CN1170143A - 光学分路与插入装置及光学传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一个由简单结构的光传输线以低损耗和高精度准确实现光信号的分路与插入的光分路与插入装置。该光分路与插入装置包括:第一分路单元(11—1);第一插入单元(11—2);第二分路单元(12—1);第二插入单元(12—2);第三分路单元(13—1);及第三插入单元(13—2)。

Description

光学分路与插入装置及光学传输系统
本发明涉及一种适用于在多终端站之间实施光通信的光传输系统的光学分路与插入装置,涉及由互连于终端站之间的光纤构成的分路光传输线,并且还涉及具有上述类型光学分路与插入装置的光学传输系统。
为了在彼此分隔开的终端站(比如越洋的终端站)之间进行光信号的通信,已经开发出一种将光缆铺设于海底、并且用多个装配于光缆中的光放大器而使光信号得到多级中继和放大的光传输系统。
如上所述的这种铺设于海底的光传输系统实例将参考图15进行描述。
参见图15,标记为100的光传输系统具有多终端站之间双向通信的功能,并且包括多个终端站如:A站101,B站102,C站103和D站104。A至D站101至104通过光分路与插入装置105和106,由光纤构成的光传输线107相互连接起来。
尤其是如图15所示,A站101和C站103用置于其间的光分路与插入装置105而彼此连接,B站102和D站104用置于其间的光分路与插入装置106彼此连接。A站101和B站102,B站102和C站103,及C站103和D站104,用置于其间的光分路与插入装置105和106而彼此连接起来。
如图15中所示,在光分路与插入装置105中的使A站101,B站102和C站103彼此连接的光传输线107,由图16作更为细致的表示。
参考图16,所示的光分路与插入装置105被置于光传输线107的分路点处,这些光传输线使A站101、B站102与C站103彼此连接起来,而且用置于其间的光分路与插入装置105使A站101与B站102,A站101与C站103,B站102与C站103连接。
再参考图15,每一条光传输线107上其各段上都有多个用于放大传输光信号的的多个光放大器108。
在图15所示的有上述结构的光传输系统100中,光信号在A至D站101至104之间交换。
但是,由于图15和1 6所示的光分路与插入装置105中,或图15所示的光分路与插入装置106中,光传输线107在不同的终端站之间相互重叠,所以采用所述光分路与插入装置的光传输系统有一个问题有待解决,即:如果要增加光传输系统中的终端站数量,则光传输线和光分路构成装置在结构上将变得复杂。
另一方面,近年来,有关用于波分复用(WDM,即按波长进行多路复用传输)的光纤光传输线和光放大器的研究与开发已经并正在开展。在采用上述这种WDM传输线或光放大器的光传输系统中,通过光信号传输线可以传输多个波长的光信号,而且如此传输的多波长光信号可以用单一一个光放大器进行放大。
因此,作为应用于波分复用的光学传输系统中的光分路与插入装置,当不使用并行光传输线传输多波长的光信号时,对可根据波长实现光信号的分路(波分分路)或插入(波分复用)的光分路与插入装置的要求正在增长。
这样的光分路与插入装置之一是一个光纤光栅滤波器,其中在一个马赫-策德尔(Mach-Zehnder)干涉仪的两个总线上形成光栅。在光栅滤波器中,形成光栅以便反射所要求的波长,允许该波长的光信号的分路与插入。
然而,由于具有上面述描述结构的光栅滤波器由一个光纤形成,其特性有时受温度变化而变化。另外,由于用于光信号的分路单元和插入单元由光耦合器组成,光信号的的分路与插入中的损耗高是另外要解决的一个课题。
而且,如上所述的这样一个光栅滤波器应用到可实现单向通信的光传输系统中,而该光栅滤波器不能在可实现双向通信的另一光传输系统中使用,是另外要解决的一个课题。
本发明的一个目的是提供一个光分路与插入装置和一个包括该光分路与插入装置的光传输系统,其中光信号传输过程中的光信号分路和/或插入,可以在无并行光传输线的情况下由一个简单结构以低损耗和高准确度来实现。
为了达到上面所述的目的,根据本发明的一个方面,提供一个光分路与插入装置,它包括一个第一分路单元,用于将从一个上行输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号输出到一个上行输出端光纤,并将由上行输入端光纤输入的光信号中除第一波长外的其它波长光信号输出到一个分路输出端光纤;一个第一插入单元,用于将从一个分路输入端光纤输入的光信号输出到上行输出端光纤;一个第二分路单元,用于将由一个下行输入端光纤输入的光信号中的第二波长的信号输出到一个下行输出端光纤,并将由下行输入端光纤输入的光信号中除第二波长外的其它波长光信号输出到分路输出端光纤;一个第二插入单元,用于将由一个分路输入端光纤输入的光信号输出到下行输出端光纤;一个第三分路单元,用于将由分路输入端光纤输入的光信号中的第三波长光信号输出到分路输入端光纤,并将由分路输入端光纤输入的光信号中除第三波长外的其它波长光信号输出到分路输入端光纤;一个第三插入单元,用于将由下行输入端光纤输入的光信号输出到分路输出端光纤。
可以如此构成光分路与插入装置,使得:经由第一分路单元和第一插入单元把从上行输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号输出到上行输出端光纤,及经由第一分路单元和第三插入单元把从上行输入端光纤输入的光信号中除第一波长外的其它波长光信号输出到分路输出端光纤;经由第三分路单元和第一插入单元把从分路输入端光纤输入的光信号中的第三波长光信号输出到上行输出端光纤;经由第二分路单元和第二插入单元把从下行输入端光纤输入的光信号中的第二波长光信号输出到下行输出端光纤,及经由第二分路单元和第三插入单元把从下行输入端光纤输入的光信号中除第二波长外的其它波长光信号输出到分路输出端光纤;并且经由第三分路单元和第二插入单元把从分路输入端光纤输入的光信号中除第三波长外的其它波长光信号输出到下行输出端光纤。
光分路与插入单元的优点在于可以在简化光纤形成的光纤传输线结构的同时,以低损耗和高准确度,光信号在传输过程中实现光信号的分路与插入。
或者,可以这样构成光分路与插入装置,使得:第一分路单元由一个多层介质膜滤波器组成,它对从上行输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号来讲,起一个将第一波长光信号输出到上行输出端光纤中的带通滤波器的作用,而对从上行输入端光纤输入的光信号中除第一波长外的其它波长光信号来讲,起一个将其它波长的光信号输出到分路输出端光纤的带阻滤波器的作用;第一插入单元由另外一个多层介质膜滤波器组成,它起一个光耦合器的作用,将从分路输入端光纤输入的光信号输出到上行输出端光纤;第二分路单元由另外一个多层介质膜滤波器组成,它对从下行输入端光纤输入的光信号中的第二波长光信号来讲,起一个将第二波长光信号输出到下行输出端光纤的带通滤波器的作用,而对从下行输入端光纤输入的光信号中除第二波长外的其它波长的光信号来讲,起一个将其它波长光信号输出到分路输出端光纤的带阻滤波器的作用;第二插入单元仍由另外一个多层介质膜滤波器组成,起一个光耦合器的作用,将从分路输入端光纤输入的光信号输出到下行输出端光纤;第三分路单元也由一个多层介质膜滤波器组成,对从分路输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第三波长的光信号输出到分路输入端光纤,而对从分路输入端光纤输入的光信号中除第三波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到分路输入端光纤;而第三插入单元也由另外一个多层介质膜滤波器组成,起一个光耦合器的作用,将从下行输入端光纤输入的光信号输出到分路输出端光纤。
