CN1474532A - 高隔绝度波长管理模块 - Google Patents

Abstract

一种高隔绝度波长管理模块，具有第一至第四端口，包括至少第一、第二与第三波长管理模块。第一波长管理模块经过高隔绝度波长管理模块的第一端口连接至第一组载有不同光波长的第一波长多任务光信号，同时第二波长管理模块经过该高隔绝度波长管理模块的第四端口连接至第二组载有不同光波长的一第二波长多任务光信号，第一与该第二波长多任务光信号传输方向相反且传输波长也各不相同；以及至少第一与第二光环流器，第一光环流器光学耦接于第一波长管理模块与第波长管理模块之间，而第二光环流器是光学耦接于第二波长管理模块与第三波长管理模块之间。此外，也可以省去第三波长管理模块，直接将两个光循环器连接起来。

Description

高隔绝度波长管理模块

技术领域

本发明是有关于一种波长管理模块，且特别是有关于一种高隔绝度波长管理模块。

背景技术

随着信息科技的发展，为了满足通信传输上的需求，除了铺设新的光缆外，便是现有的传输干线上使用波分复用(Wavelength DivisionMultiplexing，WDM)技术；在一条光纤内同时传送数个不同波长的光信号，以增加传输容量。

光的传播速率大概每隔5年增加四倍，目前商业用SDH以达10GBPS，这主要是因使用TDM的高速电路技术，然用TDM技术增加传播速率很快就达到极限。但是WDM结合EDFA技术将可充分利用光传输的高频宽特性，使几百个不同波长的光信号在1.5μm的波长范围同时传播于同一光纤，因而大大地增加光信号传输的容量。

目前波分复用(WDM)技术的应用十分普遍，也很成熟，然而在同一光纤内信号传输的方向大部分仍是单一方向，少部分用2到4个波长在作双向传输，至于多波长的双向传输目前仅有美国CIENA公司以Chirped Fiber Bragg Grating分长波长和短波长范围而进行双向传输，以及本公司正进行专利申请中的“应用于双向波分复用光通信系统中的光功能模块”，利用多窗波分复用(Multi-window WavelengthDivision Multiplexing，MWDM)器件进行双向传输。以上述两种架构进行光信号波分多任务的双向传输应已足够，但若要求更高隔绝度以求更高的通信品质，上述两种架构(隔绝度约为30Db)便不能满足。

发明内容

本发明提出一个高隔绝度波长管理模块的架构，而此架构可应用于双向波分复用光通信系统中作一些光功能性的作用，如不同波长的光信号放大、光节点(Node)上的光纤分插复用器(Optical Add and dropMultiplexing)、不同波长光信号的色散补偿(Dispersion Compensation)和在不同传输干线上不同波长光信号的波长交互连结(WavelengthCrossconnect)。

本发明的高隔绝度波长管理模块，可以复数个波长管理模块，例如三个或三个波长管理模块。当为波长管理模块三个时，此三波长管理模块有四个端口，第一波长管理模块的第一端口为高隔绝度波长管理模块的第一端口并连接第一组载有不同光波长的波分复用光信号，同时第二波长管理模块的第四端口为高隔绝度波长管理模块的第四端口并连接第二组载有不同光波长的第二波分复用光信号。而第三波长管理模块的第二端口为高隔绝度波长管理模块的第二端口，并且第三个波长管理模块的第三端口作为高隔绝度波长管理模块的该第三端口，第一与第二波分复用光信号传输方向相反且传输波长也各不相同。至少二个光环流器，其中第一光环流器的第一端口连接到第一波长管理模块的第二端口，第二端口连接到第三波长管理模块的第一端口，第三端口连接到第一波长管理模块的第三端口；同时第二光环流器的第一端口连接到第二波长管理模块的第二端口，第二端口连接到第三波长管理模块的第四端口，第三端口连接到第二波长管理模块的第三端口。

当为波长管理模块二个时，其中第一波长管理模块耦接高隔绝度波长管理模块的第一端口端，同时第二波长管理模块耦接高隔绝度波长管理模块的第四端口，且第一光环流器为光学耦接至第一波长管理模块，第二光环流器为光学耦接至第二波长管理模块，第一与第二光循环器也耦接一起，使第一光波长管理模块、第一光循环器、第二光循环器与第二光波长管理模块形成一光传输信道。

