)中重要的無(wú)源器件，屬于光通信技術(shù)中的光子系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，電信網(wǎng)上的業(yè)務(wù)流量不斷增長(zhǎng)，要求網(wǎng)絡(luò)能提供越來(lái)越寬的帶寬。為了滿足通信業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求，世界上許多國(guó)家采用密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)對(duì)已鋪設(shè)的光纖線路進(jìn)行擴(kuò)容。寬帶寬，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐该餍砸约霸陂L(zhǎng)途骨干網(wǎng)中的成功應(yīng)用這些優(yōu)點(diǎn)使得密集波分復(fù)用技術(shù)成為理想的網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)。然而，由于其造價(jià)昂貴，密集波分復(fù)用技術(shù)僅僅應(yīng)用于長(zhǎng)途骨干網(wǎng)，還不能很快的用于目前正成為發(fā)展熱點(diǎn)的城域網(wǎng)和接入網(wǎng)。為了克服這些缺點(diǎn)，粗波分復(fù)用(CWDM)技術(shù)得到了商業(yè)使用。粗波分復(fù)用系統(tǒng)具備低功耗、小尺寸和低成本等許多優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使得粗波分復(fù)用系統(tǒng)具有較高的商業(yè)實(shí)用性，將替代密集波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用于城域網(wǎng)和接入網(wǎng)中。在高容量的光通信網(wǎng)絡(luò)中，信道選擇器件對(duì)信道復(fù)用/解復(fù)用起著重要作用。密集波分復(fù)用技術(shù)和粗波分復(fù)用技術(shù)之間的區(qū)別在于光波長(zhǎng)間的間隔。DWDM在一根光纖中復(fù)用較多的光信道，但是DWDM結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，費(fèi)用比較昂貴，因此密集波分復(fù)用技術(shù)主要用于廣域網(wǎng)，在長(zhǎng)途干線通信應(yīng)用中，最多在一根光纖中復(fù)合了160個(gè)信道。粗波分復(fù)用技術(shù)則復(fù)用4到16個(gè)信道，主要應(yīng)用于局域網(wǎng)和城域網(wǎng)，CWDM的信道間隔較寬，典型的CWDM的信道間隔為20nm。
波分復(fù)用/解復(fù)用器已廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中，它將不同波長(zhǎng)的光合并到一根光纖中傳輸，或者將光纖中傳輸?shù)亩鄠€(gè)波長(zhǎng)的光分開傳輸?shù)讲煌亩丝?，大大提高了光纖通信系統(tǒng)的帶寬。目前粗波分復(fù)用/解復(fù)用器采用的技術(shù)主要有以下幾種1.由寬帶耦合器和濾波器組合而成的粗波分復(fù)用/解復(fù)用器，它是由一個(gè)N通道寬帶耦合器和N個(gè)窄帶濾波器組合而成，N個(gè)窄帶濾波器的中心波長(zhǎng)不同，依次串接在寬帶耦合器的N個(gè)分支通道中，這種波分復(fù)用器的缺點(diǎn)是插入損耗大，插入損耗隨著通道數(shù)目N的增大而增大。
2.采用全息光柵的粗波分復(fù)用/解復(fù)用器，由全息光柵和會(huì)聚透鏡組合而成。入射光投射到全息光柵后被分成多束波長(zhǎng)不同的光，并且具有不同的角度，再分別由會(huì)聚透鏡會(huì)聚到N根光纖中，這種波分復(fù)用/解復(fù)用器的信道數(shù)雖然可以很大，而且插入損耗小，隔離度也較高，但是其缺點(diǎn)是其對(duì)溫度靈敏，受環(huán)境條件影響大，實(shí)用化尚有一定的困難。
