JP2023531016A

JP2023531016A - 波長分割多重化構造

Info

Publication number: JP2023531016A
Application number: JP2022578756A
Authority: JP
Inventors: 東王; 徳朝張; 允博李; 将孫; 謙蔡; 陽趙; ▲ハン▼ 李
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile Communications Ltd Research Institute
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd; China Mobile Communications Ltd Research Institute
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2023-07-20
Also published as: CN113866895A; EP4155793A1; US20230344545A1; WO2022001989A1; CN113866895B

Abstract

本開示の実施例は、波長分割多重化構造を開示する。前記波長分割多重化構造は、第１波長分割多重化器と第２波長分割多重化器とを含み、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の両方には、Ｎ個のフィルタリングユニット、各フィルタリングユニットに接続された分岐側インターフェース及び回線側インターフェースが含まれ、Ｎが正の整数であり、各フィルタリングユニットは、１つの中心波長に対応しており、前記第１波長分割多重化器の回線側インターフェースと前記第２波長分割多重化器の回線側インターフェースは、光ファイバを介して接続されており、Ｎ個のフィルタリングユニットは、複数のグループに分けられ、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、又は、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続及び並列接続を組み合わせたカスケード方式で接続され、各グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器における各フィルタリングユニットに対応するカスケード方式及び／又はカスケード位置は、少なくともフィルタリングユニットに対応する中心波長に関連付けられている。

Description

本開示は、光ファイバ通信技術分野に関し、具体的には、波長分割多重化構造に関する。

（関連出願への相互参照）
本開示は、出願番号が２０２０１０６１９０５４．１であり、出願日が２０２０年６月３０日である中国特許出願に基づいて提出され、当該中国特許出願の優先権を主張し、当該中国特許の全ての内容がここで参照により本開示に組み込まれる。

５Ｇフロントホールネットワークにおいて、波長分割多重化（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）ソリューションを採用することができるため、光ファイバリソースは、大幅に節約される。ＷＤＭは、薄膜フィルター（ＴＦＦ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＦｉｌｔｅｒ）とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：ＡｒｒａｙｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅＧｒａｔｉｎｇ）によって実現されてもよい。ＴＦＦソリューションは、コストが低く、チャネル数が増えるにつれて挿入損失が段階的に増加するため、チャネル数が少ないＷＤＭシーンに適用するが、ＡＷＧソリューションは、コストが高く、各チャネルの挿入損失が均一であるため、高密度チャネルのＷＤＭシーンに適用する。１２チャネルのシーンの場合、一般的に、ＴＦＦソリューションが採用される。

チャネル電力バジェットは、伝送損失、コネクタ損失、メンテナンス冗長性要件、分散ペナルティ及び波長分割多重化器の挿入損失などを考慮する必要がある。現在、ＴＦＦソリューションの波長分割多重化器の設計原則は、各ペアワイズ挿入損失が均一であるという原則であり、即ち、各々の波長のチャネルに対して、一端での波長分割多重化器の挿入損失と他端での波長分割多重化器の挿入損失の和が相対的均一であり、この方式は、波長分割多重化器自体の最適な挿入損失のみを考慮し、アプリケーションシーンにおける異なる波長の伝送性能の違いによって引き起こされる異なるリンクバジェットを無視するため、一部のチャネルの電力バジェットは、低コストの直接変調レーザー（ＤＭＬ：ＤｉｒｅｃｔｌｙＭｏｄｕｌａｔｅｄＬａｓｅｒ）＋ＰＩＮチップソリューションの産業能力を超え、その結果、この部分のチャネルは、高コストのアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：ＡｖａｌａｎｃｈｅＰｈｏｔｏｎＤｉｏｄｅ）チップソリューションを使用する必要がある。２種類のチップソリューションを使用する場合、生産工程とメンテナンス管理に不利であり、１種類のチップソリューションのみを使用する場合、すべてのチャネルで高コストのＡＰＤチップソリューションを使用する必要があり、その結果、コストが大幅に増加する。

