專利名稱：波分復用傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供波長選擇性輸出的光源。更具體地，本發(fā)明涉及其 輸出波長可以被外部控制的可調(diào)波長光源和使用該光源的波分復用 (WDM)傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
按特定波長提供輸出的光源是其中根據(jù)每個信道的波長來區(qū)分每個 信道的波分復用傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。
為了最小化相鄰信道之間的干擾，波分復用傳輸系統(tǒng)的光源應該具 有穩(wěn)定的波長和足夠的旁模抑制比(SMSR)。也希望具有高的輸出功率和 窄的譜線寬度。
在滿足上述需求的現(xiàn)有技術(shù)中，分布式反饋激光二極管(DFBLD)是 代表性光源。
但是，DFBLD非常昂貴，并且需要復雜的控制過程來將其輸出波長固 定在一指定點。使用寬帶光源代替指定波長光源的光譜分割系統(tǒng)己經(jīng)證 實減少了系統(tǒng)的成本和復雜性。
非相干寬帶光源(ILS)，如發(fā)光二極管(LED)、超發(fā)光二極管(SLD) 以及發(fā)射經(jīng)放大的自發(fā)輻射的光放大器，是用于光譜分割系統(tǒng)的代表性 光源。因為與分布式反饋激光二極管相比能夠簡化波長控制過程，所以 使用這些光源的光譜分割系統(tǒng)是非常有吸引力的。
美國專利5， 440， 417 (System for spectrum-sliced fiber amplifierlight for multi-channel wavelength-division-multiplexed applications)公開了使用光放大器光源進行光譜分割的方法。而且， 美國專禾'J 5,694,234 (Wavelength division multiplexing passive optical network including broadcast overlay)公開了使用直接調(diào)審!j LED的光譜分割系統(tǒng)。但是，它們也有若干缺點。例如，LED或SLD幾乎不提供足夠的輸出 功率，而且光放大器光源需要昂貴的外部調(diào)制器，盡管它的輸出功率相 對較大。這就是說，美國專利5,440,417中提出的系統(tǒng)需要附加的外部調(diào)制 器，并且美國專利5,694,234中提出的系統(tǒng)幾乎不能提供足夠的輸出功 率。另一方面，可調(diào)節(jié)波長光源改進了波分復用傳輸系統(tǒng)的功能性。 通過溫度控制可以調(diào)整分布式反饋激光二極管(DFBLD)的輸出波長，但是，可調(diào)波長范圍僅僅是1270 1600nm波段(普通含二氧化硅單模光纖的低耗損波長段)內(nèi)的大約幾個納米。因此，現(xiàn)有技術(shù)中主要研究了使用外部腔的可調(diào)波長光源，但是，它們是昂貴的并且需要復雜的設備來調(diào)整輸出波長。發(fā)明內(nèi)容提出本發(fā)明來解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。本發(fā)明提出了使用法布里-佩羅(Fabry-Perot)型激光二極管的可調(diào)波長光源和使用該光源的波分 復用傳輸系統(tǒng)。法布里-佩羅型激光二極管與LED和SLD相比可以提供更高的輸出功 率，并且與分布式反饋激光二極管(DFBLD)相比制造相對簡單。但是， 因為它是多模光源，所以它尚未被用于波分復用傳輸系統(tǒng)。但是，韓國專利 1003256870000 ( A light source for wavelength-division multiplexed telecommunication system using a Fabry-Perot laser diode wavelength-locked by an injected incoherent light, registered at Feb. 8， 2002)提出了通過使用法布里-佩羅型激光二極管來獲得波長選擇性輸出的方法。通過從外部將窄帶 光注入到法布里-佩羅型激光二極管中，旁模抑制比增加了，并且可以獲 得特定波長處的高輸出功率。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源被構(gòu)成為能夠通過控制外部 注入光的波長來調(diào)整輸出波長。另外，通過控制法布里-佩羅型激光二極管的溫度，可以優(yōu)化可調(diào)波 長光源的特性，如旁模抑制比、噪聲屬性以及輸出功率。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源實施例的示意圖。圖2是用于測量根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源實施例的特性的實驗裝 置的示意圖。圖3a 圖3c是圖2所示的實驗裝置測量的光譜。圖4a 圖4b是由圖2所示的實驗裝置與不同光濾波器一起測量的光譜。圖5a是用于測量現(xiàn)有技術(shù)的光譜分割系統(tǒng)中的眼圖的實驗裝置，而 圖5b是用于測量根據(jù)本發(fā)明的光源的眼圖的實驗裝置。圖6a和圖6b是分別由圖5a和圖5b中所示的實驗裝置測量的眼圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的波分復用傳輸系統(tǒng)的第一實施例。圖8是根據(jù)本發(fā)明的波分復用傳輸系統(tǒng)的第二實施例。圖9是根據(jù)本發(fā)明的波分復用傳輸系統(tǒng)的第三實施例。圖IO是根據(jù)本發(fā)明的波分復用傳輸系統(tǒng)的第四實施例。圖11是使用根據(jù)本發(fā)明的光源的波分復用傳輸系統(tǒng)的第五實施例。〈附圖主要部分的標號(符號)說明〉100:光傳輸系統(tǒng)BLS:寬帶光源EDFA:兩級摻鉺光纖放大器(D) MUX1: 2NX1多路(去)復用器(D) MUX2: NX1多路(去)復用器10DR-激光二極管驅(qū)動電路
EM:外部調(diào)制器