3.采用多層介質(zhì)干涉濾光薄膜的粗波分復(fù)用/解復(fù)用器，由N個(gè)中心波長(zhǎng)不同的窄帶干涉濾光薄膜和N+1個(gè)光纖準(zhǔn)直器組合而成。準(zhǔn)直光束經(jīng)過(guò)不同的窄帶干涉濾光薄膜，透射光的中心波長(zhǎng)不同，由N個(gè)光纖準(zhǔn)直器收集后在N個(gè)信道中傳輸。這種器件對(duì)光難度較大，耦合效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種易于實(shí)施的、插入損耗小、受環(huán)境條件影響小的八信道全光纖粗波分復(fù)用/解復(fù)用器，能在同樣的網(wǎng)絡(luò)資源上增加通信容量，滿足目前通信業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明采用熔融拉錐技術(shù)制作的波分復(fù)用單元作為基本單元，利用級(jí)聯(lián)方式將七個(gè)不同工作波長(zhǎng)的波分復(fù)用單元組合成信道間隔為20nm的八信道三級(jí)全光纖粗波分解復(fù)用器，具有一個(gè)輸入端口，八個(gè)輸出端口，每個(gè)單元的兩個(gè)分支通道的光在光譜上呈周期分布并且互補(bǔ)。將粗波分解復(fù)用器反向?yàn)榘藗€(gè)輸入端口，一個(gè)輸出端口即可作為粗波分復(fù)用器使用。
本發(fā)明的粗波分解復(fù)用器是具有一個(gè)輸入端口，八個(gè)輸出端口的全光纖器件，由若干個(gè)熔融拉錐波分復(fù)用單元級(jí)聯(lián)而成，共有三級(jí)。組成本發(fā)明的粗波分解復(fù)用器的每個(gè)波分復(fù)用單元均是采用熔融拉錐技術(shù)制作而成的，每一級(jí)的波分復(fù)用單元具有不同的波長(zhǎng)間隔，波長(zhǎng)間隔按級(jí)聯(lián)級(jí)成倍增長(zhǎng)，第一級(jí)的熔融拉錐波分復(fù)用單元的信道間隔為20nm，第二級(jí)的兩個(gè)熔融拉錐波分復(fù)用單元的信道間隔是40nm，分別具有不同的工作波長(zhǎng)，按照對(duì)應(yīng)的工作波長(zhǎng)級(jí)聯(lián)到第一級(jí)的波分復(fù)用單元的兩個(gè)輸出分支，第3級(jí)的四個(gè)熔融拉錐波分復(fù)用單元的信道間隔則是80nm，分別具有不同的工作波長(zhǎng)，按照對(duì)應(yīng)的工作波長(zhǎng)級(jí)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的第二級(jí)的波分復(fù)用單元的各個(gè)輸出分支，每個(gè)單元的兩個(gè)分支通道的光在光譜上呈周期分布，并且一個(gè)分支通道中的波長(zhǎng)在另一分支通道中位于截止波段，即兩個(gè)分支通道中的光譜為互補(bǔ)，最終實(shí)現(xiàn)八信道，信道間隔為20nm的全光纖粗波分解復(fù)用器。
將本發(fā)明的粗波分解復(fù)用器反向，即將其八個(gè)輸出端口作為輸入端口，一個(gè)輸入端口作為輸出端口，則可作為粗波分復(fù)用器使用。
本發(fā)明采用熔融拉錐波分復(fù)用單元作為基本單元，級(jí)聯(lián)而成的粗波分復(fù)用/解復(fù)用器是全光纖結(jié)構(gòu)，易于實(shí)施，比起采用多層介質(zhì)干涉濾光薄膜的波分復(fù)用器來(lái)，成本十分低廉，且結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，受環(huán)境溫度、濕度影響較小，工作穩(wěn)定性較好。本發(fā)明具有很好的擴(kuò)展性，用于單根光纖的波分復(fù)用通信，使單根光纖的容量由2.5Gbit擴(kuò)大到10Gbit，甚至更大，在同樣的網(wǎng)絡(luò)資源上增加通信容量，滿足了目前通信業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求。