用光分路与插入装置,由于第一分路单元、第一插入单元、第二分路单元、第二插入单元、第三分路单元和第三插入单元各由一个多层介质膜滤波器组成,光信号的分路与插入可以在不施加任何电压的情况下以低损耗实现。因此,光分路与插入装置的优点在于:在用于海底光通信的光传输系统中也可稳定工作。
另外,可以如此构成光分路与插入装置,使得:第一分路单元由一个多层介质膜滤波器组成,它对从上行输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号来讲,起一个将第一波长光信号输出到上行输出端光纤的带通滤波器的作用,而对从上行输入端光纤输入的光信号中除第一波长外的其它波长光信号来讲,起一个将其它波长光信号输出到分路输出端光纤的带阻滤波器的作用;第一插入单元由一个起光耦合器作用的光波合成器组成,将从分路输入端光纤输入的光信号输出到上行输出端光纤;第二分路单元由另外一个多层介质膜滤波器组成,它对从下行输入端光纤输入的光信号中的第二波长光信号来讲,起一个将第二波长光信号输出到下行输出端光纤的带通滤波器的作用,而对从下行输入端光纤输入的光信号中除第二波长外的其它波长的光信号来讲,起一个将其它波长光信号输出到分路输出端光纤的带阻滤波器的作用;第二插入单元由另外一个起滤波器作用的光波合成器组成,将从分路输入端光纤输入的光信号输出到下行输出端光纤;第三分路单元由另外一个多层介质膜滤波器组成,它对从分路输入端光纤输入的光信号中的第三波长光信号来讲,起一个将第三波长光信号输出到分路输入端光纤的带通滤波器的作用,而对从分路输入端光纤输入的光信号中除第三波长外的其它波长光信号来讲,起一个将其它波长光信号输出到分路输入端光纤的带阻滤波器的作用;第三插入单元由另外一个起滤波器作用的光波合成器组成,将从下行输入端光纤输入的光信号输出到分路输出端光纤,第一插入单元以级联的形式提供在第一分路单元之后,而第二插入单元以级联的形式提供在第二分路单元之后。
在该光分路与插入装置的情况下,由于第一分路单元、第二分路单元和第三分路单元各由一个多层介质膜滤波器组成而第一插入单元、第二插入单元和第三插入单元各由一个光波合成器组成,光信号的分路与插入可以在不施加任何电压的情况下以低损耗实现。因此,光分路与插入装置的优点在于:在用于海底光通信的光传输系统中也可稳定工作。
可以这样来构成光分路与插入装置,其第一分路单元和第一插入单元可以各由一个光栅滤波器组成,和/或第二分路单元和第二插入单元各由一个光栅滤波器组成。
这里,可以这样来构成光分路与插入装置,其光栅滤波器可以是光纤光栅滤波器或波导型光栅滤波器。
在此例中的光分路与插入装置的优点在于结构简单。
根据本发明的另外一个方面,提供了一个光分路与插入装置,包括一个分路单元,用于将从一个输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号输出到一个输出端光纤,并将从一个分路输出端光纤输入的光信号中除第一波长外的其它波长光信号到输出到一个输出端光纤,和一个插入单元,用于将从一个分路输入端光纤输入的光信号输出到一个输出端光纤;其分路单元由一个多层介质膜滤波器组成,对从输入端光纤输入的光信号来讲,起一个将第一波长光信号输出到输出端光纤的带通滤波器的作用,而对从输入端光纤输入的除第一波长外的其它波长光信号来讲,起一个将其它波长的光信号输出到分路输出端光纤的带阻滤波器的作用,其插入单元由与分路单元的同样类型的另外多层介质膜滤波器组成,起一个光耦合器的作用,将从输入端光纤输入的光信号输出到输出端光纤。
在该光分路与插入装置的情况下,由于分路单元和插入单元各由一个多层介质膜滤波器组成,所以它的一个优点在于:可以在简化各由光纤形成的光纤传输线结构的同时,以低损耗和高准确度实现光信号传输过程中的光信号分路与插入。
根据本发明的另外一个方面,提供了一个光分路与插入装置,包括一个分路单元,用于将从一个输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号输出到一个输出端光纤,并将从一个输入端光纤输入的光信号中除第一波长外的其它波长光信号输出到一个分路输出端光纤;和一个插入单元,用于将从一个分路输入端光纤输入的光信号输出到一个输出端光纤,其分路单元由一个多层介质膜滤波器组成,它对从输入端光纤的输入光信号来讲,起一个将第一波长光信号输出到输出端光纤的带通滤波器的作用,而对从输入端光纤输入的除第一波长外的其它波长光信号来讲,起一个将其它波长光信号输出到分路输出端光纤的带阻滤波器的作用,插入单元由一个起光耦合器作用的光合成器组成,它把从分路输入端光纤输入的光信号输出到输出端光纤,插入单元以级联的形式提供在分路单元之后。
在该光分路与插入装置的情况下,由于分路单元由一个多层介质膜滤波器组成而插入单元由一个光波合成器组成,它的一个优点在于可以在简化各个由光纤形成的光纤传输线结构的同时,以低损耗和高准确度在光信号传输过程中的实现光信号分路与插入。
根据本发明的另外一个方面,提供了一个具有一个光分路与插入装置的光传输系统,包括多个终端站、多个由光纤组成并用于互相连接各个终端的光纤传输线,和提供在光传输线的分路处并允许在终端之间通过光传输线进行通信的一个分路与插入装置。光分路与插入装置包括一个第一分路单元,用于将由组成光传输线之一的一个上行输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号输出到组成光传输线之一的一个上行输出端光纤,并将由上行输入端光纤输入的光信号中除第一波长光信号外的其它波长光信号输出到一个分路输出端光纤;一个第一插入单元,用于将由组成光传输线之一的一个分路输入端光纤输入光信号输出到上行输出端光纤;一个第二分路单元,用于将由组成光传输线之一的一个下行输入端光纤输入的光信号中的第二波长光信号输出到组成光传输线之一的一个下行输出端光纤,并将由下行输入端光纤输入的光信号中的除第二波长光信号外的其它波长光信号输出到分路输出端光纤;一个第二插入单元,用于将由一个分路输入端光纤输入的光信号输出到下行输出端光纤;一个第三分路单元,用于将由分路输入端光纤输入的光信号中的第三波长光信号输出到上行输出端光纤,并将由分路输入端光纤输入的光信号中的除第三波长光信号外的其它波长光信号输出到下行输出端光纤;一个第三插入单元,用于将由下行输入端光纤输入的光信号输出到分路输出端光纤。
在该光分路与插入装置的情况下,一个优点在于:可以在简化各个由光纤形成的光纤传输线结构的同时,以低损耗和高准确度,在光信号传输过程中实现光信号分路与插入。
根据本发明的另外一个方面,提供了一个具有一个光分路与插入装置的光传输系统,包括多个终端站、多个由光纤组成的用于互相连接各个终端的光纤传输线,和提供在光传输线的分路处的允许在终端之间通过光传输线进行通信的一个分路与插入装置。光分路与插入装置包括一个分路单元,用于将由组成光传输线之一的一个输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号输出到组成光传输线之一的一个输出端光纤,并将由输入端光纤输入的光信号中的除第一波长光信号外的其它波长光信号输出到组成光传输线之一的一个分路输出端光纤;一个插入单元,用于将由组成光传输线之一的一个分路输入端光纤输入的光信号输出到输出端光纤;分路单元由一个多层介质膜滤波器组成,它对从输入端光纤输入的第一波长光信号来讲,起一个将第一波长光信号输出到输出端光纤的带通滤波器的作用,而对从输入端光纤输入的除第一波长外的其它波长光信号来讲,起一个将其它波长光信号输出到分路输出端光纤的带阻滤波器的作用,插入单元由另外一个和分路单元一样的多层介质膜滤波器组成,起一个光耦合器的作用,将从分路输入端光纤输入的光信号输出到输出端光纤。
