DE19821245C1 - Optical multiplexer and optical demultiplexer - Google Patents
Optical multiplexer and optical demultiplexerInfo
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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.Optical multiplexer (MUX) and optical demultiplexer (DMUX) with a cascade-like structure based on the principle of the binary tree. In the demultiplexer, a transmission band (lambda¶1-8¶) is divided into a lower subband (lambda¶1-4¶) and an upper subband (lambda¶5-8¶) in a first optical filter FD1. The subbands are divided into further subbands (lambda¶1, ¶ ¶2¶, ... lambda¶7, ¶ ¶8¶) or into transmission channels (lambda¶1¶-lambda¶8¶). DOLLAR A In the multiplexer, individual transmission channels are combined in a corresponding manner. The low insertion loss and the gradual expandability are advantageous.
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.Optical transmission systems are increasingly using the wavelength gene multiplexing method, in which several channels with under different wavelengths over the same transmission path be transmitted. At the beginning of the route, the individual Channels are merged into a transmission band that again divided into individual channels at the end of the route becomes.
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.In previously used wavelength division multiplex transmission systems, the channels are for example using a non-wavelength selective power splitter fiber coupler (Power Combiner) merged or by appropriate Splinters separated. These components can be used without a need fit for a variety of wavelength combinations turn, their main disadvantage is the high insertion cushioning.
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.Demultiplexer, implemented with 1: N couplers and filters also have high damping. Such a Multiplexer / demultiplexer for three wavelengths is from the Publication DE 43 02 133 A1 known by Kaska dation of two multiples designed as fusion couplers xern / Demultiplexern by utilizing the optical transmission supply properties of monomode fibers is formed.
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.Another arrangement is known from the patent specification DE 40 41 047 C2 known for demultiplexing. A light signal with under different wavelengths initially becomes a parallel beam bundled and at an acute angle guided light-wave-selective element, where appropriate after multiple reflections signals with different Wavelengths can be selected.
Aufgabe der Erfindung ist es, optische Multiplexer und Demul tiplexer mit geringen Dämpfungen anzugeben.The object of the invention is optical multiplexers and demul Specify tiplexer with low damping.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.This task is solved by the independent claims.
Der Vorteil dieser Lösung liegt nicht nur in der geringen Einfügedämpfung, der Multiplexer oder Demultiplexer kann auch entsprechend den Anforderungen stufenweise weiter ausgebaut werden.The advantage of this solution is not only the small one Insertion loss, the multiplexer or demultiplexer can also gradually expanded according to the requirements become.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the Un claims specified.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are described below explained in more detail by figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen optischen Demultiplexer und Fig. 1 is an optical demultiplexer according to the invention and
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen optischen Multiplexer. Fig. 2 shows an optical multiplexer according to the invention.
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.The demultiplexer DMUX shown in FIG. 1 is designed as a filter cascade which has the structure of a binary tree. Each filter has an input and two outputs, each of which is connected to inputs of filters of the next filter stage. Accordingly, the number of filters doubles in each subsequent stage.
Einem Eingang DE des optischen Demultiplexers DMUX bzw. des ersten Filters F1 wird ein Übertragungsband λ1-8 zugeführt und in ein unteres Teilband λ1-4 und ein oberes Teilband λ5-8 auf geteilt. In der nächsten Filterstufe wird durch ein zweites Filter FD2 das untere Teilband in zwei wellenlängenmäßig be nachbarte weitere Teilbänder λ1,2 und λ3,4 aufgeteilt; entspre chend wird das obere Teilband in einem dritten Filter FD3 in ebenfalls benachbarte weitere benachbarte Teilbänder λ5,6 und λ7,8 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.An input DE of the optical demultiplexer DMUX or the first filter F1 is supplied with a transmission band λ 1-8 and divided into a lower subband λ 1-4 and an upper subband λ 5-8 . In the next filter stage, a second filter FD2 divides the lower sub-band into two further sub-bands λ 1,2 and λ 3,4 which are adjacent in terms of wavelength; Accordingly, the upper subband is divided in a third filter FD3 into likewise adjacent further adjacent subbands λ 5.6 and λ 7.8 . The lower and upper sub-band are thus in each case again lower in another and another obe res subband split Each of these other sub-bands in a third and final here filter stage by filters FD4 to FD7 in two wavelength moderately adjacent transmission channels λ 1, λ 2 to λ 7 , λ 8 divided, which are output at the outputs DA1 to DA8.
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. Wavelength filters can be used as filters the combination of a high pass and a low pass speak. Of course, all or part of it Bandpass filters are used to prevent interference suppress outside the wavelength ranges used.