本發(fā)明可用于城域網(wǎng)和接入網(wǎng)的粗波分復(fù)用系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的八信道全光纖粗波分解復(fù)用器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖1中，1是第一級(jí)信道間隔為20nm的熔融拉錐波分復(fù)用器單元，2和3分別是第二級(jí)兩個(gè)信道間隔為40nm的熔融拉錐波分復(fù)用器單元，4，5，6和7是第三級(jí)四個(gè)對(duì)應(yīng)工作波長(zhǎng)、信道間隔為80nm的熔融拉錐波分復(fù)用器單元。
圖2為本發(fā)明的八信道全光纖粗波分復(fù)用器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3是本發(fā)明的C波段8信道粗波分復(fù)用器的傳輸特性示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述如圖1所示，八信道的全光纖粗波分解復(fù)用器包括七個(gè)熔融拉錐波分復(fù)用單元。其中1單元是第一級(jí)信道間隔為20nm、特定工作波長(zhǎng)的熔融拉錐波分復(fù)用器單元，2單元和3單元分別是第二級(jí)兩個(gè)對(duì)應(yīng)工作波長(zhǎng)、信道間隔為40nm的熔融拉錐波分復(fù)用器單元，4，5，6和7單元是第三級(jí)四個(gè)對(duì)應(yīng)工作波長(zhǎng)、信道間隔為80nm的熔融拉錐波分復(fù)用器單元。2、3單元的輸入端分別和1單元的兩個(gè)輸出分支相連，4，5，6和7單元的輸入端分別和2、3單元的四個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)相連。1單元的輸入端為全光纖粗波分解復(fù)用器的輸入端，4，5，6和7單元的八個(gè)輸出端為全光纖粗波分復(fù)用器的八個(gè)輸出信道。
本發(fā)明采用的圖1中的波分復(fù)用單元均是采用熔融拉錐技術(shù)制作的。熔融拉錐的具體工藝過(guò)程與普通熔融拉錐型光纖耦合器的制作工藝大致相同。在制作器件時(shí)，通過(guò)改變?nèi)廴诶F條件，增強(qiáng)耦合系數(shù)對(duì)波長(zhǎng)的敏感性，從而可以制成波分復(fù)用器(WDM)，即合波/分波耦合器。
制作好全部熔融拉錐波分復(fù)用器單元后，將七個(gè)熔融拉錐波分復(fù)用器單元按照?qǐng)D1級(jí)聯(lián)起來(lái)。將寬帶光源(包涵λ1～λ8范圍)的光作為入射光輸入本發(fā)明的粗波分復(fù)用器的輸入端口，經(jīng)過(guò)信道間隔為20nm、特定工作波長(zhǎng)的波分復(fù)用單元1，八個(gè)波長(zhǎng)間隔為20nm的光(λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7、λ8)被1單元的兩個(gè)分支通道選擇出來(lái)，兩個(gè)分支通道的光在光譜上呈周期分布，并且一個(gè)分支通道中的波長(zhǎng)在另一分支通道中位于截止波段，即兩個(gè)分支通道中的光譜是互補(bǔ)的，因而1單元的一個(gè)分支通道中的選擇波長(zhǎng)為λ1、λ3、λ5、λ7，則另一分支通道中的選擇波長(zhǎng)為λ2、λ4、λ6、λ8，波長(zhǎng)間隔為40nm，；1單元兩個(gè)分支通道中的光再分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)信道間隔為40nm、對(duì)應(yīng)工作波長(zhǎng)的波分復(fù)用單元2和3的選擇，波長(zhǎng)被分為間隔為80nm的四組(λ1、λ5)、(λ3、λ7)和(λ2、λ6)、(λ4、λ8)分別由2單元的兩個(gè)分支通道和3單元的兩個(gè)分支通道輸出；接著這四組波長(zhǎng)的光分別輸入四個(gè)信道間隔為80nm，對(duì)應(yīng)工作波長(zhǎng)的波分復(fù)用單元4、5、6、7，經(jīng)過(guò)這四個(gè)波分復(fù)用單元的分波作用，八個(gè)波長(zhǎng)的光分別由粗波分解復(fù)用器的八個(gè)輸出端口輸出，對(duì)應(yīng)的輸出波長(zhǎng)分別是λ1、λ5、λ3、λ7、λ2、λ6、λ4、λ8。