在该光分路与插入装置的情况下,一个优点在于:可以在简化各个由光纤形成的光纤传输线结构的同时,以低损耗和高准确度在光信号传输过程中实现光信号分路与插入。
根据本发明的另外一个方面,供一了个具有一个光分路与插入装置的光传输系统,包括多个终端站、多个由光纤组成的用于互相连接各个终端的光纤传输线,和提供在光传输线的分路点的允许在终端之间通过光传输线进行通信的一个分路与插入装置。该光分路与插入装置包括一个分路单元,用于将由组成光传输线之一的一个输入端光纤输入的光信号中的第一波长光信号输出到组成光传输线之一的一个输出端光纤,并将由输入端光纤输入的光信号中的除第一波长光信号外的其它波长光信号输出到组成光传输线之一的一个分路输出端光纤;一个插入单元,用于将由组成光传输线之一的一个分路输入端光纤输入的光信号输出到组成光传输线之一的一个分路输出端光纤;分路单元由一个多层介质膜滤波器组成,它对从输入端光纤输入的第一波长光信号来讲,起一个将第一波长光信号输出到输出端光纤的带通滤波器的作用,而对从输入端光纤输入的除第一波长外的其它波长光信号来讲,起一个将其它波长光信号输出到分路输出端光纤的带阻滤波器的作用,插入单元由一个起光耦合器作用的光波合成器组成,它将从分路输入端光纤输入的光信号输出到输出端光纤,插入单元以级联方式提供在分路单元之后。
在该光分路与插入装置的情况下,一个优点在于:可以在简化各个由光纤形成的光纤传输线结构的同时,以低损耗和高准确度在光信号传输过程中实现光信号分路与插入。
本发明的其它目的、特点和优点,在结合其相同部分和单元被赋予同样字符标注的附图进行阅读时,从下面的详细说明中可以变得显而易见。
图1是说明根据本发明的第一个优选实施方案的一个光分路与插入装置的结构框图;
图2是说明使用图1的光分路与插入装置的一个光传输系统的结构框图;
图3(a)和(3b)是说明图1中的光分路与插入装置所使用的多层介质膜滤波器的工作的示意图;
图4是说明图1中的光分路与插入装置所使用的多层介质膜滤波器的工作的示意图;
图5是图1中的光分路与插入装置所使用的多层介质膜滤波器的结构框图;
图6是图1中的光分路与插入装置所使用的多层介质膜滤波器的波长特性的示意图;
图7是图1中的光分路与插入装置所使用的多层介质膜滤波器的另外一个波长特性的示意图;
图8是说明图1的光分路与插入装置的结构示意图;
图9是说明图1的改进的光分路与插入装置的结构示意图;
图10是一个类似的但说明图1的另外一个改进的光分路与插入装置的结构的示意图;
图11是说明图1中改进的光分路与插入装置中使用的一个光纤光栅滤波器的框图;
图12是说明根据本发明的第二优选实施方案的一个光分路与插入装置的结构框图;
图13是说明使用图12的光分路与插入装置的一个光传输系统的结构框图;
图14是说明图12中改进的光分路与插入装置的结构的示意图;
图15是说明一个典型光传输吸引的结构框图,而
图16是说明图15的一个光分路与插入装置的结构示意图。
a.第一优选实施方案
图1示出了根据本发明第一实施方案的一个光分路与插入装置的框图。
参照图1,光分路与插入装置通常标注为4,并如图2所示提供在互相连接着一个光传输系统的多个终端站(在图2中,A终端站1、B终端站2和C终端站3)的光传输线5的分路处。光分路与插入装置将所要求波长的光信号从1-3终端站的任何一个输出到1-3终端站所要求的另外任何一个,以实现两个所要求的终端站之间的光信号传输。
图2中所示的光传输线各由一个光纤组成,并包括多个内置的光放大器,用于对所传输光进行中继放大。
如图1所示,光分路与插入装置包括第一分路单元11-1、第一插入单元11-2、第二分路单元12-1、第二插入单元12-2、第三分路单元13-1和第三插入单元13-2。
当光信号从一个上行输入端光纤14-1输入时,第一分路单元11-1通过另外一个光纤14-3,把输入光信号中所要求波长的光信号输出到第一插入单元11-2,而通过另外一个光纤14-4,把输入光信号中除所要求波长外的其它波长的光信号输出到第三插入单元13-2。
特别地,参照图3(a),第一分路单元11-1由一个多层介质膜滤波器组成,它对从上行输入光纤14-1经一个端口“1”输入的光信号中的所要求波长光信号来讲,起一个带通滤波器的作用,以通过光纤14-3和第一插入单元11-2,经另外一个端口“2”把所要求波长的光信号输出到一个上行输出输出端光纤14-2,而对从上行输入端光纤经端口“1”输入的光信号中的除所要求波长外的其它波长光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用(陷波滤波器),以通过光纤14-4和第三插入单元13-2,经另外一个端口“3”把其它波长的光信号输出到一个分路输出端光纤16-2。在后面将对多层介质膜滤波器进行详细的说明。
同时,第一插入单元11-2将经过第三分路单元13-1和光纤14-5从一个分路输入端光纤16-1输入的光信号,与经过光纤14-3从第一分路单元11-1输入的光信号进行合成,并把合成的光信号输出到上行输出端光纤14-2。
特别地,参照图3(b),第一插入单元由一个多层介质膜滤波器组成,对由光纤14-3经端口“2”输入的光信号来讲,起一个带通滤波器的作用,以经端口“1”把光信号输出到上行输出端光纤14-2,但对经过第三分路单元13-1和光纤14-5,通过端口“3”从分路单元16-1输入的光信号来讲,起一个带阻滤波器(陷波滤波器)的作用,以经过端口“1”,将光信号输出到上行输出端光纤14-2。
因此,第一插入单元起一个光耦合器的作用,将经过端口“2”输入的光信号和经端口“3”输入的光信号进行合成,并把合成的光信号输出到端口“1”。
注意,由于图3(a)和(b)中的多层介质膜滤波器具有可逆特性,根据本实施方案光分路与插入装置中的第一分路单元11-1和第一插入单元11-2,可以由同样类型的多层介质膜滤波器组成。
当光信号从一个下行输入端光纤15-1输入时,第二分路单元12-1把输入光信号中所要求波长的光信号通过一个光纤15-3输出到第二插入单元12-2,并通过另外一个光纤15-4,把输入光信号中除所要求波长外的其它波长光信号输出到第三插入单元13-2。
特别地,第二分路单元12-1由一个多层介质膜滤波器组成,对从下行输入光纤15-1输入的光信号中所要求波长的光信号来讲,起一个带通滤波器的作用,以通过光纤15-3和第二插入单元12-2把所要求波长的光信号输出到一个下行输出端光纤15-2,而对从下行输出端光纤15-2输入的光信号中的除所要求波长外的其它波长光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,以通过光纤15-4和第三插入单元13-2,把其它波长的光信号输出到一个分路输出端光纤16-2。
第二插入单元12-2将通过第三分路单元13-1和光纤15-5、由一个分路输入端光纤16-1输入的光信号,与通过光纤15-3、由第二分路单元12-1输入的光信号进行合成,并把合成的光信号输出到下行输出端光纤15-2。
特别地,第二插入单元12-2由一个多层介质膜滤波器组成,起一个光耦合器的作用,将从分路输出端光纤16-1输入的光信号输出到下行输出端光纤15-2。
当光信号从一个下行输入端光纤16-1输入时,第三分路单元13-1把输入光信号中所要求波长的光信号通过一个光纤14-5输出到第一插入单元11-2,并通过光纤15-5,把输入光信号中除所要求波长外的其它波长的光信号输出到第二插入单元12-2。