利用一般的波长管理模块进行光纤分插复用器时，频道间隔(Channel Spacing，CS)的要求为上行与下行相邻波长差，然而当频道(波长)数目越多，CS的要求也越小，因此光塞取多任务器越难做。在此我们变化高隔度波长管理模块的架构，使其可将上行和下行的光信号传输波长分开进行光纤分插复用器，如此对光纤分插复用器器的CS要求也放宽一倍。换言之，变化高隔绝度波长管理模块的架构即可对上行和下行的光信号作各自的处理，以增加双向波分复用通信系统设计与信号处理的弹性。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明。

附图说明

图1绘示本发明相关的双向波分复用光通信系统图；

图2绘示与本发明相关的高隔绝度双向光功能模块；

图3绘示本发明的高隔绝度波长管理模块的架构示意图；

图4为用对称式Mach-Zehnder干涉技术制造的多窗波分复用器的理论分析结果；

图5绘示使用高隔绝度波长管理模块应用于光节点中光信号塞取多任务的架构的示意图；

图6绘示描绘使用高隔绝度波长管理模块应用于分波多任务光信号色散补偿的架构示意图；

图7绘示具有k组双向波分复用通信系统700如何在其间交换光波长(信息)信号的系统架构示意图；

图8为绘示双向波长交互连结器730的架构示意图；

图9绘示着如何变化高隔绝度波长管理模块，使图1的高隔绝度双向光功能模块具有将“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号分别作波长塞取后再同时作光信号放大的架构；

图10绘示变化高隔绝度波长管理模块，使高隔绝度双向光功能模块具有将“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号分别作波长交互连结后再同时作光信号放大的架构；

图10至图12绘示依据本发明实施例的数种变化架构示意图。标号说明

101、102、103、104光收发器

109、111光多任务器

110、110光解多任务器

121光功能模块

119、120、203、204传输干线

202放大器

301、302、303波长管理模块

304、305光循环器

501高隔绝度波长管理模块

503光塞取多任务器

504光隔绝气器

603光循环

605光纤光栅

604、606传输干线

710西方终端系统

720东方终端系统

730、736、908、1116双向波长光交互连结器

734a、734b、734c、734d传输干线

732a、732b高隔绝度波长管理模块

804、806波长管理模块

808、812、1016、1012光塞取多功器

810、814、910、912、1018、1020、1118、1120光

循环器

818、916放大器

902、906、912、1010、1014、1110、1114波长管

理模块

具体实施方式

图1绘示本发明相关的双向波分复用光通信系统。这个系统包含一组“由西向东”的光收发器101和一组“由东向西”的光收发器102。“由西向东”和“由东向西”在这里代表这波分复用光通信系统中光信号传输的方向，而载着“由西向东”光信号的光发射器和载着“由东向西”光信号的光发射器分别置于光传输干的相反两端。为了方便说明，“西”代表图1的左方，而“东”代表图1的右方，但非用以限制本发明。

每一个光收发器101和光收发器102发射一个光波长，其中载着编码信息的光信号有声音、视频和计算机数据等等。如图1所示，光收发器101传输波长从λ1，λ3，λ5到λ2n-1，而光收发器102传输波长从λ2，λ4，λ6到λ2m。m和n都是正整数且代表每一传输方向的最大波长数目。

从光收发器101所输出的光波长经过光输干线105到达光多任务器109，而光多任务器109再将这些波长合聚于光传输干线113上。同样地，从光收发器102所输出的光波长经过光传输干线108到达光多任务器111，而光多任务器111再将这些波长合聚于光传输干线115上。光多任务器109，111可由任何工光纤被动器件技术制成，只要它可合聚不同波长至同一输出端口。

这些从光发射器101而来的合聚输出形成一组“由西向东”的波分复用光信号，这些光信号经过光环流器117的端口1到光环流器117的端口2并进入光传输干线119。同样地，从光发射器102而来的合聚输出形成一组“由东向西”的波分复用光信号，这些光信号经过光环流器118的端口1到光环流器118的端口2并进入光传输干线120。

“由西向东”的波分复用光信号通过一个或数个光功能模块121后，经过光传输干线120抵达光环流器118的端口2，再通过光环流器的环流作用到光环流器118的端口3并经过光传输干线114进入光解多任务器110，这些合聚的光信号透过光解多任务器110并通过光传输干线106传输到所对应光波长的光接收器103；同样地“由东向西”的波分复用光信号通过一个或数个光功能模块121后，经过光传输干线119抵达光环流器117的端口2，再通过光环流器的环流作用到光环流器117的端口3并经过光传输干线116进入光解多任务器112，这些合聚的光信号透过光解多任务器112并凭借光传输干线107传输到所对应光波长的光接收器104。