本開示の実施例は、波長分割多重化構造を提供する。

本開示の実施例の技術的解決策は、次のように実現される。

本開示の実施例は、波長分割多重化構造を提供する。前記波長分割多重化構造は、第１波長分割多重化器と第２波長分割多重化器とを含み、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の両方には、Ｎ個のフィルタリングユニット、各フィルタリングユニットに接続された分岐側インターフェース及び回線側インターフェースが含まれ、Ｎが正の整数であり、各フィルタリングユニットは、１つの中心波長に対応しており、前記第１波長分割多重化器の回線側インターフェースと前記第２波長分割多重化器の回線側インターフェースは、光ファイバを介して接続され、
Ｎ個のフィルタリングユニットは、複数のグループに分けられ、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、又は、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続及び並列接続を組み合わせたカスケード方式で接続され、各グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、
ここで、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード方式及び／又はカスケード位置は、各中心波長に対応するチャネルの総電力バジェットが第１電力閾値以下であり、かつ異なる中心波長に対応する各チャネルの各総電力バジェット間の差が第２電力閾値未満であるように、少なくともフィルタリングユニットに対応する中心波長に関連付けられている。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記Ｎ個のフィルタリングユニットは、各フィルタリングユニットに対応する中心波長に基づいてグループ化され、複数のグループのフィルタリングユニットに分けられる。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各グループのフィルタリングユニットは、１グループの中心波長に対応しており、各グループの中心波長によって形成される波長範囲は重ならない。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、第１グループのフィルタリングユニットの前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器におけるカスケード位置は、同じであり、前記第１グループのフィルタリングユニットは、複数のグループのフィルタリングユニットのうちのいずれかのグループのフィルタリングユニットである。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記第１波長分割多重化器の前記第１グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、第１順序で直列に接続され、前記第２波長分割多重化器の前記第１グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、第２順序で直列に接続され、前記第２順序は前記第１順序の逆順序である。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器における異なるグループの中心波長に対応するペアワイズ挿入損失は、不均一に分布し、
前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器における同じグループの中心波長に対応するペアワイズ挿入損失は、相対的均一に分布している。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記複数のグループのフィルタリングユニットが直列に接続されている場合、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器において、１グループのフィルタリングユニットに対応する所定の中心波長が大きいほど、前記１グループのフィルタリングユニットのカスケード位置は、前記回線側インターフェースに近くなる。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記複数のグループのフィルタリングユニットのうちの第２グループのフィルタリングユニットにおける１つのフィルタリングユニットは、Ｎ個の中心波長のうちの最大中心波長に対応する場合、
前記第１波長分割多重化器の前記第２グループのフィルタリングユニットのうち、前記最大中心波長に対応するフィルタリングユニットは、前記第１波長分割多重化器の前記回線側インターフェースに接続され、
前記第２波長分割多重化器の前記第２グループのフィルタリングユニットのうち、前記第２グループのフィルタリングユニットに対応する波長範囲における最小中心波長に対応するフィルタリングユニットは、前記第２波長分割多重化器の前記回線側インターフェースに接続されている。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記複数のグループのフィルタリングユニットが直列又は並列に接続されている場合、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器には、光スプリッターユニットも含まれ、前記光スプリッターユニットの第１インターフェースは、少なくとも１グループのフィルタリングユニットに接続され、前記少なくとも１グループのフィルタリングユニット間の各フィルタリングユニットは、直列に接続され、
前記光スプリッターユニットの第２インターフェースと第３インターフェースは、並列に接続された２グループのフィルタリングユニットにそれぞれ接続されている。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード位置は、フィルタリングユニットに対応する中心波長及び前記光スプリッターユニットの電力損失に関連付けられている。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記総電力バジェットは、波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失、分散ペナルティ、伝送損失、コネクタ損失及びメンテナンスマージンを含み、前記波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失は、フィルタリングユニットの前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器におけるカスケード位置に関連付けられ、前記分散ペナルティ、伝送損失は、中心波長に関連付けられている。

