專利名稱：基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器。
背景技術(shù)：
目前已經(jīng)非常成熟的波分復(fù)用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)和同步數(shù)字體系(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)相結(jié)合的技術(shù)，因其具有巨大的傳輸帶寬和數(shù)據(jù)傳輸透明性以及簡(jiǎn)單實(shí)用的保護(hù)技術(shù)，近幾年來(lái)得到迅速發(fā)展，成為光纖通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中一種主流技術(shù)。隨著越來(lái)越多的光傳輸系統(tǒng)升級(jí)為WDM系統(tǒng)，以及在WDM技術(shù)逐漸從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)和接入網(wǎng)滲透的過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)WDM技術(shù)在提高傳輸能力的同時(shí)，還具有無(wú)可比擬的聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)。在網(wǎng)絡(luò)傳輸容量已不成問(wèn)題的時(shí)候，另一個(gè)顯而易見(jiàn)地能提高網(wǎng)絡(luò)效率和靈活性的選擇是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用光學(xué)分插復(fù)用器(OADM，Optical Add and DropMultiplexer)。它能在一條WDM鏈路中間隨意上/下幾個(gè)波長(zhǎng)，而不必經(jīng)過(guò)電層上的處理，從而使WDM系統(tǒng)更加靈活地與其它節(jié)點(diǎn)形成連接，執(zhí)行聯(lián)網(wǎng)功能。目前OADM已成為研發(fā)人員，以及各類通信提供商和服務(wù)商都感興趣的研究熱點(diǎn)。
目前已有的用于光纖通信網(wǎng)絡(luò)中的OADM結(jié)構(gòu)通常利用光開(kāi)關(guān)和復(fù)用/解復(fù)用器相結(jié)合來(lái)完成對(duì)波長(zhǎng)的分插復(fù)用(Rajiv Ramaswami，Kumar N.Sivarajan著，樂(lè)孜純譯，光網(wǎng)絡(luò)(下卷)組網(wǎng)技術(shù)分析，pp34-40)。這種結(jié)構(gòu)雖然可以對(duì)任意波長(zhǎng)進(jìn)行分下和插入，但不能快速工作。其次，由于單個(gè)的光信號(hào)是由解復(fù)用器從復(fù)合光信號(hào)中解復(fù)用出來(lái)的，針對(duì)每一波長(zhǎng)的光信號(hào)該解復(fù)用器具有帶通濾波器的特性。這種帶通濾波器的串聯(lián)結(jié)果會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的通帶對(duì)于各個(gè)波長(zhǎng)變得很窄。另外，當(dāng)要處理的波長(zhǎng)數(shù)目增加時(shí)，基于光開(kāi)關(guān)的光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)的結(jié)構(gòu)尺寸會(huì)變得很大。
OADM的主要功能要求是選波，并對(duì)所選波長(zhǎng)分下和插入，除上述基于光開(kāi)關(guān)和復(fù)用/解復(fù)用器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)外，利用光纖光柵和聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF，Acousto-Optic Tunable Filter)也可以進(jìn)行選波，但具體的器件結(jié)構(gòu)和功能執(zhí)行方式未見(jiàn)報(bào)道，特別是能夠同時(shí)兼顧功率均衡、串?dāng)_抑制和針對(duì)各種ITU標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)和非標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)的OADM器件結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容為了解決已有的光學(xué)分插復(fù)用器不利于抑制串?dāng)_、功率均衡性能差的不足，本發(fā)明提供一種能夠抑制串?dāng)_、兼顧功率均衡的基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用了下述技術(shù)方案一種基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器，包括解復(fù)用器，用于對(duì)輸入的波分復(fù)用信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，從主信號(hào)中分離出某個(gè)百分比