CN102932053A - 一种光通信通道的监控器及其监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于平面波导技术的光通道通信监控器，包括阵列光电探测器耦合连接在阵列平面波导光栅的输出端，光通道通信监控器还包括平面波导光开关耦合连接在阵列平面波导光栅的输入端。平面波导光开关包括至少两个输出端，阵列平面波导光栅的输入端包括至少两个输入通道，阵列平面波导光栅的输出端包括多个输出通道；阵列光电探测器包括多个探头分别监控阵列平面波导光栅的多个输出通道。本发明还提出一种光通信通道的监控方法，将一个光信号分时切换到多个输出端口输出的步骤；从不同输入通道分时输入光信号的步骤；从阵列平面波导光栅的输出端分时获得输出的光信号的步骤；对阵列平面波导光栅的输出端输出的光信号分时检测的步骤。

Description

一种光通信通道的监控器及其监控方法
技术领域
 本发明涉及光通信通道的监控器及其监控方法，特别涉及一种基于平面波导技术的光通信通道的监控器及其监控方法。
背景技术
目前光通道通信的监控器主要有以下几种实现方式：可调滤波器加光电探测器，体光栅或闪耀布拉格光栅加阵列光电探测器，以及平面波导阵列光栅加阵列光电探测器等等。上述所列的各种实现方式，目前均有产品在业界使用，这些方式各有优缺点：对于可调滤波器加光电探测器的实现方式而言，因为其中可能存在移动的器件，产品在长期的可靠性和产品性能的稳定性方面存在不足，而且其扫描检测速度比较慢。对于体光栅或闪耀布拉格光栅加阵列光电探测器而言，由于光栅的衍射效率限制，对应使用的阵列光电探测器有特殊要求，两者结合起来，其主要缺点是成本高，且由于其采用自由空间装配和准直工艺，工艺复杂，可靠性也不容乐观。平面波导光栅加阵列光电探测器具有比较明显的优势，但目前所知的产品多数为每个通道需要一个光电探测器，且由于通道间隔不能调整，这样就限制了这类产品的应用，尤其目前用户希望光通道检测器可以支持50GHz以上的光栅密度，96通道甚至更多的通道监控需求，如果要支持全部通道监控，其成本也会很高，以至于客户无法接受。
发明内容
目前光通道通信的监控器主要有以下几种实现方式：可调滤波器加光电探测器，体光栅或闪耀布拉格光栅加阵列光电探测器，以及平面波导阵列光栅加阵列光电探测器等等。上述所列的各种实现方式，目前均有产品在业界使用，这些方式各有优缺点：对于可调滤波器加光电探测器的实现方式而言，因为其中可能存在移动的器件，产品在长期的可靠性和产品性能的稳定性方面存在不足，而且其扫描检测速度比较慢。对于体光栅或闪耀布拉格光栅加阵列光电探测器而言，由于光栅的衍射效率限制，对应使用的阵列光电探测器有特殊要求，两者结合起来，其主要缺点是成本高，且由于其采用自由空间装配和准直工艺，工艺复杂，可靠性也不容乐观。平面波导光栅加阵列光电探测器具有比较明显的优势，但目前所知的产品多数为每个通道需要一个光电探测器，且由于通道间隔不能调整，这样就限制了这类产品的应用，尤其目前用户希望光通道检测器可以支持50GHz以上的光栅密度，96通道甚至更多的通道监控需求，如果要支持全部通道监控，其成本也会很高，以至于客户无法接受。
附图说明
图1是现有技术中阵列平面波导光栅监控器的结构方框图。
图2是本发明所揭露的阵列平面波导光栅监控器的结构方框图。
图3是本发明所揭露的阵列平面波导光栅监控器对光信号解复用的监控过程图一。
图4是本发明所揭露的阵列平面波导光栅监控器对光信号解复用的监控过程图二。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明最佳实施例。
如图1所示，是现有技术中阵列平面波导光栅监控器10的原理示意图。在阵列平面波导光栅101的输出端连接阵列光电探测器102，阵列光电探测器102的每个探头探测阵列平面波导光栅101的输出端输出的一路光信号。
