CN2550781Y - 光学交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用光信号间隔器与可调式F－P滤波器构成的光学交换器，首先由光信号间隔器将包含多个波长的光信号基于波长分离至两个或两个以上不同的传输信道，再分别于不同的传输信道利用可调式F－P滤波器，将其中不同波长的光信号各自分离至不同的传输信道，完成解复用器的处理，其调变的速度方面将会较传统采用机械式调变的光交换器更快，同时又兼具有解复用器的功能，也可减少光学模块的组件数目。

Description

光学交换器

技术领域

本实用新型涉及一种多信道的光通讯交换器，特别涉及一种结合解复用器(DEMUX)与交换器(SWITCH)功能的光学交换器构造。

背景技术

目前已被普遍使用在光纤通讯系统中的波分复用(WavelengthDivision Multiplexing：WDM)结构，一般包含三十个或者更多的传输信道，每一个传输信道都利用不同波长的光源来传递信号，也可以说每一个传输信道的光信号都具有不同的波长，WDM虽然具备高容量与高频带的优点，但是为了应付未来更大的通讯需求量，采用将传输信道间隔加密的方式，形成一种高密度波分复用(Dense Wavelength DivisionMultiplexing：DWDM)结构，以便实现更高容量与频带的光纤通讯网路。在使用DWDM结构的光纤通讯系统中，首先需要使用光耦合器将多个传输信道中的光束耦合为单一束的多波长光束(称为复用器MUX)，再经由光纤输出至远方的接收端，然后于接收端再利用一分光器等不同波长的光束分波(称为解复用器DEMUX)至不同的传输信道，最后再利用光检测器进行解调处理成为电信号。

如图1A-图1B所示，为一种已知光学交换器的基本结构。包含多个波长λ1，λ2，λ3，λ4的光信号，在通过解复用器10之后，被分波至不同的传输信道c101-c104，再通过两个2×2的光学交换器20a，20b而被导入至传输信道c1-c4中。在光学交换器20a，20b处于非交错状态时，传输信道c1-c4中的波长分布将保持不变；反之，当光学交换器20a，20b处于交错状态时，传输信道c1-c4中的波长分布将改变如图B所示的情形。

由以上的已知技术可以发现解复用器与光交换器仍然是以分工的方式使用在DWDM的通讯系统中，解复用器仪具有分波的功能，而交换器则仅提供了交换传输信道的功能，这种结构需要由不同的光学组件组成。另一方面，传统的光学交换器大部份仍采用机械式的设计，不但组件的体积较大，在控制的速度上也不够理想。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种结合解复用器与交换器功能的光学交换器。

本实用新型利用光信号间隔器(Interleaver)与可调式F-P滤波器(Tunable Fabry-Perot Etalon Filter)构成一种多信道的光学交换器。首先使用光信号间隔器将多波长的光信号间隔为两个或两个以上具有较大频道间隔的多波长光信号，再分别利用一种可调式F-P滤波器数组将其中不同波长的光信号分别取出，即可完成多波长光信号的解复用器处理。

本实用新型的另一目的在于提供一种可以降低组件数目的光学交换器的构造。

本实用新型采用光信号间隔器与可调式F-P滤波器数组的光学结构，也可利用微机械电子系统(Micro-Electro-Mechanical System；MEMS)技术将全部的组件整合在一起，不论在体积、控制性和光路设计方面均会优于现有的结构。

附图说明

图1A-图1B为现有解复用器与光交换器的构造图。

图2为本实用新型的光学结构图。

图3为本实用新型光信号间隔器的分波情形。

图4为可调式F-P滤波器的构造图。

图5-图6显示本实用新型可调式F-P滤波器数组进行解复用器处理与光交换的情形。

具体实施方式

本实用新型所公开的光学交换器30的基本光学结构可如图2所示，其主要包括：光信号间隔器40和多个可调式滤波器数组50a-50b；该光信号间隔器40将多波长的光信号L1区隔为两个或两个以上具有较大频道间隔的多波长光信号L2，L3。

该多个可调式F-P滤波器数组50a-50b的每一个滤波器数组50a，50b中都包括两个或两个以上的可调式F-P滤波器501，502，如图5所示，用以将具有较大频道间隔的多波长光信号L2，L3中所包含的不同波长的光信号各自分离至不同的输出信道C1-C4。

应用于高密度波分复用的光通讯系统，由于可调式F-P滤波器的频带隔绝度很差，会使得相邻信道的光信号一起进入，容易产生串音干扰。而在本实用新型的较佳实施例中，如图3所示，首先利用光信号间隔器40，将多波长的光信号L1区隔为两个或两个以上具有较大频道间隔的多波长光信号L2，L3，这样在多波长光信号L2，L3中所包含的多波长光信号彼此之间的信道间隔将会增大，从而避免相邻信道的光信号一起进入可调式F-P滤波器数组50a，50b，进而减少串音干扰的现象。