EMDR:外部調(diào)制器驅(qū)動電路 FPLD:法布里-佩羅型激光二極管
IL:波長交錯器 0C:光回旋器 0SA:光譜分析儀 0SC:示波器 RX:光接收器 TBPF:可調(diào)帶通濾波器 TEC:溫度控制器 WDM:波分復用器
具體實施例方式
下面，參照附圖，具體描述本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)和工作原理。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源包括寬帶光源(BLS)、可 調(diào)帶通濾波器(TBPF)、光回旋器以及法布里-佩羅型激光二極管。
這里，寬帶光源是非相干光源(如發(fā)射經(jīng)放大的自發(fā)輻射的光纖光 放大器、半導體光放大器、發(fā)光二極管以及超發(fā)光二極管)或相干光源 超連續(xù)光源中的任何一個。
理想的是，法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)不應該包括用于高效 光注入的光隔離器。
可調(diào)帶通濾波器(TBPF)選擇性地通過要注入的光。
法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)是沒有向其注入外部光的多模光 源，但是如果從外部向其注入光，在法布里-佩羅型激光二極管的振蕩模 式中，在注入光的范圍內(nèi)的模式將輸出相對高的功率，而在此范圍之外 的模式將被抑制。
從而，通過與法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)相連接的光回旋器 (0C)輸出了波長選擇性輸出。這里，因為光源的輸出波長由注入到法布里-佩羅型激光二極管
(FPLD)中的光確定，所以可以通過控制可調(diào)帶通濾波器(TBPF)的通 帶來調(diào)整該輸出波長。
法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)的諧振腔模式的波長根據(jù)法布里 -佩羅型激光二極管的溫度而變化。
利用這種特性，通過控制法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)的溫度， 可以控制諸如旁模抑制比、噪聲特性、輸出功率以及輸出光譜的可調(diào)波 長光源的特性。
另外，通過控制法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)的電流，也可以 控制諸如旁模抑制比、噪聲特性、輸出功率以及輸出光譜的可調(diào)波長光 源的特性。
可調(diào)波長光源的輸出功率隨施加至法布里-佩羅型激光二極管 (FPLD)的偏流而改變。
因此，不但可以通過使用外部調(diào)制器而且也可以直接來調(diào)制可調(diào)波 長光源。
如果向法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)施加合適的電流，則可調(diào) 波長光源的輸出發(fā)生偏振，但是反射的注入光可以是非偏振的。
根據(jù)這種特性，通過在光回旋器(0C)的輸出端口附加地安裝偏振 控制器和偏振器可以改進經(jīng)調(diào)制的光信號的消光比。
這就是說，通過為要最大化的可調(diào)波長光源的輸出功率來控制偏振 控制器，可以最大化可調(diào)波長光源的輸出的消光比。
在根據(jù)本發(fā)明的光源中，使用光回旋器(0C)來減少光插入耗損。
但是，即使是使用低成本光功率混合器來代替光回旋器(0C)，也可 以得到具有相似特性的光源。
圖2示出了用于測量根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源實施例的特性的實 驗裝置。
在圖1中使用兩級摻鉺光纖放大器(EDFA)作為寬帶光源(BLS)， 并且使用法布里-佩羅型標準具濾波器作為可調(diào)帶通濾波器(TBPF)。
兩級摻鉺光纖放大器(EDFA)輸出經(jīng)放大的自發(fā)輻射(ASE)，該自發(fā)輻射是帶寬大于30nm的非相干光。
3dB帶寬大約為2. 5GHz的法布里-佩羅型標準具濾波器(FPEF)選擇 性地通過摻與光纖放大器(EDFA)輸出，而且通過施加電壓可以控制通 帶。
通過光回旋器(0C)注入到法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)的非 相干光的功率是-2dBm，法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)的閾值電流 是10mA，向其施加了 17mA的偏流。
法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)的諧振腔長度大約為400pra，模 間距大約為lOOGHz，其相當于法布里-佩羅型標準具濾波器(FPEF)的3dB 帶寬的40倍。
在圖中OSA代表光譜分析儀。
圖3a顯示了在無ASE注入的情況下測量到的法布里-佩羅型激光二 極管(FPLD)的輸出光譜，圖3b顯示了注入到法布里-佩羅型激光二極 管中的光的光譜，而圖3c顯示了在分別向可調(diào)波長光源注入圖3b中的 光后的可調(diào)波長光源的輸出光譜。
注入到法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)中的光的峰值波長分別是 1530nm、 1545nm和1560nm，并且法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)的 溫度被設置成使圖3c中測量到的旁模抑制比在各種情況下最大。
在光注入后，法布里-佩羅型激光二極管根據(jù)注入光的波長提供具有 特定波長的波長選擇輸出。測量到的旁模抑制比大于30dB，并且輸出功 率大約為OdBm。
因此，可以注意到根據(jù)本發(fā)明的光源提供了具有大約大于30nm的可 調(diào)波長范圍的窄帶輸出。
圖4a是由圖2所示的實驗裝置與不同的光濾波器一起測量的光譜， 它的3dB帶寬大約是lOOGHz。
濾波器的中心波長大約是1558. 8nm。
