DE10030476A1 - Wellenlängen-Multiplexer und Wellenleitergitter in Array-Form mit Justierwellenleitern und Vorrichtung zur Justierung - Google Patents

Wellenlängen-Multiplexer und Wellenleitergitter in Array-Form mit Justierwellenleitern und Vorrichtung zur Justierung

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Abstract

Es wird ein Wellenlängen-Multiplexer (WDM) mit Wellenleitergitter in Array-Form (AWG) mit Justierwellenleitern und eine Vorrichtung zum Justieren des AWG WDM offenbart. Der WDM ist mit Justierwellenleitern, die zum Verbinden des optischen Wellenleitergeräts mit Glasfaserblöcken zu verwenden sind, zusätzlich zu den Wellenleitern ausgestattet, die zum Erreichen gewünschter Funktionen notwendig sind, so dass eine erforderliche Justierung unabhängig von der Erreichung jener Funktionen erzielt werden kann. Folglich ist es nicht notwendig, jeweilige Funktionseigenschaften einzelner Geräte zu kennen, wodurch ein einfaches und schnelles Justieren und Zusammenfügen erreicht werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Betriebswellenlänge des optischen Wellenleitergeräts bestimmt werden, indem die Wellenlänge des von jedem Justierwellenleiter ausgegebenen Lichtsignals erfasst wird. Folglich ist es möglich, in einfacher Weise zu bestimmen, ob das optische Wellenleitergerät korrekt funktioniert.

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenlängen-Multiplexer mit einem Wellenleiter­ gitter in Array-Form, der mit Justierwellenleitern ausgestattet ist, und betrifft eine Vorrich­ tung zum Justieren des Wellenlängen-Multiplexers (WDM) mit Wellenleitergitter in Array- Form (AWG).
Beschreibung des Stands der Technik
Im Allgemeinen sollte ein optisches Gerät mit Wellenleiter mit optischen Fasern bzw. Glas­ fasern ausgerichtet bzw. justiert zu diesen Glasfasern verbunden werden, so dass es in der Praxis für ein Übertragungsnetzwerk verwendbar ist. Zum Verbinden und Ausrichten des optischen Gerätes wird zunächst Licht einem Glasfasereingangs-Array zugeführt. Unter Verwendung des einfallenden Lichts wird anschließend das Glasfasereingangs-Array mit einem Eingangswellenleiter-Array des optischen Gerätes justiert. Danach wird ein Glasfa­ serausgangs-Array mit einem Ausgangswellenleiter-Array des optischen Geräts so ausge­ richtet, dass das Licht durch zwei Anschlüsse, die an jeweils den äußersten Positionen am Ende des Glasfaserausgangs-Array angeordnet sind, geführt wird. Anschließend wird die Intensität des durch die Anschlüsse geführten Lichts detektiert. Auf der Grundlage des Er­ gebnisses der Detektion wird die relative Position jedes Glasfaser-Arrays und des optischen Geräts fein eingestellt, um eine Position zu ermitteln, in der das Licht mit einer maximalen Intensität hindurch geführt wird. Anschließend wird das verbundene Glasfaser-Array mit dem optischen Gerät an der ermittelten Position fest verbunden.
Fig. 1a zeigt einen konventionellen Wellenlängen-Multiplexer. Fig. 1b zeigt als Querschnitt einen Glasfaserblock, der zu dem WDM aus Fig. 1a ausgerichtet ist.
Der in Fig. 1a gezeigte WDM umfasst ein Eingangswellenleiter-Array 101, einen ersten Sternkoppler 102, ein Wellenleitergitter in Array-Form (AWG) 103, einen zweiten Stern­ koppler 104 und ein Ausgangswellenleiter-Array 105. Ein in Fig. 1b gezeigter Glasfaser­ block wird jeweils in einem ausgerichteten Zustand mit den Eingangs- und Ausgangswel­ lenleiter-Arrays 101 und 105 verbunden.
Wenn ein optisches Gerät, wie etwa der oben erwähnte WDM, mit einem optischen Glasfa­ serblock in einem ausgerichteten Zustand zu verbinden ist, ist es notwendig, das optische Gerät und den Glasfaserblock räumlich genau auszurichten, wobei die Wellenlängen- Eigenschaften des optischen Geräts zu berücksichtigen sind, um eine optimale Befesti­ gungsposition zu ermitteln. Da die Wellenleiter-Eigenschaften des optischen Geräts sich während des Herstellen dieses optischen Geräts ändern können, sollten diese vor dem Justiervorgang des optischen Geräts bekannt sein. Ferner ist es zur Justierung des opti­ schen Geräts notwendig, eine Reihe komplexer Geräte beispielsweise eine Reihe von Lichtquellen zu verwenden.