请参阅图3，以一个包含多个波长λ1-λ6的多波长光信号L1为例，来说明本实用新型的运作过程。多波长光信号L1在通过光信号间隔器40之后，将会被分离为奇数信道的光信号L2(波长分别为λ1，λ3，λ5)与偶数信道的光信号L3(波长分别为λ2，λ4，λ6)，其中波长分别为λ1，λ3，λ5的光信号L2将被送至第一个可调式F-P滤波器数组50a，波长分别为λ2，λ4，λ6的光信号L3将被送至第二个可调式F-P滤波器数组50b。而后进入每一个可调式F-P滤波器数组50a，50b中任何一个可调式F-P滤波器501或是502的光信号，它们彼此之间的信道间隔增大从而避免相邻信道的光信号一起进入可调式F-P滤波器501或502，进而减少串音干扰的现象。

一般来说，可调式F-P滤波器501具有两片彼此平行的光学平板表面51a，51b，如图4所示，这两个光学平板表面51a，51b之间则通过一间隔物52a，52b保持有一间隙G，在此间隙G中通常填充空气或是形成真空，而在两片彼此相对的光学平板表面51a，51b上可以涂上一光学镀层(OpticalCoating)，如高反射镀膜HR(High Reflective)或是没有镀层的涂层。当含有多个不同波长的光信号Ln(含有多个多波长的光信号λ1-λ4)通过这种可调式F-P滤波器501，可以通过调变间隙G的间隔距离的方式，使得其中某一个波长的光信号Ls(如波长λ2)通过，其余的光信号Lm(含有多个多波长的光信号λ1，λ3，λ4)则被反射。因此，我们可以利用压电材料或是具有温度特性的材料制作间隔物52a，52b，通过控制间隔物52a，52b的长度就可以达到调变间隙G，进而控制通过的光信号波长的功效。

请参阅图5、图6，以具有较大频道间隔的多波长光信号L2(含有多个多波长的光信号λ1，λ3)为例，利用可调式F-P滤波器数组50a我们就可以将其中不同波长的光信号各自分离至某一输出信道C1或C2。如图5所示，含有波长为λ1，λ3的多波长光信号L2首先进入可调式F-P滤波器501，控制可调式F-P滤波器501的通过波长为λ3，则波长为λ3的光信号将会通过而进入输出信道C1，至于波长为λ1的光信号则被反射，并且在光路P1的导引之下经由可调式F-P滤波器502(控制可调式F-P滤波器502的通过波长为λ1)进入输出信道C2，至此即完成解复用器的处理。

反之，当控制可调式F-P滤波器501的通过波长为λ1，可调式F-P滤波器502的通过波长为λ3，则波长为λ1的光信号将会进入输出信道C1，波长为λ3的光信号将被分离至输出信道C2，如图6所示，这样除了可以完成解复用器的处理，还可以让可调式F-P滤波器数组50a具备光交换器的功能。

较佳的实施方式，更可以利用微机电系统技术将光信号间隔器与可调式F-P滤波器数组的全部光学组件整合在一起，不论在体积、控制性和光路设计方面均会优于传统的技术。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应以权利要求书界定的范围为准，本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的些许变动，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光学交换器，其特征在于，包括：

一光信号间隔器，多波长的光信号经该光信号间隔器区隔为两个或两个以上具有较大频道间隔的多波长光信号；以及

多个可调式滤波器，所述具有较大频道间隔的多波长光信号中所包含的不同波长的光信号经该多个可调式滤波器各自分离至相应的输出信道。

2.如权利要求1所述的光学交换器，其特征在于，所述多波长光信号的信道基于不同波长光信号的信道顺序经所述光信号间隔器分为奇数信道和偶数信道。

3.如权利要求1所述的光学交换器，其特征在于，所述可调式滤波器为可调式F-P滤波器数组，该可调式F-P滤波器数组包括一个或一个以上的可调式F-P滤波器。

4.如权利要求3所述的光学交换器，其特征在于，所述可调式F-P滤波器具有两片彼此平行的光学平板表面，该两个光学平板表面之间通过一间隔物保持有一间隙。

5.如权利要求4所述的光学交换器，其特征在于，所述间隔物采用调变所述可调式F-P滤波器间隙的压电材料。

6.如权利要求4所述的光学交换器，其特征在于，所述间隔物采用调变所述可调式F-P滤波器间隙的具有温度特性的材料。

7.如权利要求4所述的光学交换器，其特征在于，所述可调式F-P滤波器的相对光学平板表面涂有一光学镀膜。

8.如权利要求7所述的光学交换器，其特征在于，所述光学镀膜为高反射镀膜。

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