高隔绝度双向光功能模块121可提供不同波长的光信号执行许多光功能作用，如不同波长的光信号放大、光节点(Node)上的光纤分插复用器(Optical Add and Drop Multiplexing)、不同波长光信号的色散补偿(Dispersion Compensation)和在不同传输干线上不同波长光信号的波长交互连结(Wavelength Crossconnect)。

图2绘示与本发明相关的高隔绝度双向光功能模块121，这个高隔绝度双向光功能模块121用以放大不同波长的光信号，以便光信号可传输更远的距离。“由西向东”的波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块201的端口a后便经过高隔绝度波长管理模块201的端口b进入光传输干线203(高隔绝度波长管理模块的第三端口)。此时，“由东向西”的波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块201的端口d后便经过高隔绝度波长管理模块201的端口b进入光传输干线203。所以“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号合聚于光传输干线203上作单向传输。经过光放大器模块202放大之后，这合聚的波分复用信号凭借光传输干线204(高隔绝度波长管理模块的第四端口)引导至高隔绝度波长管理模块201的端口c。“由西向东”的波分复用光信号会从高隔绝度波长管理模块201的端口d输出并进入光传输干线120继续进行“由西向东”的传输；此时“由东向西”的波分复用光信号会从高隔绝度波长管理模块201的端口a输出并进入光传输干线119继续进行“由东向西”的传输。

光放大器模块202为一般掺铒光纤放大器(EDFA)，其中包括光纤隔绝器、波分复用器(980/1550nm或1480/1550nm)，掺铒光纤和帮激光源(980nm或1480nm雷射二极管)。

图3绘示本发明的高隔绝度波长管理模块的架构示意图。如图所示，其至少三个波长管理模块301、302、303，此三波长管理模块有四个端口p1～p4，第一波长管理模块301的第一端口p1为高隔绝度波长管理模块201的第一端口a并连接第一组载有不同光波长的波分复用光信号，同时第二波长管理模块303的第四端口p4为高隔绝度波长管理模块201的第四端口d并连接第二组载有不同光波长的第二波分复用光信号。而第三波长管理模块302的第二端口p2为高隔绝度波长管理模块201的第二端口b，并且第三个波长管理模块302的第三端口p3作为高隔绝度波长管理模块201的第三端口c，第一与第二波分复用光信号传输方向相反且传输波长也各不相同。至少二个光环流器304、305，其中第一光环流器304的第一端口1连接到第一波长管理模块301的第二端口p2，第二端口2连接到第三波长管理模块302的第一端口p1，第三端口3连接到第一波长管理模块301的第三端口p3；同时第二光环流器305的第一端口1连接到第二波长管理模块303的第二端口p2，第二端口2连接到第三波长管理模块302的第四端口p4，第三端口3连接到第二波长管理模块303的第三端口p3。

如图所示，“由西向东”的波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块201的端口a后，便抵达第一波长管理模块301的端口1，这光信号由波长管理模块301的端口2输出之后进入光环流器304的第一端口1，再经过光环流器304的环流作用后，由光环流器304的第二端口2输出的光信号再进入第三波长管理模块302的第一端口p1并由第三波长管理模块302的第二端口2输出进入光传输干线203。此时，“由东向西”的波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块201的第四端口d后便抵达第二波长管理模块303的第四端口p4，此光信号由第二波长管理模块303的第二端口p2输出之后，进入第二光环流器305的第一端口1，再经过第二光环流器305的环流作用后，由第二光环流器305的第二端口2输出的光信号再进入第三波长管理模块302的第四端口p4，并由第三波长管理模块302的第二端口p2输出进入光传输干线203。因此，“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号合聚于光传输干线203上作单向传输。

经过光功能器件处(如放大器模块放大)之后，这合聚的波分复用光信号凭借光传输干线204引导至高隔绝度波长管理模块201的端口c，并进入第三波长管理模块302的第三端口p3。其中“由西向东”的波分复用光信号从第三波长管理模块302的第四端口p4输出后进入第二光环流器305的第二端口2，再经过第二光环流器305的环流作用后，由第二光环流器305的第三端口3输出的光信号，再进入第二波长管理模块303的第三端口p3，并由第二波长管理模块303的第四端口p4输出而进入光传输干线120。同样地，“由东向西”的波分复用光信号从第三波长管理模块302的第一端口p1输出后，进入第一光环流器304的第二端口2，再经过第一光环流器304的环流作用后，由第一光环流器304的第三端口3输出的光信号，再进入第一波长管理模块301的第三端口p3并由第一波长管理模块301的第一端口p1输出进入光传输干线119。