的光信號(hào)用于在線監(jiān)測(cè)；前置放大器，用于補(bǔ)償復(fù)用信號(hào)的線路損耗；光功率監(jiān)測(cè)模塊，由管理控制單元控制，監(jiān)測(cè)每個(gè)通路的中心波長(zhǎng)、光信噪比、光功率，當(dāng)檢測(cè)到光通道性能惡化時(shí)它向管理系統(tǒng)發(fā)送告警指示信號(hào)，使管理系統(tǒng)完成故障定位和保護(hù)倒換；分插濾波模塊，用于根據(jù)監(jiān)控信道信息以波長(zhǎng)為單位進(jìn)行本地業(yè)務(wù)下路或插入；所述的分插濾波模塊連接下路控制單元、插入控制單元、射頻控制單元、偏振色散補(bǔ)償單元、光放大單元、溫度控制單元；所述的插入控制單元的輸出端連接所述復(fù)用器；復(fù)用器，用于將插入控制單元加載的插入信號(hào)、分插濾波模塊中直通的信號(hào)、及監(jiān)控信道信息合波；功率放大器，用于對(duì)合波后的光信號(hào)進(jìn)行放大輸出，補(bǔ)償經(jīng)過(guò)整個(gè)光分插復(fù)用器引入的損耗；所述的分插濾波模塊為級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的聲光可調(diào)諧濾波器，所述的首級(jí)聲光可調(diào)諧濾波輸入端連接所述的解復(fù)用器的輸出端；
所述的前級(jí)聲光可調(diào)諧濾波包括兩個(gè)輸出端，第一輸出端通過(guò)下路1×2光開(kāi)關(guān)連接功率衰減器及所述的下路控制單元，當(dāng)復(fù)用信號(hào)波長(zhǎng)間隔較大時(shí)，所述的下路1×2光開(kāi)關(guān)受所述管理控制單元控制直接接入所述的下路控制單元；第二輸出端通過(guò)級(jí)聯(lián)1×2光開(kāi)關(guān)連接后級(jí)聲光可調(diào)諧濾波，當(dāng)復(fù)用信號(hào)波長(zhǎng)間隔較大時(shí)，所述的級(jí)聯(lián)1×2光開(kāi)關(guān)受管理控制單元控制直接連接所述的復(fù)用器；所述的末級(jí)聲光可調(diào)諧濾波的第一輸出端連接所述的下路控制單元，第二輸出端直接連接所述的復(fù)用器；所述功率衰減器用于前級(jí)聲光可調(diào)諧濾波第一輸出端與后級(jí)聲光可調(diào)諧濾波第一輸出端的功率均衡。
作為優(yōu)選的一種方案所述的下路1×2光開(kāi)關(guān)包括直接與下路控制單元連接的直通端、與光學(xué)衰減器連接的衰減端，所述的光學(xué)衰減器的輸出端連接下路控制單元。
作為優(yōu)選的另一種方案所述的下路控制單元包括與聲光可調(diào)諧濾波器的第一輸出端連接的耦合器，所述的耦合器連接分路器，所述的分路器經(jīng)過(guò)用于實(shí)現(xiàn)每一路信號(hào)選擇的聲光可調(diào)諧濾波器后被用戶接收；所述的插入控制單元包括第一集成半導(dǎo)體激光器陣列、復(fù)用器、分路耦合器、用以選擇波長(zhǎng)的聲光可調(diào)諧濾波器、合路耦合器，所述的集成半導(dǎo)體激光器的輸出端連接復(fù)用器，所述的復(fù)用器的輸出端連接分路耦合器，所述的耦合器的輸出端連接聲光可調(diào)諧濾波器，所述的聲光可調(diào)諧濾波器的輸出端連接合路耦合器。
作為優(yōu)選的再一種方案在所述的插入控制單元中，所述的聲光可調(diào)諧濾波器與合路耦合器之間設(shè)有光轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于提供信號(hào)的接入，將非標(biāo)準(zhǔn)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)，所述的光轉(zhuǎn)發(fā)模塊包括整形單元、放大單元以及定時(shí)再生單元，調(diào)制后再與其他波長(zhǎng)合路。
進(jìn)一步，所述的聲光可調(diào)濾波與復(fù)用器之間設(shè)有偏振色散補(bǔ)償單元，用于消除未經(jīng)處理的直通信號(hào)TE與TM模式存在的傳播速度間的差異。
再進(jìn)一步，所述的光學(xué)分插復(fù)用器還包括保護(hù)倒換模塊、用于分插濾波模塊故障時(shí)替換的冗余配置模塊，所述的前置放大器與分插濾波模塊、復(fù)用器與功率放大模塊之間均設(shè)有保護(hù)倒換模塊，所述的保護(hù)倒換模塊、冗余配置模塊皆通過(guò)管理控制單元控制。
本發(fā)明的工作原理是聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF)的光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)結(jié)構(gòu)，包括有以下主要的功能模塊分插濾波模塊、下路控制單元、插入控制單元、射頻控制單元、光功率均衡單元、色散補(bǔ)償、光放大設(shè)備、網(wǎng)元管理單元(EMU，Element Management Unit)和光監(jiān)控信道單元(OSC，Optical SupervisoryChannel)，如圖1所示。