這里，濾波器的3dB帶寬相當于法布里-佩羅型激光二極管(FPLD) 的模間距?？傊攲?dB帶寬是法布里-佩羅型激光二極管的模間距的 若干倍的光注入到法布里-佩羅型激光二極管中時，可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的光源。
圖4b是由同一實驗裝置測量的光譜，但是調(diào)整了法布里-佩羅型激
光二極管的溫度，以使得注入光的中心波長對應于兩個諧振腔模式的中 點。
在這種情況下，所述光源提供了波長選擇性輸出。
用于根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源的法布里-佩羅型激光二極管
(FPLD)可以抑制注入的非相干光的強度噪聲(intensity noise)。 也就是說，女口在Jae-Seung Lee的文章("Signal-to-noise ratio measurement of a 2.5-Gb/s spectrum-sliced incoherent light ch畫el" , IEEE Photon. Technol丄ett. ， Vol. 1， no. 1， pp. 94-96, 1997)中所提出的，光譜分割的非相干光具有大的強度噪聲。 這種強度噪聲劣化了光譜分割系統(tǒng)的性能。
在根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源中，法布里-佩羅型激光二極管抑制了 注入的非相干光的強度噪聲。
如圖5所示，可以構(gòu)建試驗裝置來確認這個特性。
圖5a所示的實驗裝置用于現(xiàn)有光譜分割系統(tǒng)，其使用附隨有可調(diào)帶 通濾波器(TBPF)的外部調(diào)制器(EM)來調(diào)制窄帶非相干濾波器，并且 隨后使用示波器(OSC)來測量其眼圖。
圖5b所示的實驗裝置用于根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源，其將非相干 光注入到法布里-佩羅型激光二極管(FPLD)中，直接調(diào)制法布里-佩羅 型激光二極管，并且隨后使用示波器(OSC)來測量其眼圖。
3dB帶寬約為2. 5GHz的法布里-佩羅標準具濾波器(FPEF)被用作可 調(diào)帶通濾波器(TBPF)。
在兩種情況下，調(diào)制比特率為622Mb/s，并且施加到外部調(diào)制器或法 布里-佩羅型激光二極管(FPLD)的偽隨機塊信號(PRBS)是231-1。
圖6a和圖6b分別顯示了在兩種情況下測量的眼圖。參照這兩幅圖， 可以注意到根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源抑制了非相干光的強度噪聲。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源可以用于波分復用傳輸系 統(tǒng)中的各種應用。圖7顯示了使用根據(jù)本發(fā)明的光源的波分復用傳輸系統(tǒng)的第一實施
例，其通過光纖輸出N個第一組波分復用光信號(M， A3，……，A^)， 并且接收通過光纖輸入的N個第二組波分復用光信號
(入2，入4,,入2N)。
如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的波分復用傳輸系統(tǒng)包括N個法布里-佩羅 型激光二極管(FPLD1， FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)、 N個激光二極管驅(qū)動電路
(DRt， DR2，......， DRn)、 N個激光二極管溫度控制器(TEC1， TEC2，......，
TECn)、 N個光接收器(RX1， RX2，……,RXn)、—個2NX1 (去)復用 器((D) MUX1)、 一個(去)復用器溫度控制器(TEC)、兩個波長交錯器 (IL1，IL2)、 一個光回旋器(0C)，以及一個寬帶光源(BLS)。
(去)復用器((D) MUX1)對通過公共端口輸入的波分復用光信號 進行去復用并分別通過2N個輸入/輸出端口輸出它們?；蛘?，其對分別 通過2N個輸入/輸出端口輸入的具有不同波長的光信號進行復用，并通 過公共端口輸出它們。
第 一 組光信號(A " A3，……，入訳)和第二組光信號 (入2,入4，……，A2N)的波長被配置成是相互交叉的。第一組光信號 (入i,人3，……，人2w)可以在(去)復用器((D) MUX1)的公共端口與 奇數(shù)號端口 ( 1, 3,……，2N-1 )之間傳輸，而第二組光信號 (入2, A4，……，A2N)可以在(去)復用器的公共端口與偶數(shù)號端口 (2,4，……，2N)之間傳輸。
寬帶光源(BLS)發(fā)射寬帶光。
光回旋器(OC)通過第二端口輸出通過第一端口輸入的光信號，并 且通過第三端口輸出通過第二端口輸入的光信號。
波長交錯器(IL1， IL2)在第一端口與第二端口之間傳輸?shù)谝唤M光
信號(入!，入3，……，A胞)并阻塞第二組光信號(入2， A4，……，入2N)，
另一方面，在第一端口與第三端口之間傳輸?shù)诙M光信號
(入2，入4,……，"N)并阻塞第一組光信號(入b入3,……，入對)。
上述的傳輸系統(tǒng)(100)的連接可按如下執(zhí)行
N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1， FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)分別與(去)復用器((D) MUX1)的奇數(shù)號端口相連接，N個光接收器(RX1， RX2，……，RXn)分別與(去)復用器((D) MUX1)的偶數(shù)號端口相連 接。
(去)復用器((D) MUX1)的公共端口與第一波長交錯器(IL1)的 第一端口相連接，第一波長交錯器(IL1)的第二端口與光回旋器(0C) 的第二端口相連接，所述光回旋器(0C)的第一端口與寬帶光源(BLS) 相連接，并且所述光回旋器(0C)的第三端口與第二波長交錯器(IL2) 的第二端口相連接。
第一波長交錯器(IL1)的第三端口與第二波長交錯器(IL2)的第 三端口相互連接，并且第二波長交錯器(IL2)的第一端口成為傳輸系統(tǒng) (100)的輸出端口。
考慮傳輸系統(tǒng)(100)的工作原理，寬帶光源(BLS)發(fā)射寬帶光， 所述發(fā)射的光接著通過光回旋器(0C)的第一端口被輸入，通過第二端 口，并且接著被輸入到第一波長交錯器(IL1)的第二端口中。