上述的波长管理模块301、302和303一般为多窗波分复用器(Multi-window Wavelength Division Multiplexer，MWDM)，而这种器件可用光纤拉锥熔烧(Fused-Biconical Taper，FBT)技术或非对称式Mach-Zehnder干涉(Unbalanced Mach-Zehnder Interferometer，UMZI)技术制造而成。因为固定光频率间隔的多个波长光信号进入这种器件可使波长交错地分布在输出的两端口上，所以又称做光波长交错器(Optical Interleaver)。

波分复用光信号在经过高隔绝度波长管理模块201总计经过一般的波长管理模块4次(第一波长管理模块301一次、第三波长管理模块302两次和第二波长管理模块303一次)和光环流器2次(第一光环流器304和第二光环流器305各一次)。因此波分复用光信号的插入损失比通过一般的波长管理模块来得大且频宽亦变窄。从目前市面上多窗波分复用器和光环流器的规格评估，高隔绝度波长管理模块的插入损失会比一般的波长管理模块的插入损失多约2.2-2.6dB，但是隔绝度会高一倍。

此外，在第一波长管理模块301的第四端口p4和第二波长管理模块303的第一端口p1必须配置光终端器(Optical Terminator)306，以避免经端点的反射馈回器件造成不必要的噪声。光终端器306一般使用微小弯曲方式(Micro-Bending Method)或者光纤端点切割8度角，以降低噪声干扰。

图4为用对称式Mach-Zehnder干涉技术制造的多窗波分复用器的理论分析结果，其中忽略真正制作工艺所产生的光损失。实线I部分为通过器件两次的光谱图，虚线II部分为通过器件四次的光谱图。从图中可看出通过器件四次的频道隔绝度比通过器件两次的频道隔绝度高约两倍(在相同频宽要求下)，但相对地插入损失也增加两倍。

图5绘示使用高隔绝度波长管理模块应用于光节点中光信号塞取多任务的架构的示意图。“由西向东”的波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块501的端口a后便经过高隔绝度波长管理模块501的端口b进入光传输干线502。此时，“由东向西”的波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块501的端口d后便经过高隔绝度波长管理模块501的端口b进入光传输干线502。因此，“由西向东”的波分复用光信号和「由东向西」的波分复用光信号合聚于光传输干线502上作单向传输。在经过光塞取多任务器503撷取和载上一个或多个波长的光信号后，合聚的波分复用光信号通过光纤隔绝器504并凭借光传输干线505进入高隔绝度波长管理模块501的端口c。“由西向东”的波分复用光信号会从高隔绝度波长管理模块501的端口d输出并进入光传输干线120继续进行“由西向东”的传输。此时，“由东向西”的波分复用光信号会从高隔绝度波长管理模块501的端口a输出并进入光传输干线119(高隔绝度波长管理模块的第一端口)继续进行“由东向西”的传输。

使用光纤隔绝器504是为了从高隔绝度波长管理模块501的端口b到高隔绝度波长管理模块501的端口c保持波分复用光信号传输的单向性，以避免因干涉效应产生不必要的噪声。

一般而言，波分复用的通信系统常用于远距交换载波路由器(Long-haul Interexchange Carrier Router)，其中光传输干线的距离常以数百公里计，因而造成分波多任务的光信号产生波长色散(ChromaticDispersion)，所以必须使用色散补偿器(Dispersion Compensator)加以补偿。以下将说明如何利用色散补偿器来消弭光信号的波长色散效应。

图6绘示描绘使用高隔绝度波长管理模块应用于分波多任务光信号色散补偿的架构示意图。“由西向东”的波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块601的端口a后便经过高隔绝度波长管理模块601的端口b进入光传输干线602。此时，“由东向西”的波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块601的端口d后便经过高隔绝度波长管理模块601的端口b进入光传输干线734a。所以“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号合聚于光传输干线602上作单向传输。这合聚的分波多任务光信号进入光环流器603的端口1并从光环流器603的端口2输出，再经过光传输干线604进入色散补偿器605。在色散补偿后，反射的光信号由光环流器603的端口2进入并从光环流器603的端口3输出，经过光传输干线606进入高隔绝度波长管理模块601的端口c。“由西向东”的波分复用光信号会从高隔绝度波长管理模块601的端口d输出并进入光传输干线120(高隔绝度波长管理模块的第四端口)继续进行“由西向东”的传输。此时，“由东向西”的波分复用光信号会从高隔绝度波长管理模块601的端口a输出并进入光传输干线119继续进行“由东向西”的传输。

