FI103619B - Optinen multipleksointi ja demultipleksointi - Google Patents

Description

103619

Optinen muitipleksointi ja demultipleksointi

Keksinnön ala

Keksintö liittyy yleisesti aallonpituusmultipleksointia käyttäviin optisiin 5 siirtojärjestelmiin, ja erityisesti niissä käytettävään ns. waveguide phased array -komponenttiin, jolla suoritetaan optisen signaalin multipleksointia ja demulti-pleksointia.

Keksinnön tausta 10 Aallonpituusmultipleksointi (WDM, Wavelength Division Multiplexing) on tehokas tapa lisätä optisen kuidun kapasiteettia moninkertaiseksi. Aallon- pituusmultipleksoinnissa useat itsenäiset lähetin-vastaanotin-parit käyttävät saamaa kuitua. Kuvioissa 1a ja 1b on havainnollistettu aallonpituusmultiplek- soinnin periaatetta käyttäen esimerkkinä järjestelmää, jossa on neljä rinnak- 15 kaista lähetin-vastaanotin-paria. Jokainen neljästä informaatiolähteestä (ei esitetty kuviossa) moduloi yhtä neljästä optisesta lähettimestä, joista kukin tuottaa valoa eri aallonpituudella (λ,.,.λ^. Kuten kuviosta 1a havaitaan, kunkin lähteen modulaatiokaistanleveys on pienempi kuin aallonpituuksien väli, joten moduloitujen signaalien spektrit eivät mene päällekkäin. Lähettimien tuottamat 20 signaalit yhdistetään samalle optiselle kuidulle OF WDM-multiplekserissa WDM1, joka on täysin optinen (ja usein passiivinen) komponentti. Kuidun vastakkaisessa päässä WDM-demultiplekseri WDM2, joka on myös täysin op- tinen (ja usein passiivinen) komponentti, erottaa yhdistetyn signaalin eri spekt- rikomponentit toisistaan. Jokainen näistä signaaleista ilmaistaan omalla vas- 25 taanottimellaan. Kullekin signaalille annetaan siis käyttöön kapea aallonpi- tuusikkuna tietyllä aallonpituusalueella. Tyypillinen käytännön esimerkki voisi olla järjestelmä, jossa signaalit ovat 1550 nm aallonpituusalueella esim. siten, m...' että ensimmäinen signaali on aallonpituudella 1544 nm, toinen signaali aallon- • · · pituudella 1548 nm, kolmas signaali aallonpituudella 1552 nm ja neljäs signaali • · · * 30 aallonpituudella 1556 nm. Nykyisin on aallonpituuksien välisen etäisyyden de- i’\: facto-standardiksi muodostumassa 100 GHz:n (n. 0,8 nm:n) monikerta.

Waveguide phased array -komponentti (josta käytetään myös nimi-tystä waveguide array grating tai arrayed waveguide grating) on tunnettu kuitu-. optiikassa käytetty komponentti, joka on erittäin sopiva aallonpituusmultiplek- 35 sointia käyttäviin järjestelmiin mm. siksi, että sen kautta pystytään siirtämään 103619 2 suuri määrä eri aallonpituuksia, esim. 16 tai 32 aallonpituutta sisältävä WDM-signaali.