模塊化對(duì)應(yīng)的具體設(shè)計(jì)如圖2，光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)首先對(duì)輸入的WDM信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，然后提取監(jiān)控信道信息，光監(jiān)測(cè)模塊對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的物理量包括每個(gè)通路的中心波長(zhǎng)、光信噪比、光功率，管理控制單元對(duì)其進(jìn)行控制，使之處于最佳工作狀態(tài)，并輸出檢測(cè)結(jié)果。OADM檢測(cè)到光通道性能惡化時(shí)它向管理系統(tǒng)發(fā)送告警指示信號(hào)，使管理系統(tǒng)完成故障定位和保護(hù)倒換。其余信號(hào)波長(zhǎng)經(jīng)前置放大器和色散補(bǔ)償單元補(bǔ)償線路損耗和色散后，則由分插控制模塊根據(jù)監(jiān)控信道信息以波長(zhǎng)為單位進(jìn)行本地業(yè)務(wù)下路和插入，下路和插入的靈活控制由插入控制單元、下路控制單元和射頻控制單元配合實(shí)現(xiàn)，其它配置如偏振色散補(bǔ)償、光放大、溫度控制用以保證光通信對(duì)傳輸光信號(hào)的常規(guī)要求。在這里，波長(zhǎng)可以透明地在OADM中直通以及分插復(fù)用，各信號(hào)波長(zhǎng)功率均衡后，與加入的監(jiān)控信號(hào)一起經(jīng)復(fù)用器合波，最后被光放大設(shè)備放大輸出，從而實(shí)現(xiàn)本地信號(hào)的全光透明分插復(fù)用。為防止因光纖斷裂和OADM器件的損壞，可以設(shè)置保護(hù)倒換模塊，并為OADM器件配置冗余結(jié)構(gòu)。
所述分插濾波模塊的選波功能由具有調(diào)諧速度快、調(diào)諧范圍寬、多波長(zhǎng)同時(shí)獨(dú)立可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)的聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF)完成，其選波過(guò)程如圖3所示。包含λ1至λ5五個(gè)波長(zhǎng)的入射光經(jīng)過(guò)一個(gè)指向耦合型模分離器，五個(gè)波的TE模和TM模分別進(jìn)入上/下兩個(gè)平行的光波導(dǎo)。滿足相位匹配條件的光波長(zhǎng)(假設(shè)為λ5)的TE和TM模式在聲光作用區(qū)完全轉(zhuǎn)換，而其他波長(zhǎng)的光波模式不轉(zhuǎn)換，最后所有光波的TE和TM模式都重新結(jié)合成偏振無(wú)關(guān)的光波，從而達(dá)到滿足相位匹配條件的光波(λ5)從下面的光波導(dǎo)出射，其余光波(λ1λ2λ3λ4)從上面的光波導(dǎo)出射的效果。
所述分插濾波模塊采用級(jí)聯(lián)AOTF，并結(jié)合光開(kāi)關(guān)和光學(xué)衰減器(ATT，Attenuator)共同構(gòu)成，能夠同時(shí)兼顧功率均衡和串?dāng)_抑制，具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。其中抑制串?dāng)_是通過(guò)采用級(jí)聯(lián)AOTF結(jié)構(gòu)對(duì)波長(zhǎng)間離來(lái)實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)每一級(jí)AOTF選擇波長(zhǎng)的最小間隔為2ε，小于此值將出現(xiàn)串?dāng)_。而光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)要求選擇波長(zhǎng)間隔為ε，若采用單級(jí)AOTF構(gòu)架OADM則顯然會(huì)有串?dāng)_出現(xiàn)。抑制串?dāng)_可采用本發(fā)明圖4所示的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下首級(jí)AOTF下路下標(biāo)為奇數(shù)的波長(zhǎng)，次級(jí)AOTF下路下標(biāo)為偶數(shù)的波長(zhǎng)。假設(shè)要求下路的波長(zhǎng)為λ1λ2λ5λ7，首級(jí)AOTF只需選擇與波長(zhǎng)λ1λ5λ7相應(yīng)的射頻信號(hào)頻率下載波長(zhǎng)為λ1λ5λ7的光信號(hào)，而直通其余的信號(hào)，次級(jí)AOTF選擇與波長(zhǎng)λ2相應(yīng)的射頻信號(hào)，下載波長(zhǎng)為λ2的光信號(hào)。由于波長(zhǎng)為λ2的光信號(hào)與波長(zhǎng)為λ1λ5λ7的光信號(hào)分別在不同的AOTF中下載，因而每一級(jí)AOTF都滿足選擇波長(zhǎng)的最小間隔2ε，兩級(jí)級(jí)聯(lián)后選擇波長(zhǎng)的最小間隔可以達(dá)到ε，這樣既滿足了OADM選擇波長(zhǎng)間隔ε的要求，又不會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_。其實(shí)質(zhì)是通過(guò)增加AOTF的數(shù)量來(lái)?yè)Q取串?dāng)_的抑制。由于基于鈮酸鋰晶體的聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF)具有集成特性，可以很方便地將多級(jí)AOTF刻在一塊鈮酸鋰晶體襯底上，級(jí)聯(lián)后器件的體積仍然很小，控制依然簡(jiǎn)單。