特别地,第三分路单元13-1由一个多层介质膜滤波器组成,对从分路输入端光纤16-1输入的光信号中所要求波长的光信号来讲,起一个带通滤波器的作用,以通过光纤14-5和第一插入单元11-2,把所要求波长的光信号输出到一个上行输出端光纤14-2,而对从分路输入端光纤16-1输入的光信号中的除所要求波长外的其它波长光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,以通过光纤15-5和第二插入单元12-2,把其它波长的光信号输出到下行输出端光纤15-2。
第三插入单元13-2将通过第二分路单元12-1和光纤15-4、由一个下行输入端光纤15-1输入的光信号,与通过光纤14-4,由第一分路单元11-1输入的光信号进行合成,并把合成的光信号输出到分路输出端光纤16-2。
特别地,第三插入单元13-2由一个多层介质膜滤波器组成,起一个光耦合器的作用,将从下行输入端光纤15-1输入的光信号输出到分路输出端光纤16-2。
应注意,在该实施方案的光分路与插入装置4中,一个与形成如图3(a)中所示的第一分路单元11-1一样的多层介质膜滤波器,用于形成如上所述的第二和第三分路单元12-1及13-1的多层介质膜滤波器。
另外,一个与形成如图3(b)中所示的第一插入单元11-2一样的多层介质膜滤波器,用于形成如上所述的第二和第三插入分路单元12-2及13-2的多层介质膜滤波器。
由于根据该实施方案的光分路与插入装置,以这种方式用多层介质膜滤波器组成,有可能依据波长,对由单光纤传输的多波长光信号进行分路,或把要求波长的光信号插入到由单根光纤传输的多波长光信号中。
因此,尽管典型的光分路与插入装置,分别由光纤形成的光传输线以并行关系提供在终端站(参照图16)之间,但根据该实施方案的光分路与插入装置4,可以简单地构成而没有如图8所示由光纤组成的在终端站之间并行的光传输线。注意,在图8中和图1中所标注同样符号的单元具有相同的结构和功能。
这里,将详细地说明上面描述的多层介质膜滤波器。
每一个多层介质膜滤波器都构成了如图3(a)和3(b)所示的3-端口型光滤波器。例如,图3(a)中所示的多层介质膜滤波器在其端口“1”和端口“2”之间具有如图6所示的中心波长为1,558nm的带通滤波器特性,而在端口“1”和端口“3”之间具有如图7所示的中心波长为1,558nm的带阻滤波器特性。注意图6和图7说明了光信号波长和光信号损耗的关系。
如果光信号从端口“1”输入到上面所述的多层介质膜滤波器,那么1,558nm波长的光信号输出到端口“2”,而除1,558nm波长外的其它波长的光信号就输出到端口“3”。这样就完成了根据波长光信号的分路。注意,多层介质膜滤波器也可同时实现光信号的插入。
尽管光信号的分路与插入也可通过光耦合器的方式完成,由于光耦合器在实现光信号的分路与插入时有光损耗,如果使用这种光耦合器构成光分路与插入装置,那么通过光分路与插入装置传输的光信号的损耗也有一个高损耗。
因此,在该实施方案中,用具有低于光耦合器的损耗的多层介质膜滤波器组成光分路与插入装置,使得通过光分路与插入装置传输的光信号的损耗较低。
更特别地,参照图5,每一个多层介质膜滤波器由透镜18-1~18-3和一个多层介质膜19组成。
透镜18-1~18-3是单独与光纤20相连的准直透镜,以保证光信号的高度聚焦。根据输入的光信号,多层介质膜19实际上具有使光信号通过的带通滤波器的功能,或有另外一个对输入其中的光信号进行反射的带阻滤波器功能。
图5的具有上面所述结构的多层介质膜滤波器17用于第一至第三分路单元11-1~13-1,光信号经端口“1”输入,并且分路光经端口“3”输出,而除分路光外的其它光信号经端口“2”输出。
另一方面,多层介质膜滤波器用于第一至第三插入单元12-1~12-3,光信号经端口“2”输入,而插入的光信号经端口“3”输入,并且输入光信号和插入的光信号的合成光信号经端口“1“输出。
使用具有如上所述结构的多层介质膜滤波器对光信号进行分路与插入的工作原理,将参照图4加以说明。
在图4中,第一分路单元11-1和第一插入单元12-1分别作为对光信号分路的一个分路单元和对光信号插入的一个插入单元的示例被示出,并且示意出通过第一分路单元和第一插入单元的光信号分路与插入。
如图4所示,如果光信号λA1A6从上行输入端光纤14-1输入到第一分路单元11-1的端口“1”,那么第一分路单元11-1从端口“2”将光信号λA2A5输出光纤14-3,而对光信号λA1和λA6进行分路,并从端口“3”把它们输出至分路输出端光纤16-2。
那么,当光信号λA2A5从光纤14-3输入到第一插入单元11-2的端口“ 2”且要插入的光信号λB1和λB6从分路端光纤16-1输入到第一插入单元11-2的端口“3”时,第一插入单元11-2将光信号λA2A5和光信号λB1及λB6互相合成,并从端口“1”将它们输出到上行输出端光纤14-2。
注意,第二分路单元12-1和第二插入单元12-2或第三分路单元13-1和第三插入单元13-2以在第一分路单元11-1和第一插入单元11-2中同样的方式实现光信号的分路与插入。
在根据具有如上所述结构的本实施方案的光分路与插入装置4中,如果光信号从上行输入端光纤14-1输入,那么,光分路与插入装置4通过第一分路单元11-1和第一插入单元11-2,把从所输入的光信号中所要求波长的光信号输出到上行输出端光纤14-2,并通过第一分路单元11-1和第三插入单元13-2把输入光信号中除所要求波长外的其它波长的光信号输出到分路端光纤16-2。
同时,光分路与插入装置4通过第三分路单元13-1和第一插入单元11-2,将从分路输入端光纤16-1输入的光信号中所要求波长的光信号输出到上行输出端光纤14-2。
另外,如果光信号从上行输入端光纤15-1输入,那么光分路与插入装置4通过第二分路单元12-1和第二插入单元12-2,将输入的光信号中所要求波长的光信号输出到下行输出端光纤15-2,而通过第二分路单元12-1和第三插入单元13-2,将输入的光信号中除所要求波长的其它波长光信号输出到分路输出端光纤16-2。
另外,光分路与插入装置4通过第三分路单元13-1和第二插入单元12-2,把从分路输入端光纤16-1输入的光信号中除所要求波长外的其它波长光信号输出到下行输出端光纤15-2。
由于根据本实施方案的光分路与插入装置包括各由多层介质膜滤波器17组成的第一至第三分路单元11-1~13-1和第一至第三插入单元11-2~13-2,所以可以在简化由光纤组成的光传输线结构的同时,以低损耗和高准确度信号传输过程中来实现光信号的分路与插入。
因此,当根据该实施方案的光分路与插入装置4应用于远距离通信的光通信系统时,例如水海底光通信时,可以减少放置在海底的光缆数目,以大大地降低费用。
另外,由于根据该实施方案的光分路与插入装置4所使用的多层介质膜滤波器为无源型光滤波器,所以可以在不施加任何电压的情况下实现光信号的分路与插入,并且光分路与插入装置在一个用于海底光通信的光传输系统中也可稳定地工作。
a1.对第一实施方案的第一改进方案
图9示出了一个根据本发明的第一实施方案的第一改进方案的光分路与插入装置的框图。类似于上面所述第一实施方案的光分路与插入装置,图9中所示的光分路与插入装置4A也被置于光传输线分路处,该光传输线使多个终端站相互连接,以便光信号可在终端站之间通过。
参照图9,所示的光分路与插入装置4A包括第一分路单元11-1、第一插入单元11’-2、第二分路单元12-1、第二插入单元12’-2、第三分路单元13-1和第三插入单元13’-2。
类似于第一实施方案中的第一至第三分路单元11-1~13-1,本第一至第三分路单元11-1~13-1各由一个多层介质膜滤波器组成,并分别具有类似于第一实施方案中的第一至第三分路单元11-1~13-1的同样功能。
