CN113242479A - 一种旁路级联光延时装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旁路级联光延时装置，包括由N个2×2光开关顺序依次级联组成，N为不小于1的自然数，第一个即第一阶2×2光开关的其中一个输入口为整个延时装置的输入口，所有N‑1个2×2光开关的其中一个输出口都与下一阶2×2光开关的其中一个输入口直接连接，每个2×2光开关剩余的输入口和输出口之间设有由特定长度光纤环绕而成的光延时单元Ai，i为2×2光开关的阶次序号、i为不小于1的自然数，最后一阶2×2光开关的其中一个输出口为整个延时装置的输出口。这种延时装置结构简单、成本低廉、最短延时时间短且延时量任意可调，维护方便、适用于任意步进、任意延时量的光延时要求。

Description

一种旁路级联光延时装置
技术领域
本发明涉及光通信技术，具体是一种旁路级联光延时装置。
背景技术
光延时技术是一种通过改变光信号所经行路径长度从而延时光脉冲信号的技术，在信息技术中，光延时技术起着十分重要的作用，例如，在光纤通讯系统中，可利用光延时技术实现光时分复用和解复用；在光交换网中，可以利用光延时技术解决包的竞争问题；导弹的精确制导也需要更精确的延时器-光延时器是很好的选择之一；在微波技术方面，因为电缆的损耗太大，电延时器制作困难，也常需要先将电信号转换成光信号，通过光延时完成延时控制后再恢复成电信号。此外，光延时技术还可用在控制信号路由定时的缓冲器中，以及用于同步数据比特流补偿不同光通路之间的色散。
现有光延时装置多采用并联结构，或2×2光切换单元的串联结构，可调延时范围小，所需器件多，插入损耗大。
发明内容
本发明提供一种旁路级联光延时装置。这种延时装置结构简单、成本低廉、最短延时时间短且延时量任意可调，维护方便、适用于任意步进、任意延时量的光延时要求，且比常用的级联2×2光切换单元的串联结构所需器件更少，光路更独立，调试和维护更简单。
实现本发明目的的技术方案是：
一种旁路级联光延时装置，包括由N个2×2光开关顺序依次级联组成，N为不小于1的自然数，其中，第一个即第一阶2×2光开关的其中一个输入口为整个延时装置的输入口，第一阶2×2光开关的其中一个输出口连接第二个即第二阶2×2光开关的其中一个输入口，同样地，所有N-1个2×2光开关的其中一个输出口都与下一阶2×2光开关的其中一个输入口直接连接，每个2×2光开关剩余的输入口和输出口之间设有由特定长度光纤环绕而成的光延时单元Ai，i为2×2光开关的阶次序号、i为不小于1的自然数，最后一阶2×2光开关的其中一个输出口为整个延时装置的输出口，所述特定长度光纤的光纤长度依据公式A=
Figure 1
计算，其中，A为延时时间，d为光纤长度，c为光信号在光纤中的传播速度，光信号在光纤中的速度c与光信号波长有关。
所述光延时单元Ai以旁路的方式外接于每个2×2光开关除连接上下阶端口外的剩余的输入口和输出口之间，Ai=A0+2i-1×T, A0为所有N个2×2光开关的其中一个输出口与下一阶2×2光开关的其中一个输入口直接连接后测得的延时总量，也是装置的初始延时量，A0应不大于用户要求的延时量最小值，T为步进，设用户要求的最大延时量为B，则所述旁路级联光延时装置能实现的延时量为Ai=A0+n×T，n≥
Figure DEST_PATH_IMAGE004
n为正整数、n=1、2、3……2N-1，而最大延时量Amax所对应的n满足n=2N-1，Amax不小于B，A、B、T均大于0，单位为ps、ns、μs、ms等时间单位。
所述旁路级联光延时装置也适用于由M×M光开关组成的旁路级联光延时装置，但当M大于2时，旁路级联光延时装置同样要求下所需器件更少的优势将不复存在。
本技术方案可实现任意步进、任意延时量的光延时要求，且在用户要求不变，即最短、最长延时长度相同，延时步进相同的情况下，比现有2×2光切换单元的串联结构所需器件更少，结构更简单，最短延时可做到更短，维护也更方便。
这种延时装置结构简单、成本低廉、最短延时时间短且延时量任意可调，维护方便、适用于任意步进、任意延时量的光延时要求。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为实施例中现有技术用2×2光切换单元串联结构实现图1所示结构要求的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
一种旁路级联光延时装置，包括由N个2×2光开关顺序依次级联组成，N为不小于1的自然数，其中，第一个即第一阶2×2光开关的其中一个输入口为整个延时装置的输入口，第一阶2×2光开关的其中一个输出口连接第二个即第二阶2×2光开关的其中一个输入口，同样地，所有N-1个2×2光开关的其中一个输出口都与下一阶2×2光开关的其中一个输入口直接连接，每个2×2光开关剩余的输入口和输出口之间设有由特定长度光纤环绕而成的光延时单元Ai，i为2×2光开关的阶次序号、i为不小于1的自然数，最后一阶2×2光开关的其中一个输出口为整个延时装置的输出口，所述特定长度光纤的光纤长度依据公式A=
Figure 100002_2
计算，其中，A为延时时间，d为光纤长度，c为光信号在光纤中的传播速度，光信号在光纤中的速度c与光信号波长有关。
所述光延时单元Ai以旁路的方式外接于每个2×2光开关除连接上下阶端口外的剩余的输入口和输出口之间，Ai=A0+2i-1×T, A0为所有N个2×2光开关的其中一个输出口与下一阶2×2光开关的其中一个输入口直接连接后测得的延时总量，也是装置的初始延时量，A0应不大于用户要求的延时量最小值；T为步进。设用户要求的最大延时量为B，则所述旁路级联光延时装置能实现的延时量为Ai=A0+n×T，n≥
Figure 184715DEST_PATH_IMAGE004
n为正整数、n=1、2、3……2N-1，而最大延时量Amax所对应的n满足n=2N-1，Amax不小于B，A、B、T均大于0、单位为ps、ns、μs、ms等时间单位。
具体地：
设所需延时装置最小延时量等于20ns，最大延时量大于等于330ns，步进10ns，
则n≥
Figure DEST_PATH_IMAGE006
=
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，即n为31，通过n=2N-1得到N=5，即一共需要5个2×2光开关实现，
如图1、图2所示，本例旁路级联光延时装置实现同样要求一共需要5个2×2光开关，但是现有技术用2×2光切换单元的串联结构实现同样要求需要2个1×2光开关和4个2×2光开关，一共6个光开关，而1×2和2×2光开关目前售价均为3000左右，相差仅200元，显然采用本例旁路级联光延时装置实现同样要求明显更经济，采用本例旁路级联光延时装置实现同样要求时，最短延时量A0是所有5个2×2光开关的其中一个输出口都与下一个2×2光开关的其中一个输入口直接熔接后测得的延时量，即为图1中上面一路，可以看到不算输入输出端口，一共有4段光纤；而用现有2×2光切换单元的串联结构实现同样要求不算输入输出端口，A0包括5段光纤熔接而成，所以采用本例旁路级联光延时装置实现同样要求时，最短延时可做到更短，现有2×2光切换单元的串联结构的光延时单元Ai位于两个2×2光开关之间，一旦出现故障，则相邻两个2×2光开关的光路都需进行调整，若要更换一个2×2光开关，也不可避免的会影响到与它相连的两个2×2光开关；而采用本例旁路级联光延时装置，因为Ai是独立位于某个2×2光开关的旁侧光路上的，则无论是光延时单元还是光开关发生故障，均只需要替换掉当前器件，维护更方便，在实际制作过程中，现有2×2光切换单元的串联结构需要从一端到另一端依次熔接，不能打乱顺序，但是采用本例旁路级联光延时装置可选取任意一个光开关将光延时单元熔接完成后，最后再按顺序完成2×2光切换单元之间的熔接，结构更简单，制作过程更灵活。