Für einen oben erwähnten WDM ist es ebenfalls wichtig, ein durch den WDM übertragenes optisches Signal an einer optischen Position des WDM in Echtzeit zu überwachen. In einem herkömmlichen Überwachungsverfahren wird die von jedem Anschluss des WDM ausge­ gebene Signalinformation gelesen, um die Wellenlänge des optischen Signals zu erfassen. Gemäß diesem Verfahren ist es jedoch notwendig, das vom Ende einer Übertragungslei­ tung oder dem Ausgangsende des WDM ausgegebenen optischen Signals direkt einem Detektor einzuspeisen. Aus diesem Grund ist es unmöglich, eine Wellenlängen-Erfassung während der Übertragung des optischen Signals zu erreichen.
Überblick über die Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen AWG WDM bereitzustellen, der mit Justier­ wellenleitern ausgestattet ist, die unverändert einen Teil von optischen Signalen ausgeben können, die von einem optischen Eingangssignal abgespalten sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Justieren des AWG WDM mit Glasfaserblöcken bereit zu stellen.
Gemäß einem Aspekt umfasst ein Wellenleiter-Multiplexer mit Wellenleitergitter in Array- Form: mehrere Eingangswellenleiter; einen ersten Sternkoppler zum Verteilen optischer Signale, die von den Eingangswellenleitern empfangen werden; ein Wellenleitergitter in Array-Form mit mehreren Wellenleitern mit unterschiedlichen Längen, die dazu dienen, ei­ nen Teil der verteilten optischen Signale durch die Wellenleiter zu lenken, wobei es den geführten optischen Signalen möglich ist, unterschiedliche Phasen aufzuweisen; einen zweiten Sternkoppler zum Beugen der optischen Signale mit unterschiedlichen Phasen, um damit zu bewirken, dass die gebeugten optischen Signale miteinander interferieren; mehre­ re, mit dem zweiten Sternkoppler verbundene optische Wellenleiter, die ausgebildet sind, die interferierenden optischen Signale auszugeben; und Justierglasfasern, die mit einem Ausgangsanschluss des ersten Sternkopplers verbunden sind und außerhalb des Wellen­ leitergitters in Array-Form und der Ausgangswellenleiter angeordnet sind, wobei die Justier­ glasfasern dazu dienen, um die verbleibenden vom ersten Sternkoppler ausgegebenen op­ tischen Signale zu führen, unabhängig von den Wellenlängen der optischen Signale.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung bereit: eine Vorrich­ tung zum Justieren mit Glasfasern eines Wellenlängen-Multiplexers mit Wellenleitergitter in Array-Form, der ausgebildet ist, eine Verteilung von Eingangslicht und eine Trennung und Vereinigung der Wellenlängen des verteilten Lichts auszuführen, und das resultierende Licht auszugeben, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Lichtquelle; einen ersten Glasfaser­ block mit daran befestigten mehreren Glasfasern, der ausgebildet ist, ein von der Licht­ quelle über die Glasfasern emittiertes Licht zu führen; einen Wellenlängen-Multiplexer mit einem Wellenleitergitter in Array-Form, der ausgebildet ist, Lichtsignale, die jeweils von den Glasfasern des ersten Glasfaserblocks empfangen werden, zu verteilen, wobei der Wel­ lenlängen-Multiplexer mit mehreren Justierwellenleiter, die zur unveränderten Ausgabe ei­ nes Teils der verteilten Lichtsignale dienen, und mehreren funktionalen Wellenleiter, die zur Ausgabe der verbleibenden verteilten Lichtsignale in einem aufgeteilten oder vereinigten Zustand dient, ausgestattet ist; einen zweiten Glasfaserblock mit mehreren daran befestig­ ten Justierglasfasern, die jeweils zu den Justierwellenleitern des Wellenlängen-Multiplexers ausgerichtet sind, und mit mehreren daran befestigten funktionalen Glasfasern, die jeweils zu den funktionalen Wellenleitern des Wellenlängen-Multiplexers ausgerichtet sind; eine Messeinheit zum Messen jeweiliger Intensitäten der von den Justierglasfasern des zweiten optischen Glasfaserblocks ausgegebenen Lichtsignale; und eine Kontrolleinheit zum Ein­ stelen jeweiliger Positionen der ersten und zweiten Glasfaserblöcke und des Wellenlängen- Multiplexers, an denen die gemessenen Intensitäten der Lichtsignale maximal sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch das detaillierte Beschreiben bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen deutlicher. Es zeigen:
Fig. 1a einen herkömmlichen WDM;
Fig. 1b einen Querschnitt einen Glasfaserblock, der zu dem WDM aus Fig. 1a ausge­ richtet ist;
Fig. 2 einen AWG WDM gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3a ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Justieren des oben erwähnten WDM mit den Justierwellenleitern gemäß der vorliegenden Erfindung dar­ stellt; und
Fig. 3b eine Querschnittsansicht, die einen zweiten Glasfaserblock, der in Fig. 3a ge­ zeigt ist, darstellt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Be­ zug zu den beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
Fig. 2a zeigt einen AWG WDM gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfasst der WDM ein Eingangswellenleiter-Array 201, einen ersten Sternkoppler 202, ein AWG 203, einen zweiten Sternkoppler 204, ein Ausgangswellenleiter-Array 205 und mehre­ re Justierwellenleiter 250.