第一至第三插入单元11’-2~13’-2分别具有和第一实施方案中的第一至第三插入单元11-2~13-2同样的功能,而都由不同于第一实施方案中的插入单元11-2~13-2的光波合成器组成。对于光波合成器来讲,例如,可以使用熔接型的光耦合器。注意,第一和第二插入单元11’-2和12’-2分别以级联的形式提供在第一分路单元11-1和第二分路单元12-1之后。
类似于根据第一实施方案的光分路与插入装置4,在具有上面所述结构的第一改进方案的光分路与插入装置4A中,如果光信号从上行输入端光纤14-1输入,那么光分路与插入装置4A通过第一分路单元11-1和第一插入单元11’-2,将输入光信号中所要求波长的光信号输出到上行输出端光纤14-2,并通过第一分路单元11-1和第三插入单元13’-2,将输入光信号中除所要求波长外的其它波长光信号输出到分路输出端光纤16-2。
同时,光分路与插入装置4A通过第三分路单元13-1和第一插入单元11’-2,将从分路端光纤16-1输入的光信号中所要求波长的光信号输出到上行输出端光纤14-2。
另外,如果光信号从下行输入端光纤15-1输入,那么光分路与插入装置4A通过第二分路单元12-1和第二插入单元12’-2,将输入的光信号中所要求波长的光信号输出到下行输出端光纤15-2,并通过第二分路单元12-1和第三插入单元13’-2,将输入光信号中除所要求波长外的其它波长光信号输出到分路输出端光纤16-2。
另外,光分路与插入装置4A通过第三分路单元13-1和第二插入单元12’-2,将从分路输入端光纤16-1输入的光信号中除所要求波长外的其它波长光信号输出到下行输出端光纤15-2。
由于根据第一实施方案的第一改进方案的光分路与插入装置4A包括各由多层介质膜滤波器组成的第一至第三分路单元11-1~13-1和各由一个光波合成器以这种方式组成的第一至第三插入单元11’-2~13’-2,光分路与插入装置4A具有和据第一实施方案的光分路与插入装置4类似的优点。
另外,由于根据第一实施方案的第一改进方案的光分路与插入装置4A的第一至第三插入单元11’-2~13’-2各由一个光波合成器组成,虽然光分路与插入装置4A表现出高于根据第一实施方案的光分路与插入装置4的光损耗,但相比于光分路与插入装置4,分路与插入装置4A在结构上却简化了。
a2.第一实施方案的第二改进方案
现在参照图10,在该框图中示出了一个本发明第一实施方案的第二改进方案。类似于上面所述的第一实施方案的光分路与插入装置4,图10中所示的光分路与插入装置4B也被置于光传输线的分路点处,该光传输线使多个终端站相互连接以便光信号可在终端站之间通过光传输线传输。
参照图10,所示的光分路与插入装置4B包括第一分路与插入单元21、第二分路与插入单元22、第三分路单元13-1和第三插入单元13-2。
类似于第一实施方案中的第三分路单元13-1和第三插入单元13-2,本第三分路单元13-1和第三插入单元13-2各由一个多层介质膜滤波器组成,并分别具有类似于第一实施方案中第三分路单元13-1和第三插入单元13-2同样的功能。注意,类似于第一实施方案的第一改进方案的第三插入单元13’-2,第三插入单元13-2可由一个光波合成器组成。
当多波长的光信号输入其中时,第一分路与插入单元21及第二分路及插入单元22依据波长实现光信号的分路与插入,并且由如图11中所示的光纤光栅滤波器组成。
参照图11,光纤光栅滤波器包括马赫-策德尔(Mach-Zehnder)干涉仪的两个总线23,在其上通过UV(紫外〕光曝光(UV微调27)形成有能反射所要求波长的光信号的光栅24。
光纤光栅滤波器还包括各由一个光纤组成的一个分路单元25和一个插入单元26。
在例如一个形成有布拉格波长λB光栅24的光纤光栅滤波器中,当多波长的光信号λA至λD由端口“1”输入时,分路单元25将光信号λA、λC和λD输出到另一个端口“4”,而在光栅24,将光信号λB反射到分路并将其输出到另外一个端口“2”。
然后,当光信号λB从另外一个端口“3”输入时,插入单元26将光信号λB与光信号λA、λC和λD合成,并将合成的光输出到端口“4”。
类似于根据第一实施方案的光分路与插入装置4,在根据具有上面所述结构的第二改进方案的光分路与插入装置4B中,如果光信号从上行输入端光纤14-1输入,那么光分路与插入装置4B通过第一分路与插入单元21,将输入光信号中所要求波长的光信号输出到上行输出端光纤14-2,而通过第一分路与插入单元21和第三插入单元13-2,将输入光信号中除所要求波长外的其它波长光信号输出到分路输出端光纤16-2。
同时,光分路与插入装置4B通过第三分路单元13-1和第一分路及插入单元21,将从分路端光纤16-1输入的光信号中所要求波长的光信号输出到上行输出端光纤14-2。
另外,如果光信号从下行输入端光纤15-1输入,那么光分路与插入装置4B通过第二分路与插入单元22,将输入的光信号中所要求波长的光信号输出到下行输出端光纤15-2,而通过第二分路与插入单元22及第三插入单元13-2,将输入光信号中除所要求波长外的其它波长光信号输出到分路输出端光纤16-2。
另外,光分路与插入装置4B通过第三分路单元13-1和第二分路及插入单元22,将从分路输入端光纤16-1输入的光信号中除所要求波长外的其它波长光信号输出到下行输出端光纤15-2。
由于根据第一实施方案的第二改进方案的光分路与插入装置4B包括各由一个光纤光栅滤波器组成的第一和第二分路及插入单元21和22和由多层介质膜滤波器以这种方式组成的第三分路单元13-1和第三插入单元13-2,光分路与插入装置4B具有和根据第一实施方案的光分路与插入装置4类似的优点。
另外,由于根据第一实施方案第二改进方案的光分路与插入装置4B的第一和第二分路及插入单元21和22各由一个光纤光栅滤波器组成,虽然光分路与插入装置4B表现出稍高于根据第一实施方案的光分路与插入装置4的光损耗,但相比于光分路与插入装置4,分路与插入装置4B在结构上得以简化。
注意,第一分路与插入单元21和第二分路与插入单元22,还外可由一种波导型光栅滤波器组成,其中在光纤光栅滤波器中的光滤波器由一个光波导替代,而且在这种情况下,虽然光分路与插入装置也表现出稍高于根据第一实施方案的光分路与插入装置4的光损耗,但相比于光分路与插入装置4,分路与插入装置4B在结构上得以简化。
b、第二实施方案
图12由框图示出了根据本发明的第二优选实施方案的一个光分路与插入装置。
参照图12,光分路与插入装置一般由4C所标注,并如图13所示被置于互相连接着一个光传输系统的多个终端站(在图13中,A终端站1’、B终端站2’和C终端站3’)的光传输线5’的分路处。光分路与插入装置4C将所要求波长的光信号从1’-3’终端站的任何一个输出到1’-3’终端站所要求的另外任何一个,以实现两个所要求的终端站之间的光信号传输。
图13中所示的光传输线各由一个光纤组成,并包括多个内置的光放大器6’,用于以多个级联的形式对传输光中继放大。
如图12所示,光分路与插入装置4C包括一个分路单元31-1和一个插入单元31-2。
当光信号从一个输入端光纤32-1输入时,分路单元31-1将输入光信号中所要求波长的光信号通过另外一个光纤14-3输出到插入单元31-2,而把输入光信号中除所要求波长外的其它波长的光信号输出到分路输出端光纤32-4。