本開示の実施例によって提供される波長分割多重化構造は、第１波長分割多重化器と第２波長分割多重化器とを含み、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の両方には、Ｎ個のフィルタリングユニット、各フィルタリングユニットに接続された分岐側インターフェース及び回線側インターフェースが含まれ、Ｎが正の整数であり、各フィルタリングユニットは、１つの中心波長に対応しており、前記第１波長分割多重化器の回線側インターフェースと前記第２波長分割多重化器の回線側インターフェースは、光ファイバを介して接続され、Ｎ個のフィルタリングユニットは、複数のグループに分けられ、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、又は、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続及び並列接続を組み合わせたカスケード方式で接続され、各グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、ここで、前記第１波長分割多重化器及び前記第２第１波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード方式及び／又はカスケード位置は、各中心波長に対応するチャネルの総電力バジェットが第１電力閾値以下となり、かつ異なる中心波長に対応する各チャネルの各総電力バジェット間の差が第２電力閾値よりも小さいとなるように、少なくともフィルタリングユニットに対応する中心波長に関連付けられている。本開示の実施例の技術的解決策を採用し、各中心波長に対応するチャネルの総電力バジェットを考慮事項とし、第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード方式及び／又はカスケード位置を決定することにより、各チャネルの総電力バジェットは、均一になり、それによって各チャネルの総電力バジェットに１種類のチップの要件を満たさせ、２種類のチップソリューションの使用によって引き起こされる生産工程とメンテナンス管理の不便を回避することができ、また、１２波の中波長分割多重化器（ＭＷＤＭ：ＭｅｄｉｕｍＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）の各チャネルは、低コストのＤＭＬ＋ＰＩＮチップを満たすことができ、コストは、大幅に削減される。

波長分割多重化システムのアーキテクチャ概略図である。関連する技術案におけるＣＷＤＭシステムの配置構造概略図である。本開示の実施例の波長分割多重化構造の概略図である。本開示の実施例の波長分割多重化構造の総電力バジェットの概略図である。本開示の実施例の波長分割多重化構造の別の概略図である。

以下に図面及び具体的な実施例を参照しながら本開示をさらに詳しく説明する。

５Ｇフロントホールネットワークは、アクティブアンテナユニット（ＡＡＵ：ＡｃｔｉｖｅＡｎｔｅｎｎａＵｎｉｔ）及び分布ユニット（ＤＵ：ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅＵｎｉｔ）＋集中ユニット（ＣＵ：ＣｅｎｔｒａｌｉｚｅｄＵｎｉｔ）アーキテクチャに基づくものであり、Ｃ－ＲＡＮシーンにおけるＤＵは、複数の物理ステーション（例えば６－１５個）を接続しており、このシーンにおいて、各物理ステーションに１２本の光ファイバが必要であり、フロントホールネットワークの場合、多くの光ファイバが消費される。光ファイバの大量使用の問題を解決するために、フロントホールネットワークにおいて、波長分割多重化デバイスを使用することができ、フロントホールファイバーリソースが節約される。ここで、Ｃ－ＲＡＮは、集中処理（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、コグニティブ無線（ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｒａｄｉｏ）、及び、リアルタイムクラウドコンピューティングアーキテクチャ（ｒｅａｌｔｉｍｅｃｌｏｕｄｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）に基づくグリーンワイヤレスアクセスネットワークアーキテクチャ（ｃｌｅａｎｓｙｓｔｅｍ）である。

図１は波長分割多重化システムのアーキテクチャ概略図である。図１に示すように、波長分割多重化システムは、ＷＤＭデバイス１及びＷＤＭデバイス２として記される２つのＷＤＭデバイスを含むことができ、ＷＤＭデバイス１及びＷＤＭデバイス２は、通信ノード１と通信ノード２を接続するフロントホールネットワークに設けられてもよい。例示的に、通信ノード１は、ＡＡＵであってもよく、通信ノード２は、ＤＵであってもよく、選択可能に、ＷＤＭデバイス１は、通信ノード１に近く、ＷＤＭデバイス２は、通信ノード２に近い。