如图2所示，是本发明所揭露的阵列平面波导光栅监控系统20的方框图。阵列平面波导光栅监控系统20包括阵列平面波导光栅220、阵列光电探测器240和平面波导光开关210，为了便于阵列光电探测器240输入通道与阵列平面波导光栅220输出端输出通道相匹配，在两者之间也可以增加光导向波导230。平面波导光开关和阵列平面波导光栅之间，阵列平面波导光栅和阵列光电探测器或光导向波导之间，以及导向波导和阵列光电探测器之间均采用胶粘合工艺实现两两之间的耦合连接。平面波导光开关210可以将输入光信号分时切换到其输出通道的任意一个通道，阵列平面波导光栅监控系统20还包括一个控制器250用于控制平面波导光开关210输出端的切换状态。
图3所示，是本发明所揭露的阵列平面波导光栅监控器对光信号解复用的监控过程图一。为了便于说明，本发明中，平面波导光开关310具有4个输出端，匹配具有4个输入通道的阵列平面波导光栅320。平面波导光开关310的输出端胶粘合阵列平面波导光栅320的输入端，光导向波导330的输入端胶粘合阵列平面波导光栅320的输出端，光导向波导330的输出端胶粘合阵列光电探测器340。增加光导向波导330的目的是为了便于阵列光电探测器340的输入通道与阵列平面波导光栅320输出端输出通道相匹配。 阵列平面波导光栅320的输入端有4个输入通道，为方便说明，将入射点分别标示为A、B、C、D，输出端有24个输出通道，分别标示为1、2、3……24。根据入射点的不同，平面波导320将从不同输入通道输入的同一复合光信号解复用成不同的光信号经由输出通道输出。平面波导光开关310将输入复合光信号分时切换到4路输出端，分别连接到阵列平面波导光栅320的输入端的4个输入通道A、B、C、D。A、B、C、D每一路信号都能通过控制单元350控制切换。
在图3中，控制单元350控制切换到从A点输入的光信号通道，其它3个输入端B、C、D则没有光信号输入。在本实施方式中，假设从A通道输入的复合光信号解复用成24通道的光信号，从通道1、2、3……24顺序编号，此时，阵列光电探测器340监控输出通道1、2、3……24依次检测到的频率为191.3Thz、191.5Thz、191.7Thz ……195.5Thz、 195.7Thz、195.9Thz。
结合图4所示，切换到C路光信号通道，关闭A、B、D路的光信号。在本实施方式中，假设从C通道输入的复合光信号解复用成24通道的光信号，从通道1、2、3……24顺序编号，此时，阵列光电探测器340监控输出通道1、2、3……24依次检测到的频率为191.4Thz 、191.6Thz、191.8Thz ……195.6Thz、195.8Thz、196.0Thz。也就意味着，对相同的复合光信号来说，从C入射点进入的光信号相比从A入射点进入的光信号经过阵列平面波导光栅320解复用后，得到的光信号的频率恰好有了100Ghz的偏移。将复合光信号经过A输入通道输入并解复用得到的一组24通道的光信号和经过C输入通道输入并解复用得到的一组24通道的光信号交错排列输出，则得到一组48通道的光信号，其频率依次为191.3Thz、191.4Thz、191.5Thz、191.6Thz、191.7Thz、191.8Thz ……195.5Thz、195.6Thz、195.7Thz、195.8Thz、195.9Thz、196.0Thz。通过将不同输入通道输入的光信号解复用后得到的两组24通道、通道间隔为200Ghz的光信号交错排列输出，得到一组48通道、光栅间隔为100Ghz的光信号。