然后，第一波長交錯器(IL1)通過第一端口輸出輸入的寬帶光中的 一部分。
來自第一波長交錯器(IL1)的輸出被輸入到(去)復用器((D)MUX1) 的公共端口中，并且分別通過(去)復用器((D) MUX1)對應的奇數(shù)號 端口被輸出。
來自(去)復用器((D) MUX1)的輸出被分別輸入到N個法布里-佩 羅型激光二極管(FPLD1, FPLD2,……,FPLDn),然后，并且接著N個 法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1， FPLD2,……，F(xiàn)PLDn)分別輸出波 長在(去)復用器((D) MUX1)的奇數(shù)號端口的通帶內(nèi)的第一組光信號
(入1,入3,， 入2N-1)。
第一組光信號(入,，入3，……，入胸)由(去)復用器((D) MUX1) 進行復用，然后被輸入到第一波長交錯器(IL1)的第一端口中。
輸入到第一波長交錯器(IL1)的第一端口中的第一組光信號 (、，人3，……，A射)通過第二端口被輸出，經(jīng)過光回旋器(0C)的 第二端口和第三端口，然后被輸入到第二波長交錯器(IL2)的第二端口，
16以通過第二波長交錯器(IL2)的第一端口被輸出。
輸入到第二波長交錯器(IL2)的第一端口中的第二組光信號 (入2，入4，……，A^)通過第三端口被輸出，然后被輸入到第一波長交 錯器(IL1)的第三端口，以通過第一端口被輸出，其后被輸入到(去) 復用器((D) MUX1)的公共端口。
通過公共端口輸入的第二組光信號(^2,入4，……，X2N)通過(去) 復用器((D) MUX1)的對應偶數(shù)號端口被輸出，然后分別由N個光接收 器(RX1， RX2, ......, RXn)接收。
這里，傳輸系統(tǒng)(100)還可以包括用于調(diào)制N個法布里-佩羅型激 光二極管(FPLD1， FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)的N個激光二極管驅(qū)動電路(DR1， DR2，……，DRn)、用于對N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1, FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)的溫度進行控制的N個激光二極管溫度控制器(TECl， TEC2，……，TECn)，以及用于對(去)復用器((D) MUX1)的溫度進行 控制的溫度控制器(TEC)。
圖8示出了使用根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)波長光源的波分復用傳輸系統(tǒng)的 第二實施例，其通過光纖輸出N個第三組波分復用光信號(、，A 2,……， 入"，并且接收通過光纖輸入的N個第四組波分復用光信號
(入N+l， 入N+2， ……,入2》。
如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的波分復用傳輸系統(tǒng)包括N個法布里-佩羅 型激光二極管(FPLD1， FPLD2,……，F(xiàn)PLDn)、 N個激光二極管驅(qū)動電路
(DR1, DR2,……，DRn)、N個激光二極管溫度控制器(TECl， TEC2, ，
TECn)、 N個光接收器(RX1， RX2,……，RXn)、 一個2NX1 (去)復用 器((D) MUX1)、 一個(去)復用器溫度控制器(TEC)、兩個波分復用器
(WDM1,WDM2)、 一個光回旋器(OC),以及一個寬帶光源(BLS)。
(去)復用器((D) MUX1)對通過公共端口輸入的光信號進行去復 用并分別通過2N個輸入/輸出端口輸出它們?；蛘撸鋵Ψ謩e通過2N個 輸入/輸出端口輸入的具有不同波長的光信號進行復用，并通過公共端口 輸出它們。
第三組光信號(入,，入2，……，入N )和第四組光信號(入糾，A叫……，A2。的波長被分別設置在不同的波長段。第三組光
信號(入,，"，……，入。可以在(去)復用器((D) MUX1)的公共端 口與第1到第N端口之間傳輸，而第四組光信號(AN+1, AN+2，……，入》 可以在(去)復用器的公共端口與第N+1到第2N端口之間傳輸。 寬帶光源(BLS)發(fā)射寬帶光。
光回旋器(0C)通過第二端口輸出通過第一端口輸入的光信號，并 且通過第三端口輸出通過第二端口輸入的光信號。
波分復用器(WDM1， WDM2)在第一端口與第二端口之間傳輸?shù)谌M 光信號(""，……，AN )并且阻塞第四組光信號 (入糾，An+2，……，人2n)，另一方面，它們在第一端口與第三端口之間傳 輸?shù)谒慕M光信號(AN+1，XN+2，……，A2N)并且阻塞第三組光信號
(入1，入2'， 入n)。
上述傳輸系統(tǒng)(100)的連接可按如下執(zhí)行
N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1, FPLD2，……,FPLDn)分別 與(去)復用器((D)MUX1)的第1到第N端口相連接，N個光接收器(RX1, RX2,……，RXn)分別與(去)復用器((D) MUX1)的第N+1到2N端口 相連接。
(去)復用器((D) MUX1)的公共端口與第一波分復用器(WDM1) 的第一端口相連接，第一波分復用器(WDM1)的第二端口與光回旋器(0C) 的第二端口相連接，光回旋器(0C)的第一端口與寬帶光源(BLS)相連 接，并且光回旋器(0C)的第三端口與第二波分復用器(WDM2)的第二 端口相連接。
第一波分復用器(WDM1)的第三端口和第二波分復用器(WDM2)的 第三端口相互連接，并且第二波分復用器(WDM2)的第一端口成為傳輸 系統(tǒng)(100)的輸出端口。
考慮傳輸系統(tǒng)(100)的工作原理，寬帶光源(BLS)的輸出通過光 回旋器(0C)的第一端口被輸入，通過第二端口，接著被輸入到第一波 分復用器(WDM1)的第二端口。
然后，第一波分復用器(WDM1)通過第一端口輸出輸入的寬帶光中
18的一部分。
來自第一波分復用器(WDM1)的輸出被輸入到(去)復用器((D) MUX1)的公共端口，并且分別通過(去)復用器((D) MUX1)的對應的 第l到第n端口被輸出。