色散补偿器605为一线性啁啾型光纤光栅(Linear Chirped FiberBragg Grating)，其功能是使在光传输干线上传输时传得较快的短波长成份，让其在线性啁啾型光纤光栅中经历较远的距离才反射；而传得较慢的长波长成份，让其在线性啁啾型光纤光栅中经历较近的距离才反射，借此达到色散补偿的作用。

以下将叙述当许多个双向波分复用通信系统且波分复用光信号在各向的光传输干线传播着，光波长(信息)信号在其间交换方式。

图7绘示具有k组双向波分复用通信系统700如何在其间交换光波长(信息)信号的系统架构示意图。每一个双向波分复用通信系统都有一个编号，从#1、#2到#k，而且各有一个第一光信号收发器(西方)终端系统712和第二光信号收发器(东方)终端系统722。西方终端系统712发射n个波长的“由西向东”波分复用光信号和接收m个波长的“由东向西”波分复用光信号。同样地。东方终端系统722发射m个波长的“由东向西”波分复用光信号和接收n个波长的“由西向东”波分复用光信号。

在光传输干线714和724之间的是一个或多个双向波长交互连结器730。双向波长交互连结器730可重新调整在一双向波分复用通信系统中传输的波长到另一双向波分复用通信系统上。

图8绘示双向波长交互连结器730的架构示意图。从编号#1的第一光信号收发器终端系统722而来的“由西向东”波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块732a的端口a后便经过高隔绝度波长管理模块732a的端口b进入光传输干线734a。此时，从编号#1的第二光信号收发器终端系统722而来的“由东向西”的波分复用光信号进入高隔绝度波长管理模块732a的端口d后便经过高隔绝度波长管理模块732a的端口b进入光传输干线734b。所以在编号#1的双向波分复用光通信系统中，“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号合聚于编号#1的光传输干线734a上作单向传输。其余编号的双向波长序光通信系统也作如是的传输后，分别进入波长交互连结器736的所属编号的输入端。在经过波长交互连结器736交换各系统所需的波长光信号后，这合聚的波分复用光信号又从波长交互连结器736的所属编号的输出端经过光隔绝器738进入光传输干线204并抵达高隔绝度波长管理模块732a的端口c。“由西向东”的波分复用光信号会从高隔绝度波长管理模块732a的端口d输出并进入光传输干线724继续进行“由西向东”的传输；此时“由东向西”的波分复用光信号会从高隔绝度波长管理模块732a的端口a输出并进入光传输干线714继续进行“由东向西”的传输。

波长交互连结器736一般由k个可对λ1，λ2，...，λ2n-1，λ2m分波的解多任务器(DEMUX)、(n+m)个kXk光开关器和k个可对λ1，λ2，...，λ2n-1，λ2m合波的多任务器(MUX)所组合而成的。

上述的所有的高隔绝度波长管理模块732a的应用与一般的波长管理模块没有不同，取其优点仅有高频道隔绝度而已。而以下所要描绘的是如何变化高隔绝度波长管理模块732a，使“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号可分别作光功能的处理并同时具有高频道隔绝度的优点。

图9绘示着如何变化高隔绝度波长管理模块，使图1的高隔绝度双向光功能模块121具有将“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号分别作波长塞取后再同时作光信号放大的架构。虚线部分为高隔绝度波长管理模块。“由西向东”的波分复用光信号进入波长管理模块802的第一端口p1，这光信号由波长管理模块802的端口p2输出之后进入针对“由西向东”的波分复用光信号(λ1，λ3，...，λ2n-1)而设计的光塞取多任务器808的输入端。在对“由西向东”波分复用光信号作波长塞取后便进入光环流器810的端口1，再经过光环流器810的环流作用后，由光环流器810的端口2输出的光信号再进入波长管理模块806的端口p1并由波长管理模块806的端口p2输出进入光传输干线816。此时，“由东向西”的波分复用光信号进入波长管理模块804的端口p4，这光信号由波长管理模块804的端口p2输出之后进入针对“由东向西”的波分复用光信号(λ2，λ4，...，λ2m)而设计的光塞取多任务器812的输入端。在对“由东向西”的波分复用光信号作波长塞取后便进入光环流器814的端口1，再由光环流器814的环流作用后，由光环流器814的端口2输出的光信号再进入波长管理模块806的端口p4并由波长管理模块814的端口p2输出进入光传输干线816。因此“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号合聚于光传输干线816上作单向传输。