特别地,分路单元31-1由一个多层介质膜滤波器组成,对经端口“1”从输入端光纤32-1输入的光信号中所要求波长的光信号来讲,起一个带通滤波器的作用,以经由光纤32-3和插入单元31-2,穿过另外一个端口“2”把所要求波长的光信号输出到一个另外一个输出端光纤32-2;而对经过端口“1”从输入端光纤32-1输入的光信号中除所要求的波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用(陷波滤波器),以经由光纤14-4和第三插入单元13-2,穿过另外一个端口“3”把其它波长的光信号输出到一个分路输出端光纤32-4。
同时,插入单元31-2将从分路输入端光纤32-5输入的光信号和通过光纤32-3从分路单元31-1输入的光信号进行合成,并把合成的光信号输出到输出端光纤32-2。
特别地,插入单元31-2由一个多层介质膜滤波器组成,对穿过端口“2”经由光纤32-3输入的光信号来讲,起一个带通滤波器的作用,以经端口“1”把光信号输出到输出端光纤32-2;而对穿过端口“3”经由分路输入端光纤32-5输入的光信号来讲,起一个带阻滤波器(陷波滤波器)的作用,以经过端口“1”将光信号输出到输出端光纤32-2。
这样,插入单元31-2起一个光合成器的作用,将经端口“2”输入的光信号和经端口“3”输入的光信号进行合成,并把合成的光信号输出到端口“1”。
注意,对于构成分路单元31-1的多层介质膜滤波器来讲,使用了类似于图3(a)所示多层介质膜滤波器,而对于构成插入单元31-2的多层介质膜滤波器来讲,使用了类似于图3(b)所示多层介质膜滤波器。
另外,由于图3(a)和(b)中所示的多层介质膜滤波器各具有可逆特性,该实施方案的光分路与插入装置4C中的光分路单元31-1和插入单元31-2可以由同样类型的多层介质膜滤波器组成。
由于该实施方案的光分路与插入装置4C由多层介质膜滤波器以这种方式组成,它可以根据波长对由单光纤传输的多波长光信号进行分路,并可将所要求波长的光信号插入到由单光纤传输的多波长光信号中。
因此,在普通光分路与插入装置中,光传输线由光纤相互交迭组成,而根据本实施方案的光分路与插入装置,光传输线可以简单地形成,不会导致光传输线的相互交迭。
在具有如上所述结构的本实施方案的光分路与插入装置4C中,当光信号从输入端光纤32-1输入时,光分路与插入装置4C通过光纤32-3和插入单元31-2,把输入的光信号中所要求波长的光信号输出到输出端光纤32-2,而把输入光信号中除所要求波长外的其它波长的光信号输出到分路输出端光纤32-4。
另外,光分路与插入装置4C把从分路输入端光纤32-5输入的光信号输出到输出端光纤32-2。
由于该实施方案的光分路与插入装置,包括以这种方式由一个多层介质膜滤波器组成的分路单元31-1和插入单元31-2,可以在简化各由光纤形成的光纤传输线结构的同时,以低损耗和高准确度光信号传输过程中实现光信号分路与插入。
因此,当该实施方案的光分路与插入装置4C应用于用于远距离通信的光通信系统时,例如海底光通信,可以减少放置在海底的光缆数目,以大大地降低费用。
另外,由于该实施方案的光分路与插入装置4C使用的多层介质膜滤波器是无源型光滤波器,可以在不施加任何电压时实现光信号的分路与插入,并且在一个用于海底光通信的光传输系统中,光分路与插入装置也可稳定地工作。
b1.第二实施方案的改进方案
图14由框图中示出一个本发明第二实施方案的第一改进方案。类似于上面所述的第二实施方案的光分路与插入装置4C,图14中所示的光分路与插入装置4D也被置于相互连接着多个终端站以使光信号可在终端站之间通过光传输线传输的光传输线的分路点处。
参照图14,所示的光分路与插入装置4D包括分路单元31-1和插入单元31’-2。
类似于第二实施方案中的分路单元31-1,分路单元31-1由一个多层介质膜滤波器组成,并具有类似于第二实施方案中分路单元31-1同样的功能。
尽管插入单元31’-2具有类似于第二实施方案中分路单元31-2同样功能,它不同于第二实施方案中的插入单元31-2,插入单元31’-2由一个光波合成器组成。对于光波合成器来讲,例如,可以使用一个熔接型的光耦合器。注意,插入单元以级联的形式提供在分路单元31-1的后面。
类似于根据第二实施方案的光分路与插入装置4C,在具有上面所述结构的第二实施方案改进方案的光分路与插入装置4D中,如果光信号从输入端光纤32-1输入,那么光分路与插入装置4D通过光纤32-3和插入单元31’-2,将输入光信号中所要求波长的光信号输出到输出端光纤32-2,而将输入光信号中除所要求波长外的其它波长的光信号输出到分路输出端光纤32-4。
同时,光分路与插入装置4D将从分路输入端光纤32-5输入的光信号中所要求波长的光信号输出到输出端光纤32-2。
由于第二实施方案改进方案的光分路与插入装置4D,包括以这种方式由一个多层介质膜滤波器组成的分路单元31-1和由一个光波合成器组成的插入单元31’-2,所以光分路与插入装置4D具有和第二实施方案的光分路与插入装置4类似的优点。
另外,由于第二实施方案改进方案的光分路与插入装置4D的插入单元31’-2以这种方式由一个光波合成器组成,虽然光分路与插入装置4D表现出稍高于根据第二实施方案的光分路与插入装置4C的光损耗,但相比于光分路与插入装置4C,分路与插入装置4D在结构上得以简化。
c.其它
尽管如上所述,构成第一实施方案第一改进方案的光分路与插入装置4A的第一至第三插入单元11’-2~13’-2或第二实施方案的光分路与插入装置4D的光波耦合器,采用了熔接型的光耦合器,但是光波耦合器不是必须由熔接型的光耦合器构成,它可以使用与偏振无关的大容量耦合器来替代。在这种情况下,也可以简化结构组成光分路与插入装置4A和光分路与插入装置4D。
本发明不局限于这些特别说明的实施方案,一些变化和改进并没有离开本发明的范围。

Claims (13)

1.一个光分路与插入装置,其特征在于它包括:
一个第一分路单元(11-1),用于将从一个上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中的第一波长光信号输出到一个上行输出端光纤(14-2),并将由所述的上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长光信号输出到一个分路输出端光纤(16-2);
一个第一插入单元(11-2,11′-2),用于将从一个分路输入端光纤(14-5)输入的光信号输出到上行输出端光纤(14-2);
一个第二分路单元(12-1),用于将由一个下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中的第二波长光信号输出到一个下行输出端光纤(15-2),并将由所述的下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中除第二波长外的其它波长光信号输出到分路输出端光纤(16-2);
一个第二插入单元(12-2,12′-2),用于将由一个分路输入端光纤(16-1)输入的光信号输出到所述的下行输出端光纤(15-2);
一个第三分路单元(13-1),用于将由所述的分路输入端光纤(16-1)输入的光信号中的第三波长的光信号输出到所述的上行输入端光纤(14-2),并将由所述的分路输入端光纤(16-1)输入的光信号中除第三波长外的其它波长光信号输出到所述的下行输入端光纤(15-2);
一个第三插入单元(13-2,13′-2),用于将由所述的下行输入端光纤(15-1)输入的光信号输出到分路输出端光纤(16-2)。