如果將上述粗波分解復(fù)用器反向，即變成粗波分復(fù)用器，如圖2所示。將λ1、λ5、λ3、λ7、λ2、λ6、λ4、λ8八個(gè)波長(zhǎng)的光分別由粗波分復(fù)用器的八個(gè)端口輸入，經(jīng)過(guò)粗波分復(fù)用器的合波作用，將λ1～λ8八個(gè)波長(zhǎng)的光一起由一根光纖輸出。圖3給出了這一級(jí)聯(lián)的全光纖器件的信道傳輸特性示意圖，其中λ1～λ8是八個(gè)信道的工作波長(zhǎng)，Δλ是信道的波長(zhǎng)間隔，為20nm，δλ是信道帶寬。
權(quán)利要求
1.一種八信道全光纖粗波分解復(fù)用器，其特征在于采用熔融拉錐技術(shù)制作的波分復(fù)用單元作為基本單元，利用級(jí)聯(lián)方式將七個(gè)不同工作波長(zhǎng)的波分復(fù)用單元組合成八信道的三級(jí)全光纖粗波分解復(fù)用器，具有一個(gè)輸入端口，八個(gè)輸出端口，每個(gè)單元的兩個(gè)分支通道的光在光譜上呈周期分布并且互補(bǔ)，第一級(jí)的熔融拉錐波分復(fù)用單元的信道間隔為20nm，第二級(jí)的兩個(gè)熔融拉錐波分復(fù)用單元的信道間隔是40nm，按照對(duì)應(yīng)的工作波長(zhǎng)級(jí)聯(lián)到第一級(jí)的波分復(fù)用單元的兩個(gè)輸出分支，第三級(jí)的四個(gè)熔融拉錐波分復(fù)用單元的信道間隔是80nm，按照對(duì)應(yīng)的工作波長(zhǎng)級(jí)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的第二級(jí)的波分復(fù)用單元的各個(gè)輸出分支。
2.一種八信道全光纖粗波分復(fù)用器，其特征在于將權(quán)利要求1的粗波分解復(fù)用器反向而成，即將其八個(gè)輸出端口作為輸入端口，一個(gè)輸入端口作為輸出端口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種八信道全光纖粗波分復(fù)用/解復(fù)用器，采用熔融拉錐技術(shù)制作的波分復(fù)用單元作為基本單元，利用級(jí)聯(lián)方式將七個(gè)不同工作波長(zhǎng)的波分復(fù)用單元組合成信道間隔為20nm的八信道三級(jí)全光纖粗波分解復(fù)用器，具有一個(gè)輸入端口，八個(gè)輸出端口，每個(gè)單元的兩個(gè)分支通道的光在光譜上呈周期分布并且互補(bǔ)。將粗波分解復(fù)用器反向?yàn)榘藗€(gè)輸入端口，一個(gè)輸出端口即成粗波分復(fù)用器。本發(fā)明采用熔融拉錐波分復(fù)用單元級(jí)聯(lián)而成的全光纖結(jié)構(gòu)，易于實(shí)施，成本低廉，受環(huán)境溫度、濕度影響較小，工作穩(wěn)定性較好且具有很好的擴(kuò)展性，可在同樣的網(wǎng)絡(luò)資源上增加通信容量，滿足目前通信業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求。
文檔編號(hào)H04J14/02GK1545238SQ200310108550
公開日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者游善紅, 李新碗, 陳建平, 殷宗敏, 周永軍, 崔懷軍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)