DE19821245C1

DE19821245C1 - Optischer Multiplexer und optischer Demultiplexer

Info

Publication number: DE19821245C1
Application number: DE19821245A
Authority: DE
Inventors: Peter Krummrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2000-03-02
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: WO1999059281A1; AU4767899A

Abstract

Optischer Multiplexer (MUX) und optischer Demultiplexer (DMUX) mit einem kaskadenartigen Aufbau nach dem Prinzip des binären Baumes. Beim Demultiplexer wird ein Übertragungsband (lambda¶1-8¶) in ein unteres Teilband (lambda¶1-4¶) und ein oberes Teilband (lambda¶5-8¶) in einem ersten optischen Filter FD1 aufgeteilt. Die Teilbänder werden in weitere Teilbänder (lambda¶1,¶ ¶2¶, ...lambda¶7,¶ ¶8¶) oder in Übertragungskanäle (lambda¶1¶-lambda¶8¶) aufgeteilt. DOLLAR A Beim Multiplexer werden einzelne Übertragungskanäle in entsprechender Weise zusammengefaßt. Vorteilhaft ist die geringe Einfügedämpfung und die stufenweise Erweiterbarkeit.

Description

Optische Übertragungssysteme nutzen zunehmend das Wellenlän gen-Multiplexverfahren, bei dem mehrere Kanäle mit unter schiedlichen Wellenlängen über dieselbe Übertragungsstrecke übertragen werden. Am Anfang der Strecke müssen die einzelnen Kanäle zu einem Übertragungsband zusammengeführt werden, das am Ende der Strecke wieder in einzelne Kanäle aufgeteilt wird.

In bisher eingesetzten Wellenlängenmultiplex-Übertragungs systemen werden die Kanäle beispielsweise mit Hilfe eines nicht wellenlängenselektiven Leistungsteiler-Faserkopplers (Power Combiner) zusammengeführt bzw. durch entsprechende Splitter getrennt. Diese Komponenten lassen sich zwar ohne An passung für eine Vielzahl von Wellenlängenkombinationen ver wenden, ihr Hauptnachteil besteht jedoch in der hohen Einfü gedämpfung.

Demultiplexer, die mit 1 : N-Kopplern und Filtern realisiert werden, weisen ebenfalls hohe Dämpfungen auf. Ein solcher Multiplexer/Demultiplexer für drei Wellenlängen ist aus der Offenlegungsschrift DE 43 02 133 A1 bekannt, der durch Kaska dierung von zwei als Schmelzkoppler ausgeführten Multiple xern/Demultiplexern durch Ausnutzung der optischen Übertra gungseigenschaften von Monomodefasern gebildet ist.

Aus der Patentschrift DE 40 41 047 C2 ist eine weitere Anord nung zum Demultiplexen bekannt. Ein Lichtsignal mit unter schiedlichen Wellenlängen wird zunächst zu einem Parallel strahl gebündelt und unter einem spitzen Winkel auf ein lichtwellenselektives Element geführt, bei dem gegebenenfalls nach mehrfachen Reflexionen Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen selektiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, optische Multiplexer und Demul tiplexer mit geringen Dämpfungen anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.

Der Vorteil dieser Lösung liegt nicht nur in der geringen Einfügedämpfung, der Multiplexer oder Demultiplexer kann auch entsprechend den Anforderungen stufenweise weiter ausgebaut werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen optischen Demultiplexer und

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen optischen Multiplexer.

Der in Fig. 1 dargestellte Demultiplexer DMUX ist als Fil terkaskade ausgeführt, die die Struktur eines binären Baumes aufweist. Jedes Filter weist einen Eingang und zwei Ausgänge auf, die jeweils mit Eingängen von Filtern der nächsten Fil terstufe verbunden sind. Entsprechend verdoppelt sich die An zahl der Filter in jeder folgenden Stufe.

Einem Eingang DE des optischen Demultiplexers DMUX bzw. des ersten Filters F1 wird ein Übertragungsband λ_1-8 zugeführt und in ein unteres Teilband λ_1-4 und ein oberes Teilband λ_5-8 auf geteilt. In der nächsten Filterstufe wird durch ein zweites Filter FD2 das untere Teilband in zwei wellenlängenmäßig be nachbarte weitere Teilbänder λ_1,2 und λ_3,4 aufgeteilt; entspre chend wird das obere Teilband in einem dritten Filter FD3 in ebenfalls benachbarte weitere benachbarte Teilbänder λ_5,6 und λ_7,8 aufgeteilt. Das untere und das obere Teilband werden also jeweils wieder in ein weiteres unteres und ein weiteres obe res Teilband aufgeteilt Jedes dieser weiteren Teilbänder wird in einer dritten und hier letzten Filterstufe durch Filter FD4 bis FD7 in jeweils zwei wellenlängenmäßig benachbarte Übertragungskanäle λ₁, λ₂ bis λ₇, λ₈ aufgeteilt, die an den Ausgängen DA1 bis DA8 abgegeben werden.