來自(去)復用器((D) MUX1)的輸出被分別輸入到N個法布里-佩 羅型激光二極管(FPLD1， FPLD2，……,FPLDn)中，然后，N個法布里 -佩羅型激光二極管(FPLD1， FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)分別輸出波長在(去) 復用器((D) MUX1)的第1到第N端口的通帶內(nèi)的第三組光信號
(入1,入2,， 入n)。
第三組光信號(、，"，……，D由(去)復用器((D) MUX1)
進行復用，然后被輸入到第一波分復用器(WDM1)的第一端口中。
輸入到第一波分復用器(WDM1)的第三組光信號(、，"，……，入n)
通過第二端口被輸出，經(jīng)過光回旋器(OC)的第二端口和第三端口，然 后被輸入到第二波分復用器(WDM2)的第二端口中，以通過第二波分復 用器(WDM2)的第一端口被輸出。
輸入到第二波分復用器(WDM2)的第一端口中的第四組光信號 (入n",入w，……，入2。通過第三端口被輸出，然后被輸入到第一波分 復用器(WDM1)的第三端口中，以通過第一端口被輸出，然后被輸入到 (去)復用器((D) MUX1)的公共端口中。
然后，通過公共端口輸入的信號通過(去)復用器((D) MUX1)的 對應的第N+1到第2N端口被輸出，然后分別由與這些端口相連接的光接 收器(RX1, RX2,……，RXn)接收。
這里，傳輸系統(tǒng)(100)還可以包括用于調(diào)制N個法布里-佩羅型激 光二極管(FPLDl, FPLD2，……,FPLDn)的N個激光二極管驅(qū)動電路(DR1， DR2，……，DRn)、用于對N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1， FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)的溫度進行控制的N個激光二極管溫度控制器(TECl， TEC2，……，TECn)，以及用于對(去)復用器((D)即X1)的溫度進行 控制的器溫度控制器(TEC)。
圖9示出了使用根據(jù)本發(fā)明的光源的波分復用傳輸系統(tǒng)的第三實施例，其通過光纖輸出N個第五組波分復用光信號(入,，入2，……，")，
并且接收通過光纖輸入的N個第六組波分復用光信號
(入N+1, 入N+2, ， 入2N)。
如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的波分復用傳輸系統(tǒng)包括N個法布里-佩羅 型激光二極管(FPLD1, FPLD2，……,FPU)n)、 N個激光二極管驅(qū)動電路 (DR,, DR2,……，DRn)、 N個激光二極管溫度控制器(TEC1， TEC2，……， TECn)、 N個光接收器(RX1, RX2，……，RXn)、一個NX1 (去)復用器 ((D) MUX2)、一個(去)復用器溫度控制器(TEC)、 N+2個波分復用器
(WDM1， WDM2 ' ......, WDMn+l， WDMn+2)、 一個光回旋器(0C)，以及一
個寬帶光源(BLS)。
(去)復用器((D) MUX2)對通過公共端口輸入的波分復用光信號 進行去復用，并分別通過N個輸入/輸出端口輸出它們?；蛘?，其對分別 通過N個輸入/輸出端口輸入的具有不同波長的光信號進行復用，并通過 公共端口輸出它們。這里，公共端口與每個輸入/輸出端口之間的信號傳 輸特性按(去)復用器((D) MUX2)的自由光譜范圍的I (任意整數(shù))倍 的波長間隔重復。
第五組光信號(入,，入2,……，")和第六組光信號 (入叫入，……，入2》的波長被分別設置為處于不同的波長段中。第 五組光信號(人"A 2,……，A N)和第六組光信號(A N+l， A N+2,……，入2N) 都可以在(去)復用器((D) MUX2)的公共端口與N個端口之間傳輸， 但是，第五組光信號(、，……，AN)和第六組光信號 (入糾，AN+2,……，入加)的波長分別被設置成彼此相隔(去)復用器((D) MUX2)的自由光譜范圍的I (任意整數(shù))倍的間隔。 寬帶光源(BLS)發(fā)射寬帶光。
光回旋器(0C)通過第二端口輸出通過第一端口輸入的光信號，并 且通過第三端口輸出通過第二端口輸入的光信號。
波分復用器(WDMl，……，WDMn+l， WDMn+2)在第一端口與第二端 口之間傳輸?shù)谖褰M光信號(入h A 2,……，AN)并且阻塞第六組光信號 (入糾，入糾，……，入2丄另一方面，它們在第一端口與第三端口之間傳輸?shù)诹M光信號("+2，……，"N)并且阻塞第五組光信號
(入1，入2,， 入N)。
上述傳輸系統(tǒng)(100)的連接可按如下執(zhí)行-(去)復用器((D) MUX2)的N個輸入/輸出端口分別與N個波分復
用器(WDM3,......， WDMn+l, WDMn+2)第一端口相連接，N個法布里-佩羅
型激光二極管(FPLD1, FPLD2,……,FPLDn)分別與N個波分復用器
(TOM3,......,麗n+l' WDMn+2)第二端口相連接，N個光接收器(RX1,
RX2， ......， RXn)分別與N個波分復用器(WDM3， ......， WDMn+l， WDMn+2)
第三端口相連接。
(去)復用器((D) MUX2)的公共端口與第一波分復用器(WDM1) 的第一端口相連接，第一波分復用器(TOM1)的第二端口與光回旋器(0C) 的第二端口相連接，光回旋器(0C)的第一端口與寬帶光源(BLS)相連 接，并且光回旋器(00的第三端口與第二波分復用器(TOM2)的第二 端口相連接。
第一波分復用器(TOM1)的第三端口與第二波分復用器(TOM2)的 第三端口相互連接，并且第二波分復用器(WDM2)的第一端口成為傳輸 系統(tǒng)(100)的輸出端口。
考察傳輸系統(tǒng)(100)的工作原理，寬帶光源(BLS)的輸出通過光 回旋器(0C)的第一端口被輸入，通過第二端口，然后被輸入到第一波 分復用器(WDM1)的第二端口。
然后，第一波分復用器(WDM1)通過第一端口輸出所輸入的光中的 一部分。
來自第一波分復用器(TOM1)的輸出被輸入到(去)復用器((D) MUX2)的公共端口中，然后分別通過(去)復用器((D) MUX2)的對應 輸入/輸出端口被輸出。