Claims (2)

1.一种旁路级联光延时装置，其特征在于，包括由N个2×2光开关顺序依次级联组成，N为不小于1的自然数，其中，第一个即第一阶2×2光开关的其中一个输入口为整个延时装置的输入口，第一阶2×2光开关的其中一个输出口连接第二个即第二阶2×2光开关的其中一个输入口，同样地，所有N-1个2×2光开关的其中一个输出口都与下一阶2×2光开关的其中一个输入口直接连接，每个2×2光开关剩余的输入口和输出口之间设有由特定长度光纤环绕而成的光延时单元Ai，i为2×2光开关的阶次序号、i为不小于1的自然数，最后一阶2×2光开关的其中一个输出口为整个延时装置的输出口，所述特定长度光纤的光纤长度依据公式A=
Figure 2
计算，其中，A为延时时间，d为光纤长度，c为光信号在光纤中的传播速度。
2.根据权利要求1所述的旁路级联光延时装置，其特征在于，所述光延时单元Ai以旁路的方式外接于每个2×2光开关除连接上下阶端口外的剩余的输入口和输出口之间，Ai=A0+2i-1×T, A0为所有N个2×2光开关的其中一个输出口与下一阶2×2光开关的其中一个输入口直接连接后测得的延时总量，也是装置的初始延时量，A0应不大于用户要求的延时量最小值，T为步进，设用户要求的最大延时量为B，则所述旁路级联光延时装置能实现的延时量为Ai=A0+n×T，n≥
Figure 202840DEST_PATH_IMAGE002
n为正整数、n=1、2、3……2N-1，而最大延时量Amax所对应的n满足n=2N-1，Amax不小于B，A、B、T均大于0、单位为时间单位。
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