Der erste Sternkoppler 202 dient zur Verteilung von Eingangssignalen, die von dem Ein­ gangswellenleiter-Array 201 behalten werden. Das AWG 203 lässt zu, dass von dem ersten Sternkoppler 202 kommende Lichtwellen untereinander verschiedene Phasen aufweisen. Der zweite Sternkoppler 204 dient dazu, unter den Lichtwellen mit unterschiedlichen Pha­ sendifferenzen, die von dem AWG 203 empfangen werden, eine Interferenz zu erzeugen, wobei jene optischen Wellen bzw. Lichtwellen auf verschiedene Ausgangspositionen fokus­ siert werden. Die fokussierten Lichtwellen werden anschließend zu dem Ausgangswellen­ leiter-Array 205 ausgegeben.
Die Justierwellenleiter 250 empfangen Lichtsignale, die von dem ersten Sternkoppler 202 kommen, und führen die empfangenen Lichtsignale zu einem Ausgangsanschluss des WDM, unabhängig von den Wellenlängen dieser Lichtsignale. Folglich ist es möglich, die Intensität der Lichtsignale, die unabhängig von der Wellenlänge übertragen werden, an dem Ausgangsanschluss des WDM zu erfassen; obwohl die Intensität der ausgegebenen Lichtsignale, die am Ausgangsanschluss des WDM erfasst werden, einen Verlust von un­ gefähr 25 dB im Vergleich zu den Eingangslichtsignalen aufweist, ist diese Intensität zu ei­ ner Justierung des WDM zu den Glasfasern ausreichend. Die Justierellenleiter 250 sind je­ weils an den äußersten Stellen an dem Ausgangsanschluss des WDM angeordnet. Folglich sind, wenn der WDM zu den Glasfaserblöcken unter Verwendung der Justierwellenleiter 250 ausgerichtet wird, die verbleibenden Wellenleiter in natürlicherweise zu diesen Glasfa­ serblöcken ausgerichtet.
Da jeder Justierwellenleiter 250 das von dem ersten Sternkoppler 202 empfangene Licht di­ rekt zu dem Ausgangsanschluss ausgibt, während verhindert wird, dass dieses Licht durch den zweiten Sternkoppler 204 hindurchgeht, besitzt das von dem Justierwellenleiter 250 kommende Licht Information über alle Wellenlängen des auf das Eingangswellenleiter- Array 201 einfallenden Lichts. Wenn beispielsweise der WDM als ein Wellenlängenteiler arbeitet, wird ein Signal, das sich aus optischen Signalen mit unterschiedlichen Wellenlän­ gen zusammensetzt, dem Eingangswellenleiter-Array 201 eingespeist, und anschließend zum AWG 203 und den Justierwellenleitern 250 am Ausgangsende des ersten Sternkopp­ lers 202 verteilt. Von dem AWG 203 kommende Lichtsignale interferieren untereinander, während diese den zweiten Sternkoppler 204 passieren, so dass Lichtsignale mit unter­ schiedlichen Wellenlängen vom Ausgangswellenleiter-Array 205 ausgegeben werden. Die durch die Justierwellenleiter 250 hindurch gehenden Lichtsignale werden jedoch unter Bei­ behaltung der gesamten Wellenlängen-Information ausgegeben.
Für den Fall, dass der WDM als ein Wellenlängenkoppler arbeitet, werden Lichtsignale un­ terschiedlicher Wellenlänge jeweiligen Wellenleiter des Eingangswellenleiter-Arrays 201 eingespeist. Diese Lichtsignale werden zu dem AWG 203 und dem Justierwellenleiter 250 am Ausgangsende des zweiten Sternkopplers 202 verteilt. Die von dem AWG 203 kom­ menden Lichtsignale interferieren untereinander, während sie den zweiten Sternkoppler 204 passieren, so dass sie vom Ausgangswellenleiter-Array 205 in einem Zustand ausge­ geben werden, in dem sie die gesamte Wellenlängen-Information aufweisen. Unterdessen laufen die die Justierwellenleiter 250 durchdringenden Lichtsignale zum Ausgangsan­ schluss des WDM ohne Interferenz. Folglich ist es möglich, die Wellenlängen der durch den WDM laufenden Lichtsignale durch Messung der Wellenlänge der Lichtsignale an ent­ sprechenden Ausgangsenden der Justierwellenleiter 250 zu messen.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Ausrichten des oben erwähnten WDM mit den Justierwellenleitern gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 3 zeigt im Querschnitt einen in Fig. 3a dargestellten zweiten Glasfaserblock.
Wie in Fig. 3a gezeigt ist, umfasst die Justiervorrichtung eine Lichtquelle 300, einen ersten Glasfaserblock 302, einen WDM 304, der mit Justierwellenleitern ausgestattet ist, einen zweiten Glasfaserblock 306, eine Messeinheit 308 und eine Kontrolleinheit 310.
Der WDM 304 besitzt den gleichen Aufbau wie der in Fig. 3 gezeigte WDM. Der zweite Glasfaserblock 306 besitzt einen Aufbau, wie er in Fig. 3b gezeigt ist.
Der in Fig. 3b gezeigte Glasfaserblock umfasst einen oberen Körper 320, mehrere funktio­ nale Glasfasern 322, die mit dem Ausgangswellenleiter-Array des WDM 304 verbunden sind, und einen unteren Körper 326, an dem die Glasfasern 322 befestigt sind.
Mit Bezug zu Fig. 3a wird nun das Verfahren zum Ausrichten des WDM unter Verwendung der oben erwähnten Justiervorrichtung beschrieben. Gemäß dieses Justierverfahrens fällt ein von der Lichtquelle 300 emittiertes Licht nach Durchlaufen des ersten Glasfaserblockes 302 auf den WDM 304. Das von dem ersten Glasfaserblock 302 einfallende Licht wird teil­ weise den Justierwellenleitern 250, die in Fig. 2 gezeigt sind, eingespeist. Der WDM 304 ist mit seinem Ausgangsanschluss mit dem Glasfaserblock 304 verbunden. Wenn die Justier­ glasfasern 324, die in Fig. 3b gezeigt sind, zu den entsprechenden Justierwellenleitern ausgerichtet werden, werden die funktionalen Glasfaser 322 automatisch bezüglich den Ausgangswellenleitern des WDM 304 ausgerichtet. Die Messeinheit 308 misst jeweilige In­ tensitäten der Lichtsignale, die von den Justierglasfasern 324 ausgegeben werden. Auf der Grundlage der gemessenen Lichtintensität führt die Kontrolleinheit 310 einen Steuerungs­ vorgang zur Justierung des ersten Glasfaserblocks 302, des WDM 304 und des zweiten Glasfaserblocks 306 zueinander in der Weise aus, dass die Intensität des von jeder funkti­ onalen Glasfaser 322 ausgegebenen Lichtsignals identisch zur gemessenen Lichtintensität ist. Nach Abschluss des Justierens werden der ausgerichtete erste Glasfaserblock 302, der WDM 304 und der zweite Glasfaserblock 306 so miteinander verbunden, dass diese zuein­ ander fixiert sind.
Die Messeinheit 308 kann ebenfalls jeweilige Wellenlänge der von den Justierglasfasern 324 ausgegebenen Lichtsignale messen, wodurch die Funktionsweise des WDM 304 ge­ messen wird.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, liefert die vorliegende Erfindung ein opti­ sches Wellenleitergerät, etwa einen AWG WDM, das mit Justierwellenleitern, die zum Kop­ peln des optischen Wellenleitergeräts zu Glasfaserblöcken zu verwenden ist, zusätzlich zu Wellenleitern, die zum Erreichen der gewünschten Funktionen benötigt werden, ausges­ tattet ist, so dass eine gewünschte Justierung unabhängig vom Erzielen dieser Funktionen erreicht werden kann. Folglich ist es nicht notwendig, jeweilige Funktionseigenschaften indi­ vidueller Geräte zu kennen, so dass ein leichtes und schnelles Justieren bzw. Ausrichten und Verbinden erreicht werden kann. Ferner kann der Aufbau des Justier- und Verbin­ dungsgeräts vereinfacht werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Betriebs­ wellenlänge des optischen Wellenlängengeräts durch Erfassen der Wellenlänge des von dem Justierleiter ausgegebenen Lichts bestimmt werden. Folglich ist es möglich, in einfa­ cher Weise zu bestimmen, ob das optische Wellenleitergerät funktioniert oder nicht.
Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert mit Bezug zu der speziellen Ausführungsform beschrieben wurde, sind diese Ausführungsformen jedoch nur beispielhafte Anwendungen. Es ist daher selbstverständlich, dass viele Änderungen vom Fachmann ausgeführt werden können, ohne vom Schutzbereich und Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzu­ weichen.
Bildbeschreibung Fig. 3A
300
Lichtquelle
308
Messeinheit
310
Kontrolleinheit

Claims (3)

1. Wellenlängen-Multiplexer mit Wellenleitergitter in Array-Form, mit:
mehreren Eingangswellenleitern;
einem ersten Sternkoppler zum Verteilen optischer Signale, die von den Eingangs­ wellenleitern erhalten werden;
einem Wellenleitergitter in Array-Form, mit mehreren Wellenleitern mit unterschiedli­ chen Längen, die zur Führung eines Teils der durch die Wellenleiter verteilten opti­ schen Signale dienen, wobei die geführten optischen Signale unterschiedliche Pha­ sen aufweisen können;
einem zweiten Sternkoppler zum Beugen der optischen Signale mit unterschiedli­ chen Phasen, wodurch eine Interferenz der gebeugten optischen Signale unterein­ ander bewirkt wird;
mehreren Ausgangswellenleitern, die mit dem zweiten Sternkoppler verbunden und ausgebildet sind, die interferierenden optischen Signale auszugeben; und
Justierglasfasern, die mit einem Ausgangsanschluss des ersten Sternkopplers ver­ bunden und außerhalb des Wellenleitergitters in Array-Form und der Ausgangswel­ lenleiter angeordnet sind, wobei die Justierglasfasern zur Führung der verbleiben­ den optischen Signale dienen, die von dem ersten Sternkoppler ausgegeben wer­ den, unabhängig von den Wellenlängen der optischen Signale.
2. Vorrichtung zum Ausrichten eines Wellenlängen-Multiplexers mit Wellenleitergitter in Array-Form zu Glasfasern, der ausgebildet ist, eine Verteilung von Eingangslichtsig­ nalen und eine Aufteilung und Vereinigung von Wellenlängen der verteilten Lichtsig­ nale durchzuführen und die resultierenden Lichtsignale auszugeben, wobei die Vor­ richtung umfasst:
eine Lichtquelle;
einen ersten Glasfaserblock mit mehreren daran befestigten Glasfasern, der ausge­ bildet ist, ein von der Lichtquelle durch die Glasfasern emittiertes Licht zu führen;
einen Wellenlängen-Multiplexer mit einem Wellenleitergitter in Array-Form, der aus­ gebildet ist, jeweils von den Glasfasern des ersten Glasfaserblocks empfange Licht­ signale zu verteilen, wobei der Wellenlängen-Multiplexer mit mehreren Justierwel­ lenleitern, die zum unveränderten Ausgeben eines Teils der verteilten Lichtsignale dienen, und mit mehreren funktionellen Wellenleitern, die zum Ausgeben der restli­ chen verteilten Lichtsignale in einem aufgeteilten oder vereinigten Zustand dienen, ausgestattet ist;
einen zweiten Glasfaserblock, an dem mehrere Justierglasfasern, die jeweils zu den Justierwellenleiter des Wellenlängen-Multiplexers ausgerichtet sind, und mehrere funktionale Glasfasern, die jeweils zu den funktionalen Wellenleitern des Wellenlän­ gen-Multiplexers ausgerichtet sind, befestigt sind;
eine Messeinheit zum Messen jeweiliger Intensitäten der von den Justierglasfasern des zweiten Glasfaserblocks ausgegebenen Lichtsignale; und
eine Kontrolleinheit zum Einstellen jeweiliger Positionen der ersten und zweiten Glasfaserblöcke und des Wellenlängen-Multiplexers, an denen die gemessenen In­ tensitäten der Lichtsignale maximal sind.
3. Die Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Justierwellenleiter des Wellenlängen- Multiplexers außerhalb der funktionalen Wellenleiter des Wellenlängen-Multiplexers angeordnet sind.
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