波長分割多重化システムには、複数の光モジュールも含まれ、１つの実施形態では、複数の光モジュールは、通信ノード１及び通信ノード２にそれぞれ設けられてもよく、通信ノード１及び通信ノード２のそれぞれには、光モジュールに対応するインターフェースが設けられ、これにより、光モジュールがインターフェースに挿入された後、光モジュールは、隣接するＷＤＭデバイスとの光信号の伝送を行うことができ、それによって通信が実現される。別の実施形態では、光モジュールは、ＷＤＭデバイスにも設けられてもよく、ＷＤＭデバイスには、光モジュールに対応するインターフェースが設けられ、これにより、光モジュールがインターフェースに挿入された後、ＷＤＭデバイスは、光モジュールとの光信号の伝送を行うことができる。上記ＷＤＭデバイスは、本実施例における波長分割多重化器であることが理解できる。

ＷＤＭデバイスが粗波長分割多重化器（ＣＷＤＭ：ＣｏａｒｓｅＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）であることを例とすると、現在、ＣＷＤＭ波長分割多重化器の挿入損失要件については、異なるチャネルの挿入損失が同じく要求され、均一性が１ｄＢよりも小さく要求される。したがって、実際の生産設計において、ＴＦＦカスケードに基づくＣＷＤＭ波長分割多重化器は、逆の順序で配列されており、図２に示すように、一端での波長分割多重化器のカスケード順序は、波長に従って短波長から長波長まで配列され、他端での波長分割多重化器のカスケード順序は、波長に従って長波長から短波長まで配列されている。図２に示す設計方式を使用すると、波長分割多重化器の各ペアワイズ挿入損失は、約５ｄＢである。ここで、ペアワイズ挿入損失とは、図２の１２７１ナノメートル（ｎｍ）波長を例とすると、両端の波長分割多重化器における１２７ｎｍの波長に対応するチャネル挿入損失の和が１２７ｎｍの波長に対応するペアワイズ挿入損失であることを意味している。

ＴＦＦがカスケード接続されているため、片側の挿入損失は、カスケード位置（又はカスケード数）に関連付けられている。図２に示す左側の波長分割多重化器を例とすると、波長１２７１ｎｍの光信号は、中心波長１２７１ｎｍのフィルタリングユニットを透過した後、回線側インターフェースを介して反対側の波長分割多重化器に直接伝送されると考えられてもよく、波長１５７１ｎｍの光信号は、中心波長１５７１ｎｍのフィルタリングユニットを透過した後、中心波長１５５１ｎｍ、１５３１ｎｍ、１５１１ｎｍ、１４９１ｎｍ、１４７１ｎｍ、１３７１ｎｍ、１３５１ｎｍ、１３３１ｎｍ、１３１１ｎｍ、１２９１ｎｍ、１２７１ｎｍのフィルタリングユニットを順次通過して反射する必要があり、これは、反対側の波長分割多重化器に伝送されるために上記の１１個のフィルタリングユニットによって反射される必要があることに相当し、これにより、カスケード数が多いほど、フィルタリングユニットに対応する挿入損失が大きくなることがわかる。これに基づき、図２に示す２つの端での逆順に配列された波長分割多重化器の設計方式が採用されているため、各波長に対応するペアワイズ挿入損失は、約５ｄＢで均一である。

チャネル電力バジェットは、伝送（融着接続を含むファイバー）損失、可動コネクタ損失及びメンテナンス冗長性、送信及び分散ペナルティなどの要因及びコンバイナー／デ多重化器の挿入損失などを考慮する必要がある。典型的な１０キロメートル（ｋｍ）のチャネル損失の場合、ＯバンドにあるＭＷＤＭシステムの伝送路損失は、０．３５ｄＢ／ｋｍで計算され、１０ｋｍで合計４つのコネクタと計算され、メンテナンスマージンは、２ｄＢとして計算され、ＭＷＤＭの１２波チャネル電力バジェットの指標を表１に示すことができる。表１では、１列目のデータは、中心波長を表し、２列目のデータは、ペアワイズ挿入損失を表し、３列目のデータは、分散ペナルティを表し、４列目のデータは、１０ｋｍの伝送損失を表し、５列目のデータは、コネクタ損失を表し、６列目のデータは、メンテナンスマージンを表す。