2.如权利要求1提出的光分路与插入装置,其特征在于通过所述第一分路单元(11-1)和第一插入单元(11-2,11′-2)把由所述上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中的第一波长的光信号输出到上行输出端光纤(14-2),及通过所述第一分路单元(11-1)和所述第三插入单元(13-2,13′-2))把由所述上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(16-2);通过第三分路单元(13-1)和第一插入单元(11-2;11’-2)把由所述分路输入端光纤(16-1)输入的光信号中的第三波长的光信号输出到所述上行输出端光纤(14-2);通过所述第二分路单元(12-1)和第二插入单元(12-2,12′-2)把由所述下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中的第二波长的光信号输出到所述下行输出端光纤(15-2),及通过所述第二分路单元(12-1)和所述第三插入单元(13-2,13′-2)把由所述下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中除第二波长外的其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(16-2);并且通过所述第三分路单元(13-1)和第二插入单元(12-2,12′-2)把由所述分路输入端光纤(16-1)输入的光信号中除第三波长外的其它波长的光信号输出到所述下行输出端光纤(15-2)。
3.如权利要求1提出的光分路与插入装置,其特征在于:
所述第一分路单元(11-1)由一个多层介质膜滤波器(17)组成,对于从所述上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中的第一波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第一波长的光信号输出到所述上行输出端光纤(14-2)中,而对从所述上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(16-2);
所述第一插入单元(11-2)由另外一个多层介质膜滤波器(17)组成,起一个光耦合器的作用,将从所述分路输入端光纤(16-1)输入的光信号输出到所述上行输出端光纤(14-2);
 所述第二分路单元(12-1)由另外一个多层介质膜滤波器(17)组成,对从所述下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中的第二波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第二波长的光信号输出到所述下行输出端光纤(15-2),而对从所述下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中除第二波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(16-2);
所述第二插入单元(12-2)仍由另外一个多层介质膜滤波器(17)组成,起一个光耦合器的作用,将从所述分路输入端光纤(16-1)输入的光信号输出到所述下行输出端光纤(15-2);
所述第三分路单元(13-1)也由一个多层介质膜滤波器(17)组成,对从所述分路输入端光纤(16-1)输入的光信号中的第三波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第三波长的光信号输出到所述上行输出端光纤(14-2),而对从所述分路输入端光纤(61-1)输入的光信号中除第三波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述下行输出端光纤(15-2);以及
所述第三插入单元也由另外一个多层介质膜滤波器(17)组成,起一个光耦合器的作用,将从所述下行输入端光纤(15-1)输入的光信号输出到所述分路输出端光纤(16-2)。
4.如权利要求1提出的光分路与插入装置,其特征在于:
所述第一分路单元(11-1)由一个多层介质膜滤波器(17)组成,对于从所述上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中的第一波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第一波长的光信号输出到所述上行输出端光纤(14-2)中,而对从所述上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(16-2);
所述第一插入单元(11′-2)由一个起光耦合器作用的光波合成器组成,将从所述分路输入端光纤(16-1)输入的光信号输出到所述上行输出端光纤(14-2);
所述第二分路单元(12-1)由另外一个多层介质膜滤波器(17)组成,对从所述下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中的第二波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第二波长的光信号输出到所述下行输出端光纤(15-2),而对从所述下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中除第二波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(16-2);
所述第二插入单元(12′-2)由另一个起光耦合器作用的光波合成器组成,将从所述分路输入端光纤(16-1)输入的光信号输出到所述下行输出端光纤(15-2);
所述第三分路单元(13-1)也由一个多层介质膜滤波器(17)组成,对从所述分路输入端光纤(16-1)输入的光信号中的第三波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第三波长的光信号输出到所述分路输入端光纤(14-2),而对从所述分路输入端光纤(16-1)输入的光信号中除第三波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述下行输出端光纤(15-2);以及
所述第三插入单元(13′-2)由另一个起光耦合器作用的光波合成器组成,将从所述下行输入端光纤(15-1)输入的光信号输出到所述分路输出端光纤(16-2);
所述第一插入单元(11′-2)级联在所述第一分路单元(11-1)之后,而所述第二插入单元(12′-2)级联在所述第二分路单元(12-1)之后。
5.如权利要求1提出的光分路与插入装置,其特征在于所述的第一分路单元(11-1)和所述第一插入单元(11-2)都由光栅滤波器(21)组成。
6.如权利要求1提出的光分路与插入装置,其特征在于所述的第二分路单元(12-1)和所述第二插入单元(12-2)都由光栅滤波器(22)组成。
7.如权利要求5或6提出的光分路与插入装置,其特征在于所述的光栅滤波器(21,22)是光纤光栅滤波器。
8.如权利要求5或6提出的光分路与插入装置,其特征在于所述的光栅滤波器(21,22)是波导型光栅滤波器。
9.一个光分路与插入装置,其特征在于它包括:
一个分路单元(31-1),用于将从一个输入端光纤(32-1)输入的光信号中的第一波长的光信号输出到一个输出端光纤(32-2),并将由所述的输入端光纤(32-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号输出到一个分路输出端光纤(32-4);以及
一个插入单元(31-2),用于将从所述一个分路输入端光纤(32-5)输入的光信号输出到所述输出端光纤(32-2);