Als Filter können Wellenlängenweichen eingesetzt werden, die der Kombination eines Hochpasses und eines Tiefpasses ent sprechen. Selbstverständlich können auch ganz oder teilweise Filter mit Bandpaßcharakter verwendet werden, um Störungen außerhalb der genutzten Wellenlängenbereiche zu unterdrücken.

In Fig. 2 ist ein optischer Multiplexer MUX dargestellt, der ebenso als Filterkaskade mit der gleichen Baumstruktur reali siert ist. Die Filter weisen jeweils zwei Eingänge ME1, ME2; ... und einen Ausgang MA auf. Die erste Filterstufe FM4 bis FM7 dient zum Zusammenfassen von jeweils zwei benachbarten Übertragungskanälen λ₁, λ₂; λ₃, λ₄, ... bis λ₇, λ₈.

Die jeweils am Ausgang eines dieser Filter abgegebenen weite ren Teilbänder λ₁, λ₂ bis λ₇, λ₈ werden zu einem unteren Teil band λ_1-4 und einem oberen Teilband λ_5-8 zusammengefasst in den Filtern FM2 und FM3 und in einem ersten Filter FM1 zum Über tragungsband λ_1-8 kombiniert, das am Ausgang MA des Multiple xers abgegeben wird.

Die Anzahl der Übertragungskanäle entspricht meist einer Po tenz von 2. Der optische Multiplexer bzw. Demultiplexer kann selbstverständlich auch für beliebige Kanalzahlen realisiert werden.

Die verwendeten Filter sind bekannte Bauelemente, die bei spielsweise von der Firma E-TEK Dynamics, ENC., 1855 Lundy Avenue, San Jose, CA 95131 USA bezogen werden können.

Demultiplexer und Multiplexer können modular aufgebaut werden und entsprechend der Anzahl der benötigten Übertragungskanäle erweitert werden. So können im einfachsten Fall nur zwei Ka näle, beispielsweise λ₁ und λ₅ übertragen werden, wozu nur die Filter FM1 und FD1 erforderlich sind. In einer ersten Er weiterungsstufe können mit Hilfe der Filter FM2 und FM5 sowie FD2 und FD5 vier Kanäle, z. B. λ₁, λ₃, λ₅, und λ₇, übertragen werden, usw.

Claims

1. Optischer Wellenlängen-Demultiplexer (DMUX) zum Aufteilen eines Übertragungsbandes (λ_1-8) in Übertragungskanäle (λ₁-λ₈), dadurch gekennzeichnet,
daß er als Filterkaskade mit optischen Filtern (FD1-FD7) aus gebildet ist, die jeweils einen Eingang und zwei Ausgänge ausweisen,
daß ein erstes Filter (FD1) vorgesehen ist, durch das ein Übertragungsband (λ_1-8) in ein unteres Teilband (λ_1-4) und ein oberes Teilband (λ_5-8) aufgeteilt wird, und
daß weitere Filter (FD2, FD3; FD4-FD7) vorgesehen sind, durch die die Teilbänder (λ_1,2, λ_5-8) in weitere obere und un tere benachbarte Teilbänder (λ_1,2, λ_3,4; λ_5,6, λ_7,8) oder in ein zelne Übertragungskanäle (λ₁, λ₂, λ₃, ... λ₈) aufgeteilt wer den.

2. Optischer Wellenlängen-Demultiplexer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 2^N (N = 2, 3, 4, ...) Ausgänge vorgesehen sind.

3. Optischer Wellenlängen-Demultiplexer nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er modular aufgebaut und durch mindestens eine Filterstu fe (FD4-FD8) erweiterbar ist.

4. Optischer Multiplexer (MUX) zum Zusammenfassen mehrerer Übertragungskanäle (λ₁-λ₈), dadurch gekennzeichnet,
daß er als Filterkaskade mit optischen Filtern (FM1-FM7) ausgebildet ist, die jeweils zwei Eingänge (ME1, ME2; ...) und einen Ausgang aufweisen,
daß an den Eingängen der Eingangsfilter (FM4-FM7) benach barte Übertragungskanäle (λ₁, λ₂; λ₃, λ₄; ...) anliegen, die zunächst zu weiteren benachbarten Teilbändern (λ_1,2; λ_3,4; ...) zusammengefaßt werden,
daß weitere Filter (FM2, FM3; FM1) vorgesehen sind, durch die die weiteren benachbarten Teilbändern (λ_1,2; λ_3,4; ...) zu um fassenderen Teilbändern (λ_1-4; λ_5-8) oder zu einem Übertra gungsband (λ_1-8) zusammengefaßt werden.

5. Optischer Wellenlängen-Multiplexer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß 2^N (N = 2, 3, 4...) Eingänge vorgesehen sind.

6. Optischer Wellenlängen-Multiplexer nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er modular aufgebaut und durch mindestens eine weitere Filterstufe (FM4-FM7) erweiterbar ist.