表１から計算され得るように、１３４７．５ｎｍ～１３７４．５ｎｍの４つの波長の場合、総電力バジェットは、１７ｄＢよりも大きいが、低コストのＤＭＬ＋ＰＩＮチップソリューションにおいて、大規模なアプリケーション向けのチップの歩留まりを確保するため、通常、約１５ｄＢである。電力バジェット１７ｄＢの量産用途を満たすために、高コストのＡＰＤチップを使用する必要があり、２種類の光モジュールチップを使用する場合、生産工程及びメンテナンス管理に不利であり、１種類の光モジュールチップを使用する場合、最大１７ｄＢの電力バジェットに統一する必要があり、１２波の場合、ＡＰＤチップをすべて使用する必要があり、コストが大幅に増加する。

表１の各データをより直感的なヒストグラムに変換することにより、波長分割多重化器が例えば図２に示す逆の順序で配列された後に各チャネルのペアワイズ挿入損失が均一に分布しているが、各チャネルの総電力バジェットが大きく異なり、主に、各チャネルの分散ペナルティが大きく異なることに起因し、中心波長スパン範囲が大きい場合、伝送損失も異なり、ペアワイズ挿入損失が均一であるこの波長分割多重化器設計は、総電力バジェットの要件にうまく適合できないこと、を明らかに発見することができる。

これに基づき、本開示の実施例では、ペアワイズ挿入損失が不均一に分布している波長分割多重化器設計方式が採用され、関連する技術的解決策における逆順配列方式が柔軟な配置を備えたＴＦＦカスケード方式に置き換えられるため、各チャネルの総電力バジェットは、均一であり、総電力バジェットを考慮事項とし、波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失、分散ペナルティ、伝送損失などの各パラメータを総合的に考慮して統括的に設計する。本実施例は、低コスト、柔軟性及び急速な商業的成熟という利点を有するＴＦＦ配列設計を最適化するだけでよく、各チャネルの総電力バジェットを均一にすることを全体的な目標とすることにより、１２波のＭＷＤＭの各チャネルの総電力バジェットを相対的均一にし、１２波の１５ｄＢの総電力バジェットを達成することができ、１２波の場合、低コストのＤＭＬ＋ＰＩＮチップを使用できるため、上記の高コスト、生産工程及びメンテナンス管理の問題が解決される。

本開示の実施例は、波長分割多重化構造を提供する。前記波長分割多重化構造は、第１波長分割多重化器と第２波長分割多重化器とを含み、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の両方には、Ｎ個のフィルタリングユニット、各フィルタリングユニットに接続された分岐側インターフェース及び回線側インターフェースが含まれ、Ｎが正の整数であり、各フィルタリングユニットは、１つの中心波長に対応しており、前記第１波長分割多重化器の回線側インターフェースと前記第２波長分割多重化器の回線側インターフェースは、光ファイバを介して接続され、Ｎ個のフィルタリングユニットは、複数のグループに分けられ、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、又は、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続及び並列接続を組み合わせたカスケード方式で接続され、各グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、ここで、前記第１波長分割多重化器及び前記第２第１波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード方式及び／又はカスケード位置は、各中心波長に対応するチャネルの総電力バジェットが第１電力閾値以下となり、かつ異なる中心波長に対応する各チャネルの各総電力バジェット間の差が第２電力閾値よりも小さいとなるように、少なくともフィルタリングユニットに対応する中心波長に関連付けられている。