经过光放大器模块818放大之后，这合聚的波分复用光信号凭借光传输干线820引导至波长管理模块806的端口p3。其中“由西向东”的波分复用光信号从波长管理模块806的端口p4输出后进入光环流器814的端口2，再经过光环流器814的环流作用后，由环流器814的端口3输出的光信号再进入波长管理模块804的端口p3并由波长管理模块804的端口p4输出进入光传输干线120。同样地，“由东向西”的波分复用光信号从波长管理模块806的端口p1输出后进入光环流器510的端口2，再经过光环流器810的环流作用后，由光环流器810的端口3输出的光信号再进入波长管理模块802的端口p3并由波长管理模块802的端口1输出进入光传输干线119。

前述的架构与图5的架构比起来，最大的优点是因为可将“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号分别处理，如此一来对光塞取多任务器的频道间隔的要求便可放宽一倍。例如在图9中的光塞取多任务器808的频道间隔(λ3-λ1)和光塞取多任务器812的频道间隔(λ4-λ2)相同，但为在图5中的光塞取多任务器503的频道间隔(λ2-λ1)的两倍。

图10绘示变化高隔绝度波长管理模块，使高隔绝度双向光功能模块具有将“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号分别作波长交互连结后再同时作光信号放大的架构。虚线部分为高隔绝度波长管理模块。从编号#1的西方终端系统712(图7)而来的“由西向东”波分复用光信号进入编号#1的波长管理模块902的端口p1，这光信号由波长管理模块902的端口p2输出之后进入针对“由西向东”的波分复用光信号(λ1，λ3，...，λ2n-1)而设计的波长交互连结器908中编号#1的输入端。在经过波长交互连结器908交换各系统所需的波长光信号后进入光环流器910的端口1，再经过光环流器910的环流作用后，由光环流器910的端口2输出的光信号再进入波长管理模块912的端口p1并由波长管理模块912的端口p2输出进入光传输干线914。此时，“由东向西”的波分复用光信号进入波长管理模块906的端口p4，这光信号由波长管理模块906的端口p2输出之后进入针对“由东向西”的波分复用光信号(λ2，λ4，...，λ2m)而设计的波长交互连结器922中编号#1的输入端。在经过波长交互连结器908交换各系统所需的波长光信号后进入光环流器920的端口1，再经过光环流器920的环流作用后，由光环流器920的端口2输出的光信号再进入波长管理模块912的端口p4并由波长管理模块912的端口p2输出进入光传输干线914。因此，“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号合聚于光传输干线914上作单向传输。

经过光放大器模块916放大之后，这合聚的波分复用光信号凭借光传输干线918引导至波长管理模块912的端口p3。其中“由西向东”的波分复用光信号从波长管理模块912的端口p4输出后进入光环流器920的端口2，再经过光环流器920的环作用后，由光环流器920的端口3输出的光信号再进入波长管理模块906的端口p3并由波长管理模块906的端口p4输出进入光传输干线120。同样地，“由东向西”的波分复用光信号从波长管理模块912的端口p1输出后进入光环流器910的端口2，再经过光环流器910的环流作用后，由光环流器910的端口3输出的光信号再进入波长管理模块902的端口p3并由波长管理模块902的端口p1输出进入光传输干线119。

波长交互连结器908一般由k个可对λ1，λ3，...，λ2n-1分波的解多任务器(DEMUX)、n个kXk光开关器和k个可对λ1，λ3，...，λ2n-1合波的多任务器(MUX)所组合而成的；而波长交互连结器922一般由k个可对λ2，λ4，...，λ2m分波的解多任务器(DEMUX)、m个kXk光开关器和k个可对λ2，λ4，...，λ2m合波的多任务器(MUX)所组合而成的。因为“由西向东”的波分复用光信号和“由东向西”的波分复用光信号分别做处理，所以在波长交互连结器908和922中的多任务器(MUX)和解多任务器(DEMUX)的频道间隔要求比在波长交互连结器736(图8)中的多任务器(MUX)和解多任务器(DEMUX)的频道间隔要求放宽一倍。

如果双向波分复用光通信系统没有高隔绝度且在作光纤分插复用器后也不需作光信号放大，仅想要光塞取多任务器的频道间隔的要求放宽一倍的优点，则图11的架构是一个很好的选择。

综上所述，本发明至少具有以下的优点：

1、高隔绝度：因为波分复用光信号在经过高隔绝度波长管理模块时总计经过一般的波长管理模块4次和光环流器2次。因此波分复用光信号的插入损失比通通一般的波长管理模块来得大且频宽亦变窄。从目前市面上多窗波分复用器和光流器的规格评估，高隔绝度波长管理模块的插入损失会比一般的波长管理模块的插入损失多约2.2-2.6dB，但是隔绝度会高一倍。