Kuviossa 2 on havainnollistettu waveguide phased array -komponentin WGA rakennetta. Komponentti käsittää samalle substraatille integroitui-5 na N kappaletta optisia tulo/lähtöjohteita AWG ensimmäisellä puolella komponenttia, N kappaletta optisia tulo/lähtöjohteita BWG toisella puolella komponenttia, kaksi tasomaista aaltojohdetta (slab waveguide), SWG1 ja SWG2, ja optisista kanava-aaltojohteista WG muodostuvan hilan (grating) GR, joka yhdistää tasomaiset aaltojohteet toisiinsa. Kumpikin puoli komponenttia voi toi-10 mia tulo- tai lähtöpuolena, joten johteet AWG tai BWG voivat olla lähtö- tai tulo-johteita. Tasomaiset aaltojohteet, jotka yhdistävät tulo/lähtöjohteet hilan erillisiin kanava-aaltojohteisiin WG, rajoittavat valon leviämistä ainoastaan substraattia vastaan kohtisuorassa tasossa, mutta sallivat valon leviämisen sivusuunnassa. Hilan kanava-aaltojohteet WG sen sijaan estävät valon leviämisen 15 myös sivusuunnassa. Tasomaisten aaltojohteiden molemmin puolin niihin liittyvät kanavamaiset aaltojohteet on järjestetty ympyrän kaarelle siten, että kukin on suunnattu kohden vastakkaisen puolen aaltojohderyhmän keskimmäistä aaltojohdetta. Hilassa on kahden vierekkäisen kanava-aaltojohteen välillä vakio pituusero, joka on käytetyn keskiaallonpituuden monikerta. Jos toisen 20 puolen keskimmäisestä tulo/lähtöjohteesta syötetään valoa sisään komponen-tin keskiaallonpituudella, valo hajaantuu hilan kaikille aaltojohteille. Koska aal-:''.: tojohteiden pituusero on keskiaallonpituuden monikerta, ovat kaikki aallot sa- :' ,: massa vaiheessa tullessaan lähtöpuolen tasomaiseen aaltojohteeseen, jolloin valo fokusoituu keskimmäiseen lähtevään aaltojohteeseen. Kun aallonpituus 25 poikkeaa keskiaallonpituudesta, lähtöön saapuva aaltorintama on hiukan kal- *,·;·. listunut, jolloin se ei fokusoidukaan täsmälleen keskelle, vaan jonkin muun • · » lähtöpuolen johteen kohdalle. Näin ollen komponentti fokusoi eri aallonpituudet eri lähtöihin, ja komponentin mitoituksella vaikutetaan siihen, mitkä aallonpi- • · · tuudet fokusoituvat mihinkin lähtöön. Samalla tavoin kuin keskimmäisen tulo- • · · • · · *·] ’ 30 johteen aallonpituus vaikuttaa siihen, mikä on lähtöjohdin, vaikuttaa myös tu- :***: lojohteen paikka siihen, mikä on lähtöjohde.

• ·

Waveguide phased array -komponentti käsittää siis joukon valo-* . kanavia, joiden geometria on sellainen, että niillä on sekä fokusoivia ominai suuksia (linssi) että dispersoivia ominaisuuksia (hilan aallonpituusriippuvuus).

103619 3

Kuviossa 3 on havainnollistettu komponentin perustoimintaperiaa-tetta esittämällä tapaus, jossa kolmella eri aallonpituudella (λ,, ja λ3) kytketään valoa vuorotellen kuhunkin kolmesta tuloportista. Kuten kuviosta havaitaan, tietyn aallonpituuskanavan lähtöportti on riippuvainen sekä kyseisen ka-5 navan aallonpituudesta että siitä, mikä on kyseisen kanavan tuloportti. Komponentti pystyy demultipleksoimaan yhdestä tuloportista tulevat N aallonpa tuuskanavaa siten, että kukin kanavista menee eri lähtöporttiin. Se, miten kanavat jakautuvat eri lähtöportteihin riippuu siitä, mikä on tuloportti. Verkon kannalta tarkasteltuna tilanne on siis sellainen, että jos tiettyyn lähtöporttiin kyt-10 ketty verkkoelementti vastaanottaa signaalin tietyllä aallonpituudella, se tietää lähtöportin ja aallonpituuden perusteella, mistä tuloportista kyseinen signaali on tullut.

Seuraavassa kuvataan komponentin toimintaa tarkemmin. Symmetrisessä NxN phased array -komponentissa on N kappaletta optisia portteja A-15 puolella ja N kappaletta optisia portteja B-puolella. Komponentti on suunniteltu siten, että se multipleksoi aallonpituuksia, joiden väli on Λλ. Kun optisiin portteihin liitetään optiset kuidut, kytkeytyy kunkin A-puolen portin ja kunkin B-puolen portin välillä valoa aallonpituudella, joka määräytyy kaavasta: λ = λ0+Δλ(ΐ+}-2). Kaavassa i on portin järjestysnumero A-puolella ja j portin järjes-20 tysnumero B-puolella, ja λο on porttien i=1 ja j=1 välillä kytkeytyvä aallonpituus. Kahden portin välillä kytkeytyvä aallonpituus on sama riippumatta siitä, tapah-tuuko valon kytkentä sisään A-puolen portista ja ulos B-puolen portista vai : _ . vastakkaiseen suuntaan, ja komponentin toiminta on muutenkin symmetrinen : \ I A- ja B-puolien vaihdon suhteen.