同样的道理，如果切换到B路光信号通道，复合光信号从B入射点输入，则经过阵列平面波导光栅320解复用后，此时，阵列光电探测器340在输出通道1、2、3……24依次检测到的频率为191.35Thz、191.55Thz、191.75Thz…… 195.55Thz、195.75Thz、195.95Thz。其输出频率刚好处于从A入射点输入的复合光信号解复用后输出的频率以及从C入射点输入的复合光信号解复用后输出的频率之间，并与两者均有50Ghz的频率偏移。同理，可以得到从D入射点输入的复合光信号解复用后输出的光信号相比从C入射点输入的复合光信号解复用后输出的24通道的光信号又有50Ghz 的频率偏移。
在本发明中，平面波导光开关采用了1X4的结构，将一路复合输入光信号分时切换到四路输出端来实现四路相同的复合光信号轮流从阵列平面波导光栅的不同入射点输入得到四组频率间隔相同（例如200GHz），但四组输出之间频率有一定偏移（例如50GHz）的光信号。因为四组光信号是利用从阵列平面波导光栅的不同入射点输入光信号分时取得，因此，只需要一组阵列光电探测器即可以分时监测上述四组光信号。在本实施方式中，利用一个普通的24通道的阵列平面波导光栅和一个具有24个探头的阵列光电探测器就可以完成解复用并检测具有96通道的输出光信号。同样，也可以选用1X2的平面波导光开关，利用一个48通道的阵列平面波导光栅来实现96通道的光通道监测功能。同样，也可以选用1X8的平面波导光开关，实现更多通道监测。
以上只是根据本发明的宗旨举出的一个典型实施方式，在其他实施方式中，阵列平面波导光栅并不局限于只有4个输入通道，24输出通道的阵列平面波导光栅；平面波导光开关也不局限为1X4路的结构，阵列光电探测器也不局限于只有24个探头；光通道的间隔也不限于本发明所揭露的200GHz，只要是利用平面波导光开关控制复合光信号连接到阵列平面波导光栅的不同输入通道，分时输入复合光信号从而在阵列平面波导光栅的输出端分时得到更高的光通道密度均属于本发明的范畴。

Claims (10)

1.一种光通信通道的监控器，包括阵列光电探测器耦合连接在阵列平面波导光栅的输出端，其特征在于，所述光通道通信监控器还包括平面波导光开关耦合连接在阵列平面波导光栅的输入端；所述平面波导光开关包括至少两个输出端，所述阵列平面波导光栅的输入端包括至少两个输入通道，所述阵列平面波导光栅的输出端包括多个输出通道；所述阵列光电探测器包括多个探头分别监控所述阵列平面波导光栅的多个输出通道。
2.如权利要求1所述的光通信通道的监控器，其特征在于，所述平面波导光开关还包括控制单元控制平面波导光开关输出端与阵列平面波导光栅输入端之间的切换。
3.如权利要求2所述的光通信通道的监控器，其特征在于，所述平面波导光开关具有一个输入端，其包括两个以上输出端。
4.如权利要求3所述的光通信通道的监控器，其特征在于，所述面波导光开关的输出端个数与阵列平面波导光栅的输入端个数相匹配并耦合连接。
5.如权利要求1、2、3或4中任意一项所述的光通信通道的监控器，其特征在于，所述阵列平面波导光栅的输出端和阵列光电探测器之间还可以增加光导向波导。
6.如权利要求5所述的光通信通道的监控器，其特征在于，所述平面波导光开关、阵列平面波导光栅、光导向波导和阵列光电探测器中间采用胶粘合工艺连接。
7.一种光通信通道的监控方法，利用阵列光电探测器监控阵列平面波导光栅的输出通道，其特征在于，所述监控方法还包括：
将一个光信号分时切换到多个输出端口输出的步骤；
从不同输入通道分时输入光信号的步骤；
从阵列平面波导光栅的输出端分时获得输出的光信号的步骤；
对阵列平面波导光栅的输出端输出的光信号分时检测的步骤。
8.如权利要求7所述的光通信通道的监控方法，其特征在于所述监控方法还包括将分时获得的光信号交错排列输出的步骤。
9.如权利要求7或8所述的光通信通道的监控方法，其特征在于所述监控方法还包括将从阵列平面波导光栅输出的光信号导向到监控探头的步骤。
10.如权利要求9所述的光通信通道的监控方法，其特征在于所述监控方法还包括采用胶粘合方式将不同的器件耦合连接。
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