本実施例では、波長分割多重化構造は、第１波長分割多重化器と第２波長分割多重化器とを含み、図３又は図５に示すように、第１波長分割多重化器及び第２波長分割多重化器の両方には、同じ数（Ｎ個）のフィルタリングユニットが含まれ、各フィルタリングユニットは、１つの分岐側インターフェースに対応して接続され、図１に示すように、波長分割多重化器は、各分岐側インターフェースを介して対応する光モジュールとの光信号の伝送を行うことができる。第１波長分割多重化器及び第２波長分割多重化器のそれぞれが１つの回線側インターフェースを有し、第１波長分割多重化器及び第２波長分割多重化器は、それぞれの回線側インターフェースを介して光信号の伝送を行う。図３又は図５の左側のフィルタリングユニット、分岐側インターフェース及び回線側インターフェースが第１波長分割多重化器を構成し、図３又は図５の右側のフィルタリングユニット、分岐側インターフェース及び回線側インターフェースが第２波長分割多重化器を構成することを例とすると、第１波長分割多重化器又は波長分割多重化器において、各々の中心波長の光信号は、対応する回線側インターフェースを介して反対側の波長分割多重化器に伝送される。

本実施例では、ＭＷＤＭの１２波、１０ｋｍのチャネル損失を例とすると、上記の表１に示す電力バジェットに基づいて、１０ｋｍの伝送損失、コネクタ損失及びメンテナンスマージンは、波長ごとに同じであるが、分散ペナルティは、異なる。表１から、分散ペナルティは、波長（又は波長範囲）に関連付けられていることが分かり、特定の波長範囲内の分散ペナルティは、ほぼ同じであり、異なる特定の波長範囲の分散ペナルティは、明らかに異なる。他のＷＤＭシステム、特に中心波長範囲スパンが大きいシステムでは、１０ｋｍの伝送損失も中心波長によって異なる可能性がある。

これに基づき、本実施例において各中心波長に対応するチャネルの総電力バジェットを考慮事項とするため、各チャネル（即ち各中心波長）に対応する総電力バジェットは、第１電力閾値以下であり、かつ異なるチャネル（即ち異なる中心波長）に対応する総電力バジェット間の差が第２電力閾値未満であり、それによって各チャネル（即ち各中心波長）の総電力バジェットを均一にする。

本実施例において各チャネルの総電力バジェットを考慮事項とするため、各チャネルの総電力バジェットは、均一に分布し（即ち各チャネルに対応する総電力バジェットは、第１電力閾値以下である）、各チャネルに対応する分散ペナルティは、中心波長によって異なり、また、上記表１に基づき、１グループの中心波長に対応する波長範囲内の分散ペナルティは、ほぼ同じであり、異なるグループの中心波長に対応する波長範囲内の分散ペナルティは明らかに異なることがわかり、これにより、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器における異なるグループの中心波長に対応するペアワイズ挿入損失は、不均一に分布し、同じグループの中心波長に対応するペアワイズ挿入損失は、均一に分布している。

幾つかの選択可能な実施例では、前記総電力バジェットは、波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失、分散ペナルティ、伝送損失、コネクタ損失及びメンテナンスマージンを含み、前記波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失は、フィルタリングユニットの前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器におけるカスケード位置に関連付けられ、前記分散ペナルティ、伝送損失は、中心波長に関連付けられている。

本実施例では、上記第１電力閾値は、上記総電力バジェットの計算方式に基づいて決定された閾値であってもよい。幾つかの例では、上記第１電力閾値が大規模なアプリケーション向けの低コストのＤＭＬ＋ＰＩＮチップの良い歩留まりに対する数値、例えば１５ｄＢに等しい場合、本実施例における波長分割多重化構造は、低コストのＤＭＬ＋ＰＩＮチップに適用することができる。上記第２電力閾値は、実際のニーズに基づいて予め設定されてもよい。

幾つかの選択可能な実施例では、Ｎ個のフィルタリングユニットは、各フィルタリングユニットに対応する中心波長に基づいてグループ化され、即ち、Ｎ個のフィルタリングユニットは、Ｎ個の中心波長に従って複数のグループに分けられてもよい。例示的に、Ｎ個の中心波長は、低波長から高波長の順又は高波長から低波長の順でソートされてもよく、Ｎ個の中心波長は、上記のソートに基づいて複数のグループに分けられる。