來自(去)復用器((D) MUX2)的輸出被分別輸入到N個波分復用 器(WDM3，……，WDMn+l， WDMn+2)的第一端口中，然后通過第二端口 被輸出，以分別被輸入到N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1， FPLD2, ......, FPLDn)中。N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1， FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)分別 輸出波長在(去)復用器((D) MUX2)的N個輸入/輸出端口的通帶內(nèi)的 第五組光信號(、，A2，……,入n)。
第五組光信號(X,,",……，入w)通過N個波分復用器(WDM3,……， WDMn+l, WDMn+2)傳輸以被輸入到(去)復用器((D) MUX2)中，并且 在此被復用。然后經(jīng)復用的信號被輸入到第一波分復用器(WDM1)的第 一端口中。
輸入到第一波分復用器(TOM1)的第一端口中的第五組光信號 (入,，入2，……，AJ通過第二端口被輸出，經(jīng)過光回旋器(0C)的第 二端口和第三端口，然后被輸入到第二波分復用器(WDM2)的第二端口 中，以通過第二波分復用器(WDM2)的第一端口被輸出。
輸入到第二波分復用器(WDM2)的第一端口中的第六組光信號 (入n+,， XN+2，……，X2N)通過第三端口被輸出，然后被輸入到第一波分 復用器(WDM1)的第三端口中，以通過第一端口被輸出，然后被輸入到 (去)復用器((D) MUX2)的公共端口中。
通過公共端口輸入的第六組光信號(A, AN+2，……，^2j通過(去) 復用器((D) MUX2)的對應的輸入/輸出端口被輸出，以被輸入到N個波 分復用器(WDM3，……，WDMn+l, WDMn+2)的第一端口中。
輸入到N個波分復用器(WDM3，， WDMn+l， WDMn+2)中的第六
組光信號("+1， AN+2,……，A2N)接著通過波分復用器的第三端口被輸 出，以由光接收器(RX1， RX2,……，RXn)接收。
這里，傳輸系統(tǒng)(100)還可以包括用于調(diào)制N個法布里-佩羅型激 光二極管(FPLD1， FPLD2'……，F(xiàn)PLDn)的N個激光二極管驅(qū)動電路(DR1， DR2，……，DRn)、用于對N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1, FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)的溫度進行控制的N個激光二極管溫度控制器(TECl, TEC2,……，TECn)，以及用于對(去)復用器((D) MUX2)的溫度進行 控制的溫度控制器(TEC)。
圖10示出了使用根據(jù)本發(fā)明的光源的波分復用傳輸系統(tǒng)的第四實施例。如圖IO所示，根據(jù)本發(fā)明的波分復用傳輸系統(tǒng)包括N個法布里-佩 羅型激光二極管(FPLD1, FPLD2，……,FPLDn)、 N個激光二極管溫度控 制器(TEC1, TEC2,……，TECn)、 一個NX1 (去)復用器((D) MUX2)、 一個(去)復用器溫度控制器(TEC)、 一個光回旋器(0C)、 一個寬帶光 源(BLS)、 一個外部調(diào)制器(EM)，以及一個外部調(diào)制器驅(qū)動電路(EMDR)。 (去)復用器((D) MUX2)對通過公共端口輸入的波分復用光信號 進行去復用并分別通過N個輸入/輸出端口輸出它們?；蛘?，其對分別通 過N個輸入/輸出端口輸入的具有不同波長的光信號進行復用，并通過公 共端口輸出它們。
寬帶光源(BLS)發(fā)射寬帶光。
光回旋器(0C)通過第二端口輸出通過第一端口輸入的光信號，并 且通過第三端口輸出通過第二端口輸入的光信號。 上述的傳輸系統(tǒng)(100)的連接可按如下執(zhí)行-
N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1, FPLD2'……,FPLDn)分別 與(去)復用器((D) MUX2)的N個端口相連接，并且(去)復用器((D) MUX2)的公共端口與光回旋器(0C)的第二端口相連接。
光回旋器(0C)的第一端口與寬帶光源(BLS)相連接，并且光回旋 器(0C)的第三端口與外部調(diào)制器(EM)相連接。
外部調(diào)制器驅(qū)動電路(EMDR)與外部調(diào)制器(EM)相連接，因此電 信號被輸入到外部調(diào)制器驅(qū)動電路(EMDR)中，并且經(jīng)調(diào)制的光信號通 過外部調(diào)制器(EM)被輸出。
考察傳輸系統(tǒng)(100)的工作原理，寬帶光源(BLS)的輸出通過光 回旋器(0C)的第一端口被輸入，通過第二端口，以被輸入到(去)復 用器((D) MUX2)的公共端口中，然后分別通過(去)復用器((D) MUX2) 的對應N個端口被輸出。
來自(去)復用器((D) MUX2)的輸出被分別輸入到N個法布里-佩 羅型激光二極管(FPLD1, FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)中，并且各個法布里-佩羅型激光二極管(FPLDl, FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)分別輸出其波長在(去) 復用器((D) MUX2)的N個端口的通帶內(nèi)的光信號。來自N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1, FPLD2,……，F(xiàn)PLDn) 的輸出由(去)復用器((D) MUX2)進行復用，通過光回旋器(0C),然 后被輸入到外部調(diào)制器(EM)中。然后，外部調(diào)制器(EM)通過使用接 收到的電信號來調(diào)制輸入的光信號并且輸出經(jīng)調(diào)制的信號。
在上文描述的傳輸系統(tǒng)(100)中，通過控制施加到法布里-佩羅型 激光二極管(FPLD1， FPLD2，……,FPLDn)中的電流，可以控制具有一 個(或2個以上)特定波長的光信號通過外部調(diào)制器(EM)被輸出。