·*·.. 25 Edellä esitetty kuvaus pätee myös komponenttiin, jossa A- ja B-puolien optisten porttien lukumäärät eivät ole yhtä suuret. Tällöin N on porttien lukumäärä sillä puolella, missä niitä on enemmän, ja toiselta puolelta voidaan vain ..... katsoa osan porteista puuttuvan, mutta komponenteissa olevien porttien vä- • · « listä kytkeytymistä kuvaa edelleen yllä esitetty kaava.

*·* 30 Komponentin perustoimintoa demultiplekserina kuvaa aallonpituuksien |V kytkentä yhdestä A-puolen portista kaikkiin B-puolen portteihin, siten että ku hunkin niistä kytkeytyy oma aallonpituutensa. Tätä on havainnollistettu kuviossa 4a. Esimerkiksi, kun valoa kytketään sisään portista i=1, lähtöportteihin kytkeytyvät aallonpituudet λ = λ*,+ΔλΟ-1). Käänteinen toiminto multiplekserinä 35 saadaan, kun kustakin A-puolen portista kytketään sisään siten valittu aallon- 103619 4 pituus, että ne kytkeytyvät ulos kaikki samasta B-puolen portista. Tätä on havainnollistettu kuviossa 4b. Esimerkiksi, kun kustakin portista kytkettävä aallonpituus on λ = λ0+Δλ(ΐ-1), kytkeytyvät ne kaikki ulos portista j=1.

Yleisesti komponentin toiminta on myös aallonpituuden suhteen jaksol-5 linen, aallonpituusjaksolla FSR (Free Spectral Range). Tällöin, mikäli kahden portin välillä on kytkentä aallonpituudella λ, on niiden välillä myös kytkentä aallonpituuksilla λ + n χ FSR, missä n on positiivinen tai negatiivinen kokonaisluku. Käytännön komponentit suunnitellaan siten, että FSR on suurempi kuin ΔλχΝ, koska muuten sama aallonpituus kytkeytyy tietystä tuloportista 10 useampaan kuin yhteen lähtöporttiin, mikä ei ole haluttu toiminto. Erityistapaus on NxN phased array, jossa FSR on täsmälleen ΔλχΝ. Tässä komponentissa jokaisesta A-puolen portista voidaan kytkeä samat N kappaletta aallonpituuksia λ = λ0, λ0+Δλ, λ0+2Δλ.....λ0+(Ν-1)Δλ, kukin eri porttiin B-puolelle. Täl löin myös näiden eri aallonpituuksien järjestys B-puolen porteissa on erilainen 15 aina, kun kytkentä tapahtuu eri portista A-puolelta.

Waveguide phased array -komponentin teoreettisia perusteita on kuvattu tarkemmin esim. artikkelissa Transmission Characteristics of Arrayed Waveguide ΝχΝ Wavelength Multiplexer, Journal of Lightwave Technology, ss. 447-455, Vol. 13, No. 3, March 1995, josta kiinnostunut lukija löytää pe-20 rusteellisemman kuvauksen.

Nykyisin tunnetaan kaksi eri tapaa käyttää phased array -kompo-:: nenttia siten, että sama komponentti toimii samanaikaisesti sekä multiplekseri- na että demultiplekserina samalle sarjalle aallonpituuksia. Seuraavassa kuva-taan lyhyesti näitä tapoja. Molemmat tavat on kuvattu myös artikkelissa Anti-·*·.. 25 crosstalk arrayed-waveguide add-drop multiplexer with foldback paths for pe- nalty free transmission, Electronics Letters, ss. 2053-2055, November 1994, Vol. 30, No. 24.

Ensimmäisessä tunnetussa menetelmässä demultiplekseritoiminnon 1.. tulokuitu liitetään A-puolen porttiin i=k, ja lähtökuidut, joita on N-1 kappaletta, • · * *\ ’ 30 liitetään B-puolella kaikkiin muihin portteihin paitsi porttiin, jonka järjestysnumero ro j=k. Lähtökuituihin erotellaan silloin N-1 kappaletta eri aallonpituuksia. Mul- tiplekseritoiminnon tulokuidut, N-1 kappaletta, liitetään vapaiksi jääneisiin A-[ . puolen portteihin, muihin kuin siihen, jonka järjestysnumero i=k, jolloin samat N-1 kappaletta eri aallonpituuksia, joille tehtiin demultipleksointi, multipleksoi-35 daan B-puolen porttiin j=k liitettyyn kuituun.