值得注意的是，在采用多級(jí)AOTF結(jié)構(gòu)時(shí)，由于每一級(jí)AOTF都會(huì)引入損耗，直通信道與分插信道的光功率差別較大，因此需要進(jìn)行功率均衡。如圖4所示，本發(fā)明在只經(jīng)過(guò)一級(jí)AOTF下路的λ1λ5λ7之后設(shè)置了光學(xué)衰減器(ATT)，使其與經(jīng)過(guò)兩級(jí)AOTF下路的λ2信號(hào)實(shí)現(xiàn)輸出功率均衡。當(dāng)OADM要求的下路光信號(hào)之間的最小波長(zhǎng)間隔為2ε，則無(wú)需多級(jí)AOTF級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，此時(shí)只要將光開(kāi)關(guān)切換到圖中虛線位置，即可避免多級(jí)AOTF的功率損耗和光學(xué)衰減器的使用。
所述下路控制單元、插入控制單元如圖5和圖6所示，主要涉及OADM器件下路、插入和直通特定波長(zhǎng)的功能的實(shí)現(xiàn)。
下路控制單元實(shí)現(xiàn)下路信號(hào)的接收。如圖5所示，經(jīng)一級(jí)或兩級(jí)AOTF下路的多波長(zhǎng)信號(hào)，被一個(gè)1×n的耦合器分路(圖中示出為4路，實(shí)際分路數(shù)目由用戶數(shù)決定，亦等同于AOTF射頻信號(hào)源同時(shí)激發(fā)的聲波信號(hào)的數(shù)量)。分路后的信號(hào)仍為復(fù)用信號(hào)，再經(jīng)過(guò)AOTF濾波實(shí)現(xiàn)每一路信號(hào)的選擇，最后被用戶接收。
若插入的波長(zhǎng)為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)，插入控制單元將按照G.692規(guī)范產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的光波長(zhǎng)以上傳信息。如圖5所示，標(biāo)準(zhǔn)光波長(zhǎng)由集成半導(dǎo)體激光器(LD，Laser Diode)陣列產(chǎn)生，每個(gè)LD單元可以產(chǎn)生8個(gè)離散光譜，分別由1#～4#LD單元，產(chǎn)生4個(gè)波段的標(biāo)準(zhǔn)光信號(hào)，以升級(jí)擴(kuò)展為32路波分復(fù)用系統(tǒng)。集成LD陣列的輸出光信號(hào)可直接輸出，但為了使輸出光接口達(dá)到通用的目的，即本地上載業(yè)務(wù)不論在哪個(gè)端口都能以8路標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)中的任意一路波長(zhǎng)插入(只要各業(yè)務(wù)所選擇的波長(zhǎng)不發(fā)生重用)，LD單元輸出的光信號(hào)首先需經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)用器復(fù)用為8路光復(fù)用信號(hào)，再通過(guò)1×8的耦合器均分成8路，每一路通過(guò)一個(gè)可調(diào)諧濾波器AOTF以選擇任意一個(gè)波長(zhǎng)。為滿足同時(shí)上載4路信號(hào)的需要，各本地業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)調(diào)制后，通過(guò)1個(gè)4×1的合波器合波，再與AOTF的直通信號(hào)一起上傳到傳輸線上。若需升級(jí)為32路的系統(tǒng)，只需配置不同波段的四個(gè)光發(fā)射模塊，再通過(guò)4×1的合波器合波后，與AOTF的直通信號(hào)上傳到傳輸線上。
根據(jù)目前業(yè)務(wù)IP化和傳輸全光化的發(fā)展趨勢(shì)，將OADM設(shè)備設(shè)計(jì)成既能支持SDH接口，又能支持千兆位以太網(wǎng)接口的開(kāi)放式單元，兼容任何滿足ITU-T所建議的WDM光接口要求的信號(hào)，則需要經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換處理。此時(shí)插入控制單元需配置光轉(zhuǎn)發(fā)模塊(OTU，Opticai Transponder Unit)，它的主要作用就是提供信號(hào)的接入，將非標(biāo)準(zhǔn)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)。對(duì)于不同的客戶，在OTU的客戶端上應(yīng)提供不同的帶寬接入能力，為了有效的利用波長(zhǎng)，它還應(yīng)具備一定的復(fù)用能力。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形、放大并提取時(shí)鐘的OTU稱3R OTU，特別適用于接入業(yè)務(wù)皆為SDH信號(hào)的情況，因此對(duì)于上層結(jié)構(gòu)為SDH的網(wǎng)絡(luò)，我們采用了3R OTU。而不對(duì)信號(hào)提取時(shí)鐘的OTU稱2R OTU，對(duì)信號(hào)的比特速率是透明的，適用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