本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)(100 )還包括N個偏振控制器 (PC1,PC2，……，PCn)，它們連接在(去)復用器((D) MUX2)的輸入/ 輸出端口與法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1， FPLD2,…，F(xiàn)PLDn)之 間；或者一個偏振控制器，連接在外部調(diào)制器(EM)與光回旋器(0C) 之間。
傳輸系統(tǒng)(100)還包括用于對N個法布里-佩羅型激光二極管(FPLDl, FPLD2，……，F(xiàn)PLDn)的溫度進行控制的N個激光二極管溫度控制器(TECl, TEC2，……，TECn)和用于對(去)復用器((D)腿2)的溫度進行控 制的溫度控制器(TEC)。
圖11示出了使用根據(jù)本發(fā)明的光源的波分復用傳輸系統(tǒng)的第五實施 例，其還包括具有圖10所示的傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的光接收器(RX)。
光接收器(RX)把輸入的光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
由于包括附加的光接收器(RX)，所以當從外部輸入具有特定波長的 光信號時，系統(tǒng)可以將該信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后將其轉(zhuǎn)換回具有1個 (或更多個)波長的光信號。
這里，通過控制施加到法布里-佩羅型激光二極管(FPLD1， ,2，……，F(xiàn)PLDn)的電流，可以改變通過外部調(diào)制器(EM)輸出的 光信號的波長。
如上所述，使用根據(jù)本發(fā)明的光源的波分復用傳輸系減少了每個信 道的成本。而且，它可以增加輸出功率，從而使得可以容易地構(gòu)建傳輸 系統(tǒng)并擴展網(wǎng)絡覆蓋范圍。
另外，根據(jù)本發(fā)明的波分復用傳輸系統(tǒng)被構(gòu)建為用于通過同一光纖輸入和/或輸出波分復用光信號，從而，可以將光通信所需光纖的數(shù)量降 到現(xiàn)有技術(shù)的一半。
由于本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識到在本發(fā)明范圍內(nèi)的附加變型和應 用，所以本發(fā)明并不限于上述的實施例和附圖。
權(quán)利要求
1、一種波分復用傳輸系統(tǒng)，包括輸出寬帶光的寬帶光源；光回旋器，通過第二端口輸出通過第一端口輸入的光信號，并且通過第三端口輸出通過第二端口輸入的光信號；2N×1(去)復用器，具有一公共端口和2N個輸入/輸出端口，分別在所述公共端口與所述2N個輸入/輸出端口之間傳輸具有不同波長的光信號；兩個波長交錯器，在第一端口與第二端口之間傳輸在所述(去)復用器的所述公共端口與奇數(shù)號輸入/輸出端口之間傳輸?shù)木哂刑囟úㄩL的光信號，并阻塞具有不同波長的光信號；并且，在第一端口與第三端口之間傳輸在所述(去)復用器的所述公共端口與偶數(shù)號輸入/輸出端口之間傳輸?shù)木哂刑囟úㄩL的光信號，并阻塞具有不同波長的光信號；N個法布里-佩羅型激光二極管；以及N個光接收器，用于將輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并輸出它們，其特征在于所述N個法布里-佩羅型激光二極管分別與所述(去)復用器的奇數(shù)號端口相連接；所述N個光接收器分別與所述(去)復用器的偶數(shù)號端口相連接；所述(去)復用器的所述公共端口與第一波長交錯器的第一端口相連接；所述第一波長交錯器的第二端口與所述光回旋器的第二端口相連接；所述光回旋器的第一端口與所述寬帶光源相連接；所述光回旋器的第三端口與第二波長交錯器的第二端口相連接；并且所述第二波長交錯器的第三端口與所述第一波長交錯器的第三端口相連接。
2、 一種波分復用傳輸系統(tǒng)，包括 輸出寬帶光的寬帶光源；光回旋器，通過第二端口輸出通過第一端口輸入的光信號，并且通過 第三端口輸出通過第二端口輸入的光信號；2NX1 (去)復用器，具有一公共端口和2N個輸入/輸出端口，分別 在所述公共端口與所述2N個輸入/輸出端口之間傳輸具有不同波長的光 信號；兩個波分復用器，在第一端口與第二端口之間傳輸在所述(去)復用 器的所述公共端口與第1到第N輸入/輸出端口之間傳輸?shù)木哂刑囟úㄩL 的光信號，并阻塞具有不同波長的光信號；并且，在第一端口與第三端 口之間傳輸在所述(去)復用器的所述公共端口與第N+l到第2N輸入/ 輸出端口之間傳輸?shù)木哂刑囟úㄩL的光信號，并阻塞具有不同波長的光 信號；N個法布里-佩羅型激光二極管；以及N個光接收器，用于將輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并輸出它們， 其特征在于所述N個法布里-佩羅型激光二極管分別與所述(去)復用器的第1 到第N端口相連接；所述N個光接收器分別與所述(去)復用器的第N+1到第2N端口相 連接；所述(去)復用器的所述公共端口與第一波分復用器的第一端口相連接；所述第一波分復用器的第二端口與所述光回旋器的第二端口相連接； 所述光回旋器的第一端口與所述寬帶光源相連接； 所述光回旋器的第三端口與第二波分復用器的第二端口相連接；并且 所述第二波分復用器的第三端口與所述第一波分復用器的第三端口 相連接。