所述分路单元(31-1)由一个多层介质膜滤波器(17)组成,对于从所述输入端光纤(32-1)输入的光信号中的第一波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第一波长的光信号输出到所述输出端光纤(32-3),而对从所述输入端光纤(32-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(32-4);
所述插入单元(31-2)由与所述分路单元(31-1)同样类型的另一个多层介质膜滤波器(17)组成,起一个光耦合器的作用,将从所述分路输入端光纤(32-5)输入的光信号输出到所述输出端光纤(32-2)。
10.一个光分路与插入装置,其特征在于它包括:
一个分路单元(31-1),用于将从一个输入端光纤(32-1)输入的光信号中的第一波长的光信号输出到一个输出端光纤(32-2),并将由所述的输入端光纤(32-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号输出到一个分路输出端光纤(32-4);以及
一个插入单元(31′-2),用于将从所述一个分路输入端光纤(32-5)输入的光信号输出到所述输出端光纤(32-2);
所述分路单元(31-1)由一个多层介质膜滤波器(17)组成,对于从所述输入端光纤(32-1)输入的光信号中的第一波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第一波长的光信号输出到所述输出端光纤(32-2),而对从所述输入端光纤(32-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(32-4);
所述插入单元(31′-2)由光波合成器组成,起一个光耦合器的作用,将从所述分路输入端光纤(32-5)输入的光信号输出到所述输出端光纤(32-2);
所述插入单元(31′-2)级联在所述分路单元(31-1)之后。
11.一种具有光分路与插入装置的光传输系统(10),其特征在于包括:
若干个终端站(1至3);
多条用于所述终端站(1至3)之间互相连接的、由光纤构成的光传输线(5);以及
置于允许光信号在所述终端站(1至3)之间通过所述光传输线(5)通信的光传输线(5)的分路点处的光分路与插入装置(4;4A);
所述的光分路与插入装置(4;4A)包括:
第一分路单元(11-1),用于将从构成所述光传输线(5)之一的上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中的第一波长的光信号输出到构成所述光传输线(5)之一的上行输出端光纤(14-2),并将由所述的上行输入端光纤(14-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号输出到一个分路输出端光纤(16-2);第一插入单元(11-2,11′-2),用于将从构成所述光传输线(5)之一的分路输入端光纤(16-1)输入的光信号输出到上行输出端光纤(14-2);第二分路单元(12-1),用于将由一个构成所述光传输线(5)之一的下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中的第二波长的光信号输出到一个构成所述光传输线(5)之一的下行输出端光纤(15-2),并将由所述的下行输入端光纤(15-1)输入的光信号中除第二波长外的其它波长的光信号输出到分路输出端光纤(16-2);一个第二插入单元(12-2,12′-2),用于将由一个分路输入端光纤(16-1)输入的光信号输出到所述的下行输出端光纤(15-2);一个第三分路单元(13-1),用于将由所述的分路输入端光纤(16-1)输入的光信号中的第三波长的光信号输出到所述的上行输入端光纤(14-2),并将由所述的分路输入端光纤(16-1)输入的光信号中除第三波长外的其它波长的光信号输出到所述的下行输入端光纤(15-2);第三插入单元(13-2,13′-2),用于将由所述的下行输入端光纤(15-1)输入的光信号输出到分路输出端光纤(16-2)。
12.一种具有光分路与插入装置的光传输系统(10),其特征在于包括:
若干个终端站(1′至3′);
多条用于所述终端站(1′至3′)之间互相连接的、由光纤构成的光传输线(5′);以及
置于允许光信号在所述终端站(1′至3′)之间通过所述光传输线(5′)通信的光传输线(5′)的分路点处的光分路与插入装置(4C);
所述的光分路与插入装置(4C)包括:
一个分路单元(31-1),用于将从构成所述光传输线(5′)之一的输入端光纤(32-1)输入的光信号中的第一波长的光信号输出到构成所述光传输线(5′)之一的输出端光纤(32-2),并将由所述的输入端光纤(32-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号输出到构成所述光传输线(5′)之一的分路输出端光纤(32-4);和一个插入单元(31-2),用于将从构成所述光传输线(5′)之一的所述分路输入端光纤(32-5)输入的光信号输出到构成所述光传输线(5′)之一的所述输出端光纤(32-2);所述分路单元(31-1)由一个多层介质膜滤波器(17)组成,对于从所述输入端光纤(32-1)输入的光信号中的第一波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第一波长的光信号输出到所述输出端光纤(32-2),而对从所述输入端光纤(32-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(32-4);所述插入单元(31-2)由与所述分路单元(31-1)同样类型的另一个多层介质膜滤波器(17)组成,起一个光耦合器的作用,将从所述分路输入端光纤(32-5)输入的光信号输出到所述输出端光纤(32-2)。
13.一种具有光分路与插入装置的光传输系统(10),其特征在于包括:
若干个终端站(1′至3′);
多条用于所述终端站(1′至3′)之间互相连接的、由光纤构成的光传输线(5′);以及
置于允许光信号在所述终端站(1′至3′)之间通过所述光传输线(5′)通信的光传输线(5′)的分路点处的光分路与插入装置(4D);
所述的光分路与插入装置(4D)包括:
一个分路单元(31-1),用于将从构成所述光传输线(5′)之一的输入端光纤(32-1)输入的光信号中的第一波长的光信号输出到构成所述光传输线(5′)之一的输出端光纤(32-2),并将由所述的输入端光纤(32-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号输出到构成所述光传输线(5′)之一的分路输出端光纤(32-4);和一个插入单元(31′-2),用于将从构成所述光传输线(5′)之一的所述分路输入端光纤(32-5)输入的光信号输出到构成所述光传输线(5′)之一的所述输出端光纤(32-2);所述分路单元(31-1)由一个多层介质膜滤波器(17)组成,对于从所述输入端光纤(32-1)输入的光信号中的第一波长光信号来讲起一个带通滤波器的作用,将第一波长的光信号输出到所述输出端光纤(32-2),而对从所述输入端光纤(32-1)输入的光信号中除第一波长外的其它波长的光信号来讲,起一个带阻滤波器的作用,将其它波长的光信号输出到所述分路输出端光纤(32-4);所述插入单元(31′-2)由光波合成器组成,起一个光耦合器的作用,将从所述分路输入端光纤(32-5)输入的光信号输出到所述输出端光纤(32-2),所述的插入单元(31′-2)级联在所述分路单元(31-1)之后。
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