圖6所示為本發(fā)明引入OTU后的插入控制單元結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Ω鞣NITU標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)和非標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)分插復(fù)用功能。利用光電二極管PIN或者雪崩光電二級(jí)管APD將SDH信號(hào)或來(lái)自其他OADM及OXC節(jié)點(diǎn)的非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)接收下來(lái)，經(jīng)過(guò)整形、放大和再定時(shí)后，變換成符合要求的ITU標(biāo)準(zhǔn)光信號(hào)發(fā)送出去。需要注意的是，對(duì)于插入波長(zhǎng)端的OTU，其接收端是來(lái)自客戶的信號(hào)，要求它的光參數(shù)要符合客戶端設(shè)備相應(yīng)的業(yè)務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)。比如客戶端是SDH設(shè)備，接入的是SDH信號(hào)，那么要求OTU接收端應(yīng)符合G.957要求的光接口規(guī)范；而對(duì)于接入GE信號(hào)，就要求符合IEEE802.3規(guī)范。同時(shí)要求對(duì)STM-N信號(hào)結(jié)構(gòu)的SDH、ATM或IP POS(IPover SDH)業(yè)務(wù)應(yīng)具有再生段開(kāi)銷B1和J0字節(jié)的監(jiān)視功能。對(duì)于過(guò)載的信號(hào)可以利用衰耗器，將信號(hào)功率調(diào)整到上路OTU的最佳接收位置。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在在完成光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)基本的按需下路、插入和直通波長(zhǎng)的功能基礎(chǔ)之上，特別是1、采用級(jí)聯(lián)AOTF，并結(jié)合光開(kāi)關(guān)和光學(xué)衰減器(ATT)共同構(gòu)架分插濾波模塊，因此能夠同時(shí)兼顧功率均衡和串?dāng)_抑制；2、在插入控制模塊中引入光轉(zhuǎn)發(fā)模塊(OTU)，能夠針對(duì)各種ITU標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)和非標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)進(jìn)行分下、插入和直通功能。


圖1是本發(fā)明基于聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF)的光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明基于聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF)的光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)具體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是不依賴偏振的AOTF結(jié)構(gòu)及其選波過(guò)程示意圖。
圖4是抑制串?dāng)_結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是基于聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF)的光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)的下路、插入控制系統(tǒng)示意圖。
圖6是加入OTU后的插入控制單元示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖5，圖6，一種基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器，包括解復(fù)用器，用于對(duì)輸入的波分復(fù)用信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，從主信號(hào)中分離出某個(gè)百分比的光信號(hào)用于在線監(jiān)測(cè)；前置放大器，用于補(bǔ)償復(fù)用信號(hào)的線路損耗；光功率監(jiān)測(cè)模塊，由管理控制單元控制，當(dāng)OADM監(jiān)測(cè)每個(gè)通路的中心波長(zhǎng)、光信噪比、光功率，當(dāng)檢測(cè)到光通道性能惡化時(shí)它向管理系統(tǒng)發(fā)送告警指示信號(hào)，使管理系統(tǒng)完成故障定位和保護(hù)倒換；分插濾波模塊，用于根據(jù)監(jiān)控信道信息以波長(zhǎng)為單位進(jìn)行本地業(yè)務(wù)下路或插入；所述的分插濾波模塊連接下路控制單元、插入控制單元、射頻控制單元、偏振色散補(bǔ)償單元、光放大單元、溫度控制單元；所述的插入控制單元的輸出端連接所述復(fù)用器；復(fù)用器，用于將插入控制單元加載的插入信號(hào)、分插濾波模塊中直通的信號(hào)、及監(jiān)控信道信息合波；功率放大器，用于對(duì)合波后的光信號(hào)進(jìn)行放大輸出，補(bǔ)償經(jīng)過(guò)整個(gè)光分插復(fù)用器引入的損耗；所述的分插濾波模塊為級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的聲光可調(diào)諧濾波器，所述的首級(jí)聲光可調(diào)諧濾波輸入端連接所述的解復(fù)用器的輸出端；所述的前級(jí)聲光可調(diào)諧濾波包括兩個(gè)輸出端，第一輸出端通過(guò)下路1×2光開(kāi)關(guān)連接功率衰減器及所述的下路控制單元，當(dāng)復(fù)用信號(hào)波長(zhǎng)間隔較大時(shí)，所述的下路1×2光開(kāi)關(guān)受所述管理控制單元控制直接接入所述的下路控制單元；第二輸出端通過(guò)級(jí)聯(lián)1×2光開(kāi)關(guān)連接后級(jí)聲光可調(diào)諧濾波，當(dāng)復(fù)用信號(hào)波長(zhǎng)間隔較大時(shí)，所述的級(jí)聯(lián)1×2光開(kāi)關(guān)受管理控制單元控制直接連接所述的復(fù)用器；所述的末級(jí)聲光可調(diào)諧濾波的第一輸出端連接所述的下路控制單元，第二輸出端直接連接所述的復(fù)用器；所述功率衰減器用于前級(jí)聲光可調(diào)諧濾波第一輸出端與后級(jí)聲光可調(diào)諧濾波第一輸出端的功率均衡。
所述的下路1×2光開(kāi)關(guān)包括直接與下路控制單元連接的直通端、與光學(xué)衰減器連接的衰減端，所述的光學(xué)衰減器的輸出端連接下路控制單元。
所述的下路控制單元包括與聲光可調(diào)諧濾波器的第一輸出端連接的耦合器，所述的耦合器連接分路器，所述的分路器經(jīng)過(guò)用于實(shí)現(xiàn)每一路信號(hào)選擇的聲光可調(diào)諧濾波器后被用戶接收；插入控制單元包括第一集成半導(dǎo)體激光器陣列、復(fù)用器、分路耦合器、用以選擇波長(zhǎng)的聲光可調(diào)諧濾波器、合路耦合器，所述的集成半導(dǎo)體激光器的輸出端連接復(fù)用器，所述的復(fù)用器的輸出端連接分路耦合器，所述的耦合器的輸出端連接聲光可調(diào)諧濾波器，所述的聲光可調(diào)諧濾波器的輸出端連接合路耦合器；在所述的插入控制單元中，所述的聲光可調(diào)諧濾波器與合路耦合器之間設(shè)有光轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于提供信號(hào)的接入，將非標(biāo)準(zhǔn)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)，所述的光轉(zhuǎn)發(fā)模塊包括整形單元、放大單元以及定時(shí)再生單元，調(diào)制后再與其他波長(zhǎng)合路。
聲光可調(diào)濾波與復(fù)用器之間設(shè)有偏振色散補(bǔ)償單元，光學(xué)分插復(fù)用器還包括保護(hù)倒換模塊、冗余配置模塊，所述的前置放大器與分插濾波模塊、復(fù)用器與功率放大模塊之間均設(shè)有保護(hù)倒換模塊，所述的冗余配置模塊用于分插濾波模塊故障時(shí)的替換，兩者皆通過(guò)網(wǎng)元管理控制單元控制。
假設(shè)輸入的信號(hào)為λ1...λ32的32路波分復(fù)用光信號(hào)，需要下路λ1λ2λ5λ7信號(hào)、插入λ1λ2λ5λ7信號(hào)，其他信號(hào)直通。本發(fā)明光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)首先對(duì)輸入的32路信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，然后提取監(jiān)控信道信息，其余信號(hào)波長(zhǎng)經(jīng)前置放大器補(bǔ)償線路損耗后，則由分插濾波模塊3根據(jù)監(jiān)控信道信息以波長(zhǎng)為單位進(jìn)行本地業(yè)務(wù)下路/插入，下路/插入的靈活控制由插入控制單元、下路控制單元和射頻控制單元配合實(shí)現(xiàn)。假設(shè)光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)要求選擇波長(zhǎng)間隔為ε，即32路信號(hào)的信道間隔為ε，而AOTF選擇波長(zhǎng)的最小間隔為2ε，小于此值則將出現(xiàn)串?dāng)_。第一級(jí)AOTF下路下標(biāo)為奇數(shù)的波長(zhǎng)，即射頻控制單元選擇與波長(zhǎng)λ1λ5λ7相應(yīng)的射頻信號(hào)頻率下載波長(zhǎng)為λ1λ5λ7的光信號(hào)，而直通其余的信號(hào)。設(shè)置于第一級(jí)AOTF之后的1×2光開(kāi)關(guān)打在圖3中實(shí)線位置處，因此λ2λ3λ4λ6λ8...λ32還將經(jīng)過(guò)第二級(jí)AOTF，第二級(jí)AOTF選擇與波長(zhǎng)λ2相應(yīng)的射頻信號(hào)，下載波長(zhǎng)為λ2的光信號(hào)。由于波長(zhǎng)為λ2的光信號(hào)與波長(zhǎng)為λ1λ5λ7的光信號(hào)分別在不同的AOTF中下載，因而每一級(jí)AOTF都滿足選擇波長(zhǎng)的最小間隔2ε，兩級(jí)級(jí)聯(lián)后選擇波長(zhǎng)的最小間隔可以達(dá)到ε，這樣既滿足了OADM選擇波長(zhǎng)間隔ε的要求，又不會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_。只經(jīng)過(guò)一級(jí)AOTF下路的λ1λ5λ7信號(hào)分別經(jīng)過(guò)光學(xué)衰減器(ATT)進(jìn)行功率衰減，使其與經(jīng)過(guò)兩級(jí)AOTF下路的λ2信號(hào)實(shí)現(xiàn)輸出功率均衡。