103619 5 Tämän ratkaisun ongelmana on se, että multipleksoinnissa ja demulti-pleksoinnissa samat aallonpituudet kulkevat komponentin läpi samaan suuntaan, jolloin syntyy ylikuulumista kahden eri signaalin välillä, jotka ovat samalla aallonpituudella.

5 Toisessa tunnetussa menetelmässä demultiplekseritoiminnon tulokuitu liitetään A-puolen porttiin i=k (k on korkeintaan N/2, missä N on parillinen porttien lukumäärä), ja lähtökuidut, joita on N/2 kappaletta, liitetään B-puolella portteihin j=N/2+1, N/2+2,N. Lähtökuituihin erotellaan silloin N/2 kappaletta eri aallonpituuksia. Multiplekseritoiminnon tulokuidut, N/2 kappaletta, liitetään 10 vapaiksi jääneisiin B-puolen portteihin j=1, 2, .... N/2, jolloin samat N/2 kappaletta eri aallonpituuksia, joille tehtiin demultipleksointi, multipleksoidaan A-puolen porttiin i=k+N/2 liitettyyn kuituun.

Tämän ratkaisun etuna on se, että multipleksoinnissa ja demultiplek-soinnissa esiintyvät samat aallonpituudet kulkevat komponentin läpi vastakkai-15 siin suuntiin, mikä pienentää merkittävästi ylikuulumista kahden samalla aallonpituudella olevan eri signaalin välillä. Ratkaisun ongelma on kuitenkin se, että ylikuulumista tapahtuu samaan suuntaan komponentin läpi kulkevien eri aallonpituuksien välillä, mikä on merkittävintä vierekkäisiin portteihin kytkeytyvien vierekkäisten aallonpituuksien välillä.

20

Keksinnön yhteenveto

Keksinnön tarkoituksena on päästä eroon edellä kuvatuista epäkoh-V' dista ja saada aikaan ratkaisu, jonka avulla ylikuuluminen saadaan mahdolli- simman pieneksi sekä kahden samalla aallonpituudella olevan eri signaalin 25 välillä että komponentin läpi kulkevien eri aallonpituuksien välillä.

Tämä päämäärä saavutetaan ratkaisulla, joka on määritelty itsenäisissä patenttivaatimuksissa.

#.;·# Keksinnön ajatuksena on toteuttaa multiplekseri- ja demultiplekseri- • · « I..' toiminnot siten, että multipleksoitavat ja demultipleksoitavat signaalit kulkevat \ * 30 komponentin läpi vastakkaisiin suuntiin ja kytkeytyvät lisäksi vuorotellen toisen • · · • V pään portteihin.

Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta saadaan ylikuuluminen pie-nenemään (a) samojen aallonpituuksien välillä, koska keskenään samat aal-, lonpituudet kulkevat vastakkaisiin suuntiin, ja (b) lisäksi vierekkäisten aallon- 103619 6 pituuksien välillä, koska valo kulkee vierekkäisissä porteissa vastakkaisiin suuntiin.

Keksinnön mukaisen ratkaisun lisäetuna on se, että multipleksointi ja demultipleksointi voidaan toteuttaa taloudellisessa mielessä edullisesti, koska 5 kyseiset toiminnot voidaan toteuttaa samalla komponentilla.

Kuvioluettelo

Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia toteutustapoja kuvataan tarkemmin viitaten kuvioihin 5...7b oheisten piirustusten mukaisissa esi-10 merkeissä, joissa kuviot 1a ja 1b havainnollistavat aallonpituusmultipleksointia käyttävää optista siirtojärjestelmää, kuvio 2 havainnollistaa waveguide phased array -komponentin rakennetta, 15 kuvio 3 havainnollistaa waveguide phased array -komponentin toimintaa, kuvio 4a havainnollistaa waveguide phased array -komponentin toimintaa demultiplekserinä, kuvio 4b havainnollistaa waveguide phased array -komponentin toimintaa multiplekserinä, 20 kuvio 5 esittää keksinnön mukaista multipleksointi- ja demultipleksointiperi-aatetta, kuvio 6 esittää keksinnön mukaisen komponentin erästä edullista käyttötapaa, ja kuviot 7a ja 7b esittävät kuvion 6 laitteessa käytettävien optisten kytkimien 25 asentoja.