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.In Fig. 2, an optical multiplexer MUX is shown, which is also realized as a filter cascade with the same tree structure. The filters each have two inputs ME1, ME2; ... and an output MA on. The first filter stage FM4 to FM7 is used to combine two adjacent transmission channels λ 1 , λ 2 ; λ 3 , λ 4 , ... to λ 7 , λ 8 .
Die jeweils am Ausgang eines dieser Filter abgegebenen weite ren Teilbänder λ1, λ2 bis λ7, λ8 werden zu einem unteren Teil band λ1-4 und einem oberen Teilband λ5-8 zusammengefasst in den Filtern FM2 und FM3 und in einem ersten Filter FM1 zum Über tragungsband λ1-8 kombiniert, das am Ausgang MA des Multiple xers abgegeben wird.The respective wide sub-bands λ 1 , λ 2 to λ 7 , λ 8 output at the output of one of these filters are combined into a lower sub-band λ 1-4 and an upper sub-band λ 5-8 in the filters FM2 and FM3 and in one combined first filter FM1 to the transmission band λ 1-8 , which is delivered at the output MA of the multiple xer.
Die Anzahl der Übertragungskanäle entspricht meist einer Po tenz von 2. Der optische Multiplexer bzw. Demultiplexer kann selbstverständlich auch für beliebige Kanalzahlen realisiert werden.The number of transmission channels usually corresponds to one Po tenz von 2. The optical multiplexer or demultiplexer can of course also realized for any number of channels become.
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.The filters used are known components that are used in for example from the company E-TEK Dynamics, ENC., 1855 Lundy Avenue, San Jose, CA 95131 USA.
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.Demultiplexers and multiplexers can be built modularly and expanded according to the number of transmission channels required. In the simplest case, only two channels, for example λ 1 and λ 5 , can be transmitted, for which purpose only the filters FM1 and FD1 are required. In a first stage He can use the filters FM2 and FM5 and FD2 and FD5 four channels, z. B. λ 1 , λ 3 , λ 5 , and λ 7 , are transmitted, etc.
Claims (6)
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 (λ1-8) in ein unteres Teilband (λ1-4) und ein oberes Teilband (λ5-8) aufgeteilt wird, und
daß weitere Filter (FD2, FD3; FD4-FD7) vorgesehen sind, durch die die Teilbänder (λ1,2, λ5-8) in weitere obere und un tere benachbarte Teilbänder (λ1,2, λ3,4; λ5,6, λ7,8) oder in ein zelne Übertragungskanäle (λ1, λ2, λ3, ... λ8) aufgeteilt wer den.1. Optical wavelength demultiplexer (DMUX) for dividing a transmission band (λ 1-8 ) into transmission channels (λ 1 -λ 8 ), characterized in that
that it is formed as a filter cascade with optical filters (FD1-FD7), each of which has one input and two outputs,
that a first filter (FD1) is provided, through which a transmission band (λ 1-8 ) is divided into a lower sub-band (λ 1-4 ) and an upper sub-band (λ 5-8 ), and
that further filters (FD2, FD3; FD4-FD7) are provided, through which the subbands (λ 1,2 , λ 5-8 ) into further upper and lower neighboring subbands (λ 1,2 , λ 3,4 ; λ 5.6 , λ 7.8 ) or in a single transmission channels (λ 1 , λ 2 , λ 3 , ... λ 8 ) who the.
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 (λ1,2; λ3,4; ...) zusammengefaßt werden,
daß weitere Filter (FM2, FM3; FM1) vorgesehen sind, durch die die weiteren benachbarten Teilbändern (λ1,2; λ3,4; ...) zu um fassenderen Teilbändern (λ1-4; λ5-8) oder zu einem Übertra gungsband (λ1-8) zusammengefaßt werden.4. Optical multiplexer (MUX) for combining several transmission channels (λ 1 -λ 8 ), characterized in that
that it is designed as a filter cascade with optical filters (FM1-FM7), each having two inputs (ME1, ME2; ...) and one output,
that adjacent transmission channels (λ 1 , λ 2 ; λ 3 , λ 4 ; ...) are present at the inputs of the input filters (FM4-FM7), which initially lead to other adjacent subbands (λ 1,2 ; λ 3,4 ; ...) are summarized,
that further filters (FM2, FM3; FM1) are provided, through which the further adjacent subbands (λ 1,2 ; λ 3,4 ; ...) to more comprehensive subbands (λ 1-4 ; λ 5-8 ) or to a transmission band (λ 1-8 ) can be summarized.
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