3、 一種波分復用傳輸系統(tǒng)，包括 輸出寬帶光的寬帶光源；光回旋器，通過第二端口輸出通過第一端口輸入的光信號，并且通過 第三端口輸出通過第二端口輸入的光信號；NX1 (去)復用器，具有一公共端口和N個輸入/輸出端口，分別在 所述公共端口與所述N個輸入/輸出端口之間傳輸具有不同波長的光信 號；N+2個波分復用器，在第一端口與第二端口之間傳輸在所述(去)復用器的所述公共端口與所述N個輸入/輸出端口之間傳輸?shù)?、具有在所?去)復用器的特定自由光譜范圍內(nèi)的特定波長的光信號，并阻塞具有不同波長的光信號；并且，在第一端口與第三端口之間傳輸具有與在所 述第一端口與所述第二端口之間傳輸?shù)乃龉庑盘柕牟ㄩL偏離所述自由光譜范圍的間隔的波長的光信號，并且阻塞具有不同波長的光信號； N個法布里-佩羅型激光二極管；以及N個光接收器，用于將輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并輸出它們， 其特征在于所述(去)復用器的所述N個輸入/輸出端口分別與第3到第N+2波 分復用器的第一端口相連接；所述N個法布里-佩羅型激光二極管分別與所述第3到第N+2波分復 用器的第二端口相連接；所述N個光接收器分別與所述第3到第N+2波分復用器的第三端口相 連接；所述(去)復用器的所述公共端口與第一波分復用器的第一端口相連接；所述第一波分復用器的第二端口與所述光回旋器的第二端口相連接； 所述光回旋器的第一端口與所述寬帶光源相連接； 所述光回旋器的第三端口與第二波分復用器的第二端口相連接；并且 所述第二波分復用器的第三端口與所述第一波分復用器的第三端口 相連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對所述(去)復用器的溫度進行控制的溫度 控制器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于直接調(diào)制所述N個法布里-佩羅型激光二極管的N個激光二極管驅(qū)動電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對所述N個法布里-佩羅型激光二極管的溫 度進行控制的N個溫度控制器。
7、 一種波分復用傳輸系統(tǒng)，包括 輸出寬帶光的寬帶光源；光回旋器，通過第二端口輸出通過第一端口輸入的光信號，并且通過 第三端口輸出通過第二端口輸入的光信號；NX1 (去)復用器，具有一公共端口和N個輸入/輸出端口，分別在 所述公共端口與所述N個輸入/輸出端口之間傳輸具有不同波長的光信 號；N個法布里-佩羅型激光二極管；外部調(diào)制器，其具有用于光信號的輸入端口和輸出端口，根據(jù)向其施 加的電信號調(diào)制通過所述輸入端口輸入的光信號，并通過所述輸出端口 輸出經(jīng)調(diào)制的信號；以及外部調(diào)制器驅(qū)動裝置，提供用于操作所述外部調(diào)制器的所述電信號，其特征在于所述N個法布里-佩羅型激光二極管分別與所述(去)復用器的所述N個輸入/輸出端口相連接；所述(去)復用器的所述公共端口與所述光回旋器的第二端口相連接； 所述光西旋器的第一端口與所述寬帶光源相連接；所述光回旋器的第三端口與所述外部調(diào)制器的所述輸入端口相連接； 并且所述外部調(diào)制器驅(qū)動裝置與所述外部調(diào)制器相連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括光接收器，該光接收器與所述外部調(diào)制器驅(qū)動裝 置的輸入端口相連接，從而將輸入到所述光接收器中的光信號轉(zhuǎn)換為電 信號，然后將所述電信號重新轉(zhuǎn)換為光信號并輸出所述經(jīng)重新轉(zhuǎn)換的光信號。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對所述(去)復用器的溫度進行控制的溫度 控制器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接在所述N個法布里-佩羅型激光二極管與所 述(去)復用器的所述N個輸入/輸出端口之間的N個偏振控制器。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接在所述光回旋器的所述第三端口與所述外部 調(diào)制器之間的偏振控制器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對所述N個法布里-佩羅型激光二極管的溫 度進行控制的N個溫度控制器。
13、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對所述(去)復用器的溫度進行控制的溫度 控制器。
14、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于直接調(diào)制所述N個法布里-佩羅型激光二極 管的N個激光二極管驅(qū)動電路。
15、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對所述N個法布里-佩羅型激光二極管的溫 度進行控制的N個溫度控制器。
16、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對所述(去)復用器的溫度進行控制的溫度 控制器。
17、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于直接調(diào)制所述N個法布里-佩羅型激光二極 管的N個激光二極管驅(qū)動電路。
18、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的波分復用傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于對所述N個法布里-佩羅型激光二極管的溫 度進行控制的N個溫度控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及波分復用傳輸系統(tǒng)。一種波分復用傳輸系統(tǒng)，包括寬帶光源；光回旋器；2N×1(去)復用器；兩個波長交錯器；N個法布里-佩羅型激光二極管；以及N個光接收器，其特征在于所述N個法布里-佩羅型激光二極管分別與所述(去)復用器的奇數(shù)號端口相連接；所述N個光接收器分別與所述(去)復用器的偶數(shù)號端口相連接；所述(去)復用器的所述公共端口與第一波長交錯器的第一端口相連接；所述第一波長交錯器的第二端口與所述光回旋器的第二端口相連接；所述光回旋器的第一端口與所述寬帶光源相連接；所述光回旋器的第三端口與第二波長交錯器的第二端口相連接；并且所述第二波長交錯器的第三端口與所述第一波長交錯器的第三端口相連接。
文檔編號H04J14/02GK101656591SQ20091017115
公開日2010年2月24日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者李昌熙, 金顯德 申請人:韓國科學技術(shù)院