選択可能に、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各グループのフィルタリングユニットは、１グループの中心波長に対応しており、各グループの中心波長によって形成される波長範囲は重ならない。例示的に、Ｎが１２であることを例とすると、上記のソートにより、中心波長１、中心波長２、…、中心波長１２の順序を得ることができ、Ｎ個の中心波長を３つのグループに分けると、中心波長１、中心波長２、中心波長３を１グループに分け、中心波長４、中心波長５、中心波長６及び中心波長７を１グループに分け、中心波長８、中心波長９、中心波長１０、中心波長１１、中心波長１２を１グループに分けることができる。上記中心波長１から中心波長３が昇順又は降順で配列されるため、上記第１グループの中心波長を例とすると、第１グループの中心波長によって形成される波長範囲は、中心波長１～中心波長３であり、これにより、各グループの中心波長によって形成される波長範囲は重ならない。

幾つかの選択可能な実施例では、Ｎ個のフィルタリングユニットは、波長範囲に基づいて複数のグループに分けられてもよく、又は、中心波長に対応する分散ペナルティに基づいてグループ化されてもよい。上記表１から、一定の波長範囲内において、対尾する分散ペナルティは、ほぼ同じであってもよいがわかり、例えば、中心波長は、１２６７．５ｎｍから１３１４．５ｎｍであり、対応する分散ペナルティは、いずれも１ｄＢであり、中心波長は、１３２７．５ｎｍ及び１３３４．５ｎｍであり、対応する分散ペナルティは、いずれも３ｄＢであり、中心波長は、１３３４．５ｎｍから１３７４．５ｎｍであり、対応する分散ペナルティは、いずれも４．５ｄＢである。これに基づき、ＭＷＤＭの１２波に対して、上記分散ペナルティ又は波長範囲に従って３グループに分けることができ、例えば、図３又は図５に示すように、白色で塗りつぶされたフィルタリングユニットは、分散ペナルティ４．５ｄＢの４つの中心波長に対応するフィルタリングユニットに対応し、薄い灰色で塗りつぶされたフィルタユニットは、分散ペナルティ３ｄＢの２つの中心波長に対応するフィルタリングユニットに対応し、濃い灰色で塗りつぶされたフィルタユニットは、分散ペナルティ１ｄＢの６つの中心波長に対応するフィルタリングユニットに対応する。もちろん、本実施例においてＮ個のフィルタリングユニットのグループ化方式は、上記例に限定されず、他のグループ化方式も本実施例の保護範囲内にあり得る。上記のＮ個の中心波長のうち、異なる中心波長に対応する伝送損失が異なる場合、分散ペナルティに基づいて伝送損失と組み合わせてグループ化する必要がある。

本実施例では、グループ化された複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続されてもよく、又は、直列接続と並列接続とを組み合わせたカスケード接続方式で接続されてもよい。実際の応用において、各チャネルに対応する総電力バジェットのニーズに基づいて、さらに、各チャネルの総電力バジェットのニーズ、各チャネルの中心波長に対応する分散ペナルティ（各チャネルの中心波長に対応する伝送損失も含む可能性がある）に基づいて波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失を決定することができ、さらに、波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失に基づいてカスケード方式及び／又はカスケード位置を決定することができる。換言すれば、各フィルタリングユニットに対応する中心波長に基づいて、第１波長分割多重化器及び第２波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード方式及び／又はカスケード位置を決定する。ここで、カスケード方式は、直列接続方式、又は直列接続と並列接続を組み合わせた接続方式を採用しており、カスケード位置は、カスケードの配置位置を示し、カスケード位置は、カスケード数に関連付けられており、カスケード位置は、波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失に関連付けられていると理解され得る。