• · · • · · • · ·

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus ... Keksinnön mukaisesti multiplekseri- ja demultiplekseritoiminnot to- teutetaan käyttäen kuviossa 5 esitettyä periaatetta. Demultiplekseritoiminnon « · · 30 tulokuitu IFD liitetään waveguide phased array -komponentin A-puolen porttiin. Demultiplekseritoiminnon lähtökuidut, joita on N/2 kappaletta, liitetään B-: ‘''; puolella parillisiin portteihin. Lähtöportteihin erotellaan tällöin N/2 kappaletta eri ' . aallonpituuksia. Multiplekseritoiminnon tulokuidut, joita on niitäkin N/2 kappa letta, liitetään vapaiksi jääneisiin B-puolen parittomiin portteihin, jolloin samat 35 N/2 kappaletta eri aallonpituuksia, joille tehtiin demultipleksointi, multipleksoi- 103619 7 daan A-puolen porttiin (viereinen portti kuin se, johon kuitu IFD on liitetty) liitettyyn kuituun OFM.

B-puolen portit jakautuvat siis kahteen joukkoon; ensimmäiseen joukkoon, joka muodostuu demultiplekseritoiminnon lähtöporteista (joita on 5 kuvattu lähtevillä nuolilla), ja toiseen joukkoon, joka muodostuu multiplekseri-toiminnon tuloporteista (joita on kuvattu tulevilla nuolilla). Joukoille voidaan luonnollisestikin antaa portit myös päinvastaisessa järjestyksessä eli siten, että demultiplekseritoiminnon lähtökuidut liitetään B-puolella parittomiin portteihin ja multiplekseritoiminnon tulokuidut parillisiin portteihin. Valo kulkee siis B-puolen 10 vierekkäisissä porteissa vastakkaisiin suuntiin.

Menetelmän mukaisesti toteutetun komponentin edullinen käyttökohde on optisen verkon add/drop-suodatin tai -laite. Optisen add/drop-suodat-timen tehtävänä on (1) ohjata etukäteen valittu kapeakaistainen kanava (aallonpituus) ulos siitä optisesta WDM-signaalista, joka kulkee suodattimeen 15 tulevassa kuidussa (pudotus-toiminta), ja/tai (2) lisätä suodattimesta lähtevään kuituun etukäteen valittu kapeakaistainen kanava (lisäys-toiminta). Signaalit (aallonpituudet), joita ei ole valittu pudotettaviksi kulkevat add/drop-suodat-timen läpi tulevalta kuidulta lähtevälle kuidulle. Suodattimena siis lisätään tai pudotetaan haluttu kapeakaistainen kanava vaikuttamatta mitenkään muuten 20 optisen WDM-signaalin spektriin. Jotta optisia verkkoja voitaisiin joustavasti konfiguroida liikennetarpeiden mukaisesti on add/drop-suodattimien tilalla verkkoelementit, joiden pudottamat/lisäämät aallonpituudet ovat valittavissa. Tällaista verkkoelementtiä kutsutaan jatkossa add/drop-laitteeksi. Toisin sano-en, add/drop-laite on verkkoelementti, joka on konfiguroitavissa siten, että pu-25 dotettavat/lisättävät aallonpituudet ovat valittavissa.

Kuviossa 6 on havainnollistettu erästä add/drop-laitetta, joka perustuu keksinnön mukaiseen ratkaisuun, jossa komponentin aaltojohteet on kyt-ketty portteihin kuvion 5 mukaista periaatetta noudattaen. Laitteessa on kaksi • a · I..' porttia A-puolella, toinen näistä on tuloportti IG (johon on kytketty tulokuitu) ja \ ' 30 toinen lähtöportti OG (johon on kytketty lähtökuitu). B-puolella on N kappaletta • V portteja (N on parillinen kokonaisluku). Tulokuituun, joka on kytketty A-puolella 1 porttiin i=1, tulee edellä esitetyn mukaisesti signaali, jossa on N/2 kappaletta signaaleja eri aallonpituuksilla, jolloin valo kytkeytyy demultiplekserin lähtö-

I I

_ , portteihin eri aallonpituuksilla (yksi aallonpituus kuhunkin porttiin). Nämä lähtö- 103619 8 portit (em. ensimmäinen joukko) ovat tässä esimerkissä B-puolen parittomat portit ja multiplekserin tuloportit (em. toinen joukko) B-puolen parilliset portit.