2、双向高隔绝度光功能模块设计弹性大：双向波分复用光信号可一起处理并具有高隔绝度，例如图2、图5、图6与图8。此外，也可分别做处理并具有高隔绝度，例如图9与图10，以及分别做处理但不具高隔绝度，例如图11与图12。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定为准。

Claims (27)

1、一种高隔绝度波长管理模块，具有一第一至一第四端口，该高隔绝度波长管理模块，其特征在于：包括：

复数个波长管理模块，其中该些波长管理模块的一经过该高隔绝度波长管理模块的该第一端口端连接至一第一组载有不同光波长的一第一波长多任务光信号，而该高隔绝度波长管理模块的另一波长管理模块的一端口端连接至一第二组载有不同光波长的一第二波长多任务光信号，该第一与该第二波长多任务光信号传输方向相反且传输波长也各不相同；

复数个光环流器，光学耦接于该些波长管理模块之间。

2、如权利要求1所述的高隔绝度波长管理模块，其中该些波长管理模块包括一第一、一第二与一第三波长管理模块，且该些光环流器包括一第一与一第二光环流器所构成。

3、如权利要求2所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：其中该第一波长管理模块耦接至该高隔绝度波长管理模块的第一端口端，同时该第二波长管理模块耦接至该高隔绝度波长管理模块的该第四端口端，且该第一光环流器光学耦接于该第一波长管理模块与该第三波长管理模块之间，而该第二光环流器为光学耦接于该第二波长管理模块与该第三波长管理模块之间。

4、如权利要求3所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：其中该第一该第二与该第三波长管理模块分别具有四个端口，该第一波长管理模块的该第一端口为该高隔绝度波长管理模块的该第一端口，同时该第二波长管理模块的第一端口为该高隔绝度波长管理模块的该第四端口，而该第三波长管理模块的第二端口为该高隔绝度波长管理模块的该第二端口，并且该第三个波长管理模块的第三端口作为该高隔绝度波长管理模块的该第三端口。

5、如权利要求4所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：其中该第一与该第二光环流器分别至少具有三端口，该第一光环流器的第一端口连接到该第一个波长管理模块的该第二端口，该第一光环流器的第二端口连接到该第三波长管理模块的该第一端口，而该第一光环流器的第三端口连接到该第一波长管理模块的第三端口，同时该第二光环流器的第一端口连接到该第二波长管理模块的第三端口，该第二光环流器的第二端口连接到该第三波长管理模块的第四端口，而该第二光环流器的第三端口连接到该第二波长管理模块的第二端口。

6、如权利要求2所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：又可包括一第一光塞取多任务器耦接于该第一波长管理模块与该第一光循环器之间，以及一第二光塞取多任务器耦接于该第二波长管理模块与该第二光循环器之间。

7、如权利要求2所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：其中该第一波长多任务光信号与该第二波长多任务光信号分别通过该第一波长管理模块一次，该第三波长管理模块两次，该第二波长管理模块一次，以及该第一与该第二光环流器各一次。

8、如权利要求2所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：又可包括一第一光波长交互连器耦接于该第一波长管理模块与该第一光循环器之间，以及一第二光波长交连器耦接于该第二波长管理模块与该第二光循环器之间。

9、如权利要求2所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：更可耦接一光增益模块，以光传输干线连结并置该第三波长管理模块的该第二端口和该第三端口间，以形成一具高隔绝度双向光功能模块。

10、如权利要求2所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：还可耦接一三端口的光环流器与至少一光纤光栅，以光传输干线连结并置该第三波长管理模块的该第二端口和该第三端口间，以形成一具高隔绝度双向光功能模块。

11、如权利要求10所述的双向光功能模块，其特征在于：其中该光增益模块包括一条掺稀土元素的光纤、至少一帮激光源、以及一第一与一第二光纤隔绝器。

12、如权利要求1所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：其中该些波长管理模块包括一第一与一第二波长管理模块，且该些光环流器包括一第一与一第二光环流器所构成。

13、如权利要求12所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：其中该第一波长管理模块耦接该高隔绝度波长管理模块的该第一端口端，同时该第二波长管理模块耦接该高隔绝度波长管理模块的该第四端口端，且该第一光环流器为光学耦接至该第一波长管理模块，该第二光环流器为光学耦接至该第二波长管理模块，该第一与该第二光循环器也耦接一起，使该第一光波长管理模块、该第一光循环器、该第二光循环器与该第二光波长管理模块形成一光传输信道。

14、如权利要求13所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：其中该第一与该第二波长管理模块分别具有四个端口，该第一波长管理模块的该第一端口为该高隔绝度波长管理模块的该第一端口，该第二波长管理模块的第四端口为该高隔绝度波长管理模块的该第四端口。