經(jīng)第一級(jí)和第二級(jí)AOTF下路的多波長(zhǎng)信號(hào)，被一個(gè)1×4的耦合器分路。分路后的信號(hào)仍為復(fù)用信號(hào)，再經(jīng)過(guò)AOTF濾波器分別濾出λ1λ2λ5λ7信號(hào)，實(shí)現(xiàn)單個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)的選擇，最后送往客戶端接口，被用戶接收。若插入的λ1λ2λ7波長(zhǎng)為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)，插入控制單元將按照G.692規(guī)范產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的光波長(zhǎng)以上傳信息。標(biāo)準(zhǔn)光波長(zhǎng)由集成半導(dǎo)體激光器(LD)陣列1#產(chǎn)生，產(chǎn)生的光信號(hào)首先經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)用器復(fù)用為4路光復(fù)用信號(hào)，再通過(guò)1×4的耦合器均分成4路，每一路通過(guò)一個(gè)可調(diào)諧濾波器AOTF以選擇任意一個(gè)波長(zhǎng)，按要求分別選出λ1λ2λ5λ7信號(hào)，通過(guò)1個(gè)4×1的合波器合波，再與AOTF的直通信號(hào)一起上傳到傳輸線上。
若用戶上傳的信號(hào)為ITU非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，則先將用戶上傳的4路信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)用器復(fù)用為4路光復(fù)用信號(hào)，再通過(guò)1×4的耦合器均分成4路，每一路通過(guò)一個(gè)可調(diào)諧濾波器AOTF以選擇任意一個(gè)波長(zhǎng)，按要求分別選出λ1λ2λ5λ7信號(hào)，然后讓這4路信號(hào)中的ITU非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)OTU，轉(zhuǎn)換成ITU標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再通過(guò)1個(gè)4×1的合波器合波，與AOTF的直通信號(hào)一起上傳到傳輸線上。傳輸線上的各信號(hào)波長(zhǎng)再通過(guò)功率控制模塊進(jìn)行功率均衡，然后與加入的監(jiān)控信號(hào)一起經(jīng)復(fù)用器合波，最后被光放大設(shè)備放大輸出，從而實(shí)現(xiàn)本地信號(hào)的全光透明分插復(fù)用。
權(quán)利要求
1.一種基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器，包括解復(fù)用器，用于對(duì)輸入的波分復(fù)用信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，從主信號(hào)中分離出某個(gè)百分比的光信號(hào)用于在線監(jiān)測(cè)；前置放大器，用于補(bǔ)償復(fù)用信號(hào)的線路損耗；光功率監(jiān)測(cè)模塊，由管理控制單元控制，監(jiān)測(cè)每個(gè)通路的中心波長(zhǎng)、光信噪比、光功率，當(dāng)檢測(cè)到光通道性能惡化時(shí)它向管理系統(tǒng)發(fā)送告警指示信號(hào)，使管理系統(tǒng)完成故障定位和保護(hù)倒換；分插濾波模塊，用于根據(jù)監(jiān)控信道信息以波長(zhǎng)為單位進(jìn)行本地業(yè)務(wù)下路或插入；所述的分插濾波模塊連接下路控制單元、插入控制單元、射頻控制單元、偏振色散補(bǔ)償單元、光放大單元、溫度控制單元；所述的插入控制單元的輸出端連接所述復(fù)用器；復(fù)用器，用于將插入控制單元加載的插入信號(hào)、分插濾波模塊中直通的信號(hào)、及監(jiān)控信道信息合波；功率放大器，用于對(duì)合波后的光信號(hào)進(jìn)行放大輸出，補(bǔ)償經(jīng)過(guò)整個(gè)光分插復(fù)用器引入的損耗；其特征在于所述的分插濾波模塊為級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的聲光可調(diào)諧濾波器，所述的首級(jí)聲光可調(diào)諧濾波輸入端連接所述的解復(fù)用器的輸出端；所述的前級(jí)聲光可調(diào)諧濾波包括兩個(gè)輸出端，第一輸出端通過(guò)下路1×2光開(kāi)關(guān)連接功率衰減器及所述的下路控制單元，當(dāng)復(fù)用信號(hào)波長(zhǎng)間隔較大時(shí)，所述的下路1×2光開(kāi)關(guān)受所述管理控制單元控制直接接入所述的下路控制單元；第二輸出端通過(guò)級(jí)聯(lián)1×2光開(kāi)關(guān)連接后級(jí)聲光可調(diào)諧濾波，當(dāng)復(fù)用信號(hào)波長(zhǎng)間隔較大時(shí)，所述的級(jí)聯(lián)1×2光開(kāi)關(guān)受管理控制單元控制直接連接所述的復(fù)用器；所述的末級(jí)聲光可調(diào)諧濾波的第一輸出端連接所述的下路控制單元，第二輸出端直接連接所述的復(fù)用器；所述功率衰減器用于前級(jí)聲光可調(diào)諧濾波第一輸出端與后級(jí)聲光可調(diào)諧濾波第一輸出端的功率均衡。
2.如權(quán)利要求1所述的基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器，其特征在于所述的下路1×2光開(kāi)關(guān)包括直接與下路控制單元連接的直通端、與光學(xué)衰減器連接的衰減端，所述的光學(xué)衰減器的輸出端連接下路控制單元。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器，其特征在于所述的下路控制單元包括與聲光可調(diào)諧濾波器的第一輸出端連接的耦合器，所述的耦合器連接分路器，所述的分路器經(jīng)過(guò)用于實(shí)現(xiàn)每一路信號(hào)選擇的聲光可調(diào)諧濾波器后被用戶接收；所述的插入控制單元包括第一集成半導(dǎo)體激光器陣列、復(fù)用器、分路耦合器、用以選擇波長(zhǎng)的聲光可調(diào)諧濾波器、合路耦合器，所述的集成半導(dǎo)體激光器的輸出端連接復(fù)用器，所述的復(fù)用器的輸出端連接分路耦合器，所述的耦合器的輸出端連接聲光可調(diào)諧濾波器，所述的聲光可調(diào)諧濾波器的輸出端連接合路耦合器。
4.如權(quán)利要求3所述的基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器，其特征在于在所述的插入控制單元中，所述的聲光可調(diào)諧濾波器與合路耦合器之間設(shè)有光轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于提供信號(hào)的接入，將非標(biāo)準(zhǔn)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)，所述的光轉(zhuǎn)發(fā)模塊包括整形單元、放大單元以及定時(shí)再生單元，調(diào)制后再與其他波長(zhǎng)合路。
5.如權(quán)利要求4所述的基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器，其特征在于所述的聲光可調(diào)濾波與復(fù)用器之間設(shè)有偏振色散補(bǔ)償單元，用于消除未經(jīng)處理的直通信號(hào)TE與TM模式存在的傳播速度間的差異。
6.如權(quán)利要求5所述的基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器，其特征在于所述的光學(xué)分插復(fù)用器還包括保護(hù)倒換模塊、用于分插濾波模塊故障時(shí)替換的冗余配置模塊，所述的前置放大器與分插濾波模塊、復(fù)用器與功率放大模塊之間均設(shè)有保護(hù)倒換模塊，所述的保護(hù)倒換模塊、冗余配置模塊皆通過(guò)管理控制單元控制。
全文摘要
一種基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器(OADM)，屬于光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，其中的分插濾波模塊為級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的聲光可調(diào)諧濾波器，首級(jí)聲光可調(diào)諧濾波輸入端連接所述的解復(fù)用器的輸出端；前級(jí)聲光可調(diào)諧濾波包括兩個(gè)輸出端，第一輸出端通過(guò)下路1×2光開(kāi)關(guān)連接功率衰減器及下路控制單元；第二輸出端通過(guò)級(jí)聯(lián)1×2光開(kāi)關(guān)連接后級(jí)聲光可調(diào)諧濾波，光開(kāi)關(guān)連接管理控制單元；末級(jí)聲光可調(diào)諧濾波的第一輸出端連接所述的插入控制單元，第二輸出端直接連接復(fù)用器；功率衰減器用于前級(jí)聲光可調(diào)諧濾波第一輸出端與后級(jí)聲光可調(diào)諧濾波第一輸出端的功率均衡。本發(fā)明提供一種能夠抑制串?dāng)_、兼顧功率均衡的基于聲光可調(diào)諧濾波器的光學(xué)分插復(fù)用器。
文檔編號(hào)H04B10/12GK1870469SQ20061005172
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者樂(lè)孜純, 王瀟瀟, 張明, 劉愷, 全必勝 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)