Tiettyä aallonpituutta vastaavat portit ensimmäisessä ja toisessa joukossa muodostavat porttiparin ja kutakin tällaista porttiparia kohti laitteessa on 5 optinen 2x2-kytkin (2 tuloa ja 2 lähtöä) SW, (i=1...N/2). Porttiparin ensimmäiseen joukkoon kuuluvalta portilta (demultiplekserin lähtöportilta) on kytketty optinen aaltojohde OWG ko. paria vastaavan optisen kytkimen ensimmäiseen tuloon. Kytkimen toiseen tuloon on kytketty lähetyselimet TS, jotka generoivat lisättävän aallonpituuskanavan. Kytkimen ensimmäinen lähtö on kytketty ko. 10 porttiparin toiseen joukkoon kuuluvaan porttiin (multiplekserin tuloporttiin) ja toinen lähtö on kytketty vastaanotinelimille RS, joilla vastaanotetaan pudotettu aallonpituuskanava.

Kullakin kytkimellä on kuvion 7a mukainen läpikytkentäasento, jossa kytkin kytkee ensimmäisen tulon R ensimmäiseen lähtöön T ja toisen tulon S 15 toiseen lähtöön U, ja kuvion 7b mukainen ristikytkentäasento, jossa kytkin kytkee ensimmäisen tulon R toiseen lähtöön U ja toisen tulon S ensimmäiseen lähtöön T. Ohjaamalla kytkimet haluttuihin asentoihin voidaan mitkä tahansa aallonpituuskanavat valita pudotettaviksi/lisättäviksi.

Kytkimet ovat sinänsä tunnettuja optisia kytkimiä, esim. sähköme-20 kaanisia kytkimiä. Tällaisia kytkimiä valmistaa esim. JDS FITEL Inc., Kanada. Huomattakoon, että kytkimien ei välttämättä tarvitse olla 2><2-kytkimiä, vaan :.'1 samat toiminnot voidaan rakentaa suuremmistakin kytkimistä. Kytkimien koko •.'' ei siten ole oleellinen tekijä, kunhan ne toimivat edellä kuvatulla tavalla.

Eri aallonpituuskanavia ei välttämättä tarvitse haaroittaa erilleen juuri 25 lisäystä/pudotusta varten, vaan tietty aallonpituuskanava voidaan haaroittaa :*·*: erilleen esim. mittaus- tai säätötoimenpiteitä varten. Kuvion 1b mukaisia link kejä voi myös olla kaksi rinnakkain, toimien vastakkaisiin suuntiin. Tällöin mo-lemmissa päissä tarvitaan sekä multiplekseri- että demultiplekseritoiminnot, t · * jotka voidaan yhdistää keksinnön mukaisella tavalla samaan komponenttiin.

• · · 30 Edellä kuvatulla tavalla toimiva waveguide phased array -kompo- •« · : V nentti mitoitetaan sinänsä tunnetusti ja valmistetaan jollakin sinänsä tunnetulla tavalla, esim. planaarisella valokanavatekniikalla käyttäen esim. seostettuja lasivalokanavia, jotka valmistetaan joko piikiekon tai kvartsiiasikiekon päälle. <i<(; Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten 35 mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan 103619 9 sitä voidaan muunnella oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Demultiplekseritoiminnon lähdön ja muitiplekseritoimin-non tulon ei välttämättä tarvitse olla viereisissä porteissa, vaan niiden väliin voidaan esim. jättää tyhjä portti. Oleellista on kuitenkin, että toisen puolen (B-5 puolen) porteissa demultiplekseritoiminnon lähdöt ja multiplekseritoiminnon tulot esiintyvät vuorotellen, jolloin kahdessa vierekkäisessä portissa ei ole samaan suuntaan kulkevia signaaleja. Komponentissa voi olla tyhjiä portteja myös A-puolella, oleellista on ainoastaan se, että yksi porteista toimii tuloport-tina ja yksi lähtöporttina. Toisin sanoen, keksinnön mukainen komponentti voi-10 daan toteuttaa suuremman komponentin osana.