15、如权利要求14所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：其中该第一与该第二光环流器分别至少具有三端口，该第一光环流器的第一端口连接到该第一个波长管理模块的第二端口，该第一光环流器的第二端口连接到该第二光环流器的第二端口，而该第一光环流器的第三端口连接到该第一波长管理模块的第三端口，同时该第二光环流器的第一端口连接到该第二波长管理模块的第二端口，该第二光环流器的第二端口连接到该第一光循环器的第二端口，而该第二光环流器的第三端口连接到该第二波长管理模块的第三端口。

16、如权利要求13所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：还包括一第一光塞取多任务器耦接于该第一波长管理模块与该第一光循环器之间，以及一第二光塞取多任务器耦接于该第二波长管理模块与该第二光循环器之间。

17、如权利要求13所述的高隔绝度波长管理模块，其特征在于：还包括一第一光波长交互连器耦接于该第一波长管理模块与该第一光循环器之间，以及一第二光波长交连器耦接于该第二波长管理模块与该第二光循环器之间。

18、一个具高隔绝度的双向光功能模块，用以进行光信号自动交换，其特征在于：包括：

至少一高隔绝度波长管理模块，且该高隔绝度波长管理模块具一第一至一第四端口，其中该第一端口连接一第一组载有不同光波长的一第一波长多任务光信号，同时该第四端口连接一第二组载有不同光波长的一第二波长多任务光信号，该第一与该第二波长多任务光信号传输方向相反且传输波长也各不相同；

一组光传输干线，连接至该高隔绝度波长管理模块的该第一端口和该第四端口；

至少一具有光隔绝功能的单向光功能模块，以光传输干线连结并置该高隔绝度波长管理模块的该第二端口和该第三端口间。

19、如权利要求18所述的具高隔绝度的双向光功能模块，其特征在于：其中该具有光隔绝功能的单向光功能模块为一光增益模块，以光传输干线连结并置该高隔绝度波长管理模块的该第二端口和该第三端口间。

20、如权利要求19所述的具高隔绝度的双向光功能模块，其特征在于：其中该光增益模块包括一条掺稀土元素的光纤、至少一帮激光源、以及一第一与一第二光纤隔绝器。

21、如权利要求18所述的具高隔绝度的双向光功能模块，其特征在于：其中该具有光隔绝功能的单向光功能模块为一色散补偿器，以该光传输干线连结并置于该高隔绝度波长管理模块的该第二端口和该第三端口间。

22、如权利要求21所述的双向波长多任务光通信系统的光功能模块，其特征在于：其中该光分散补偿器包括光纤光栅。

23、如权利要求21所述的双向光功能模块，其特征在于：其中该光色散补偿器包括一三端口的光环流器与至少一光纤光栅。

24、一个具高隔绝度的双向光功能模块，用以进行光信号自动交换，其特征在于：包括：

至少一高隔绝度波长管理模块，且该高隔绝度波长管理模块具一第一至一第四端口，其中该第一端口连接一第一组载有不同光波长的一第一波长多任务光信号，同时该第四端口连接一第二组载有不同光波长的一第二波长多任务光信号，该第一与该第二波长多任务光信号传输方向相反且传输波长也各不相同；

一组光传输干线，连接至该高隔绝度波长管理模块的该第一端口和该第四端口；

至少一单向光功能模块，以光传输干线连结并置该高隔绝度波长管理模块的该第二端口和该第三端口间；

至少一光纤隔绝器，以光学耦接于该单向光功能模块与高隔绝度波长管理模块的该第三端口间。

25、一高隔绝度双向光功能系统，用以进行光信号自动交换，其特征在于：包括：

复数个高隔绝度波长管理模块，各该些高隔绝度波长管理模块各具一第一至一第四端口，其中该第一端口连接一第一组载有不同光波长的一第一波长多任务光信号，同时该第四端口连接一第二组载有不同光波长的一第二波长多任务光信号，该第一与该第二波长多任务光信号传输方向相反且传输波长也各不相同；

至少一波长交互连结器，具有复数个输出端口端与输入端口端，各该些输出入端口端分别与各该些高隔绝度波长管理模块的该第二与该第三端口耦接；

复数个光隔绝器，光学耦接于该单向波长交连器与各该些高隔绝度波长管理模块的该第三端口端之间。

26、如权利要求25所述的高隔绝度双向光功能系统，其特征在于：其中该些高隔绝度波长管理模块数目与输入光纤干线数目一致。

27、如权利要求25所述的高隔绝度双向光功能系统，其特征在于：其中该些光隔绝器数目与输入光纤干线数目一致。

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