• · • « · • « t a a · • · · • · · • » · aa· • · 4 • · t • • a « • * · • a a · « i t

« I I

*1111

Claims (7)

103619 Patentti vaati m u kset

1. Menetelmä optisten signaalien multipleksoinnin ja demultiplek-soinnin toteuttamiseksi, jonka menetelmän mukaisesti - multipleksointi ja demultipleksointi toteutetaan samaa waveguide 5 phased array -komponenttia (WGA) käyttäen, joka komponentti käsittää ensimmäisellä puolella (A) komponenttia ainakin tulo- ja lähtöportin (IG, OG) ja toisella puolella (B) komponenttia ensimmäisen joukon portteja, jotka muodostavat demultiplekseritoiminnon lähtöportit ja toisen joukon portteja, jotka muodostavat multiplekseritoiminnon tuloportit, 10. tuloporttiin (IG) syötetään optinen tulosignaali, joka käsittää useita signaaleja, joista kukin on omalla aallonpituudellaan, - demultipleksoidaan tulosignaali komponentissa ja kytketään demul-tipleksoidut signaalit ensimmäisen joukon portteihin, - syötetään multipleksoitavat signaalit toisen joukon portteihin, ja 15. kytketään multipleksoitu signaali lähtöporttiin (OG), tunnettu siitä, että eri aallonpituuksilla olevat signaalit demultipleksoidaan ja multipleksoitavat signaalit syötetään toisen puolen (B) portteihin siten, että toisen puolen porteissa on vuorotellen ensimmäiseen joukkoon kuuluva portti ja toiseen 20 joukkoon kuuluva portti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eri aallonpituuksilla olevat signaalit demultipleksoidaan joka toiseen toisen puolen (B) porttiin ja multipleksoitavat signaalit syötetään joka toiseen toisen puolen (B) porttiin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n n e 11 u siitä, että ainakin yhdellä aallonpituudella toteutetaan lisäksi pudotus- ja lisäystoi- minnot haaroittamalla kyseistä aallonpituutta vastaavasta, ensimmäiseen :·. joukkoon kuuluvasta portista vastaanotettava ensimmäinen signaali vastaan- otinelimille (RS), ja lisäämällä samalla aallonpituudella oleva toinen signaali . 30 kyseistä aallonpituutta vastaavaan, toiseen joukkoon kuuluvaan porttiin. » · \\ 4. Waveguide phased array -komponentti optisten signaalien multi- • · pleksoinnin ja demultipleksoinnin toteuttamiseksi, joka komponentti käsittää - ensimmäisellä puolella (A) komponenttia ainakin tulo- ja lähtöportin (IG, OG), 103619 - toisella puolella komponenttia (B) ensimmäisen joukon portteja, jotka muodostavat demultiplekseritoiminnon lähtöportit ja toisen joukon portteja, jotka muodostavat multiplekseritoiminnon tuloportit, - demultipleksointielimet (SWG1, GR, SWG2) tuloporttiin syötetyn 5 multipleksoidun signaalin demultipleksoimiseksi ensimmäisen joukon porteille, ja - multipleksointielimet (SWG2, GR, SWG1) toisen joukon porteille syötettyjen signaalien multipleksoimiseksi lähtöporttiin, tunnettu siitä, että 10 ensimmäiseen joukkoon kuuluvat portit ja toiseen joukkoon kuuluvat portit ovat vuorotellen komponentin toisella puolella (B).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen komponentti, tunnettu siitä, että ensimmäisellä puolella on ainoastaan kaksi porttia ja toisella puolella jokin kakkosta suurempi parillinen määrä portteja.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen komponentti, tunnettu siitä, että toisella puolella on yhteensä 2N porttia, missä N on tuloporttiin syötettävien aallonpituuksien lukumäärä.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen komponentti, tunnettu siitä, että 20. kukin ensimmäiseen joukkoon kuuluva portti on kytketty optisen aaltojohteen (OWG) kautta optisen kytkinelementin (SW) ensimmäiseen tuloon (R) ja samaa aallonpituutta vastaava, toiseen joukkoon kuuluva portti optisen aaltojohteen kautta saman kytkinelementin ensimmäiseen lähtöön (T), - optisen kytkinelementin toiseen tuloon (S) on kytketty lähetinelimet 25 (TS) ja toiseen lähtöön vastaanotinelimet (RS), ja kullakin kytkinelementillä on ainakin kaksi asentoa siten, että ensimmäisessä asennossaan se kytkee ensimmäisen tulon (R) ensimmäiseen lähtöön (T) ja toisessa asennossaan ensimmäisen tulon (R) toiseen lähtöön (U) ja toisen tulon (S) ensimmäiseen lähtöön (T). 103619