例示的に、図３に示す設計方式を例とすると、左側の波長分割多重化器を参照し、中心波長１３７４．５ｎｍの光信号は、中心波長１３７４．５ｎｍのフィルタリングユニットを透過した後、回線側インターフェースに直接到達することができ、中心波長１２６７．５ｎｍの光信号は、回線側インターフェースに到達するために、中心波長１２６７．５ｎｍのフィルタリングユニットを透過した後に１１個のフィルタリングユニットによって反射される必要があり、これにより、カスケード位置が異なると、対応する波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失も異なることがわかり、カスケード位置に対応するカスケード数が大きいほど、対応する波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失が大きくなる。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、第１グループのフィルタリングユニットの前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器におけるカスケード位置は、同じであり、前記第１グループのフィルタリングユニットは、複数のグループフィルタリングユニットのうちのいずれかのグループのフィルタリングユニットである。

本実施例では、図３又は図５に示すものを参照し、表１に示すものと組み合わせると、１グループの中心波長に対応する波長範囲における分散ペナルティは、ほぼ同じであり、異なるグループの中心波長に対応する波長範囲の分散ペナルティは、明らかに異なり、これに基づき、第１波長分割多重化器と第２波長分割多重化器について、同じ波長範囲に属する１グループのフィルタリングユニット（即ち第１グループのフィルタリングユニット）の第１波長分割多重化器及び第２波長分割多重化器におけるカスケード位置が同じであるため、各グループのフィルタリングユニットにおける各チャネルの総電力バジェットを均一に分布することができる。

各グループのフィルタリングユニットのカスケード位置が決定された後、グループ内のフィルタリングユニットのカスケード位置について、実際のニーズ又は予め設定されたルールに基づいてグループ内のフィルタリングユニットのカスケード位置を決定することができる。

選択可能に、前記第１波長分割多重化器の前記第１グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、第１順序で直列に接続され、前記第２波長分割多重化器の前記第１グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、第２順序で直列に接続され、前記第２順序は前記第１順序の逆順序である。

図３に示す例を参照することができ、本実施例において、各グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットについて、第１波長分割多重化器の第１グループのフィルタリングユニットを長波長から短波長までの順序で配列することができ、第２波長分割多重化器の第１グループのフィルタリングユニットを短波長から長波長までの順序で配列することができる。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記複数のグループのフィルタリングユニットが直列に接続されている場合、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器のうち、１グループのフィルタリングユニットに対応する所定の中心波長が大きいほど、前記１グループのフィルタリングユニットのカスケード位置は、前記回線側インターフェースに近くなる。

本実施例では、各グループのフィルタリングユニットの中心波長、又は各グループのフィルタリングユニットに対応する波長範囲に基づいて、中心波長が大きいほど、対応する分散ペナルティも相対的大きくなり、したがって、中心波長に対応する波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失は、総電力バジェットの相対平均を満たすために小さくなければならない。これに基づき、１グループのフィルタリングユニットに対応する所定の中心波長（当該所定の中心波長は、このグループのフィルタリングユニットの各中心波長のうちの最大中心波長又は最小波長であってもよい）が大きいほど、対応するグループ内のフィルタリングユニットのカスケード位置は、回線側インターフェースに近いほど、光信号の反射回数が少なくなり、即ち波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失が減少される。

幾つかの選択可能な実施例では、前記複数のグループのフィルタリングユニットのうちの第２グループのフィルタリングユニットにおける１つのフィルタリングユニットがＮ個の中心波長のうちの最大中心波長に対応する場合、前記第１波長分割多重化器の前記第２グループのフィルタリングユニットのうち、前記最大中心波長に対応するフィルタリングユニットは、前記第１波長分割多重化器の前記回線側インターフェースに接続され、前記第２波長分割多重化器の前記第２グループのフィルタリングユニットのうち、前記第２グループのフィルタリングユニットに対応する波長範囲における最小中心波長に対応するフィルタリングユニットは、前記第２波長分割多重化器の前記回線インターフェースに接続されている。

本実施例では、Ｎ個の中心波長のうちの最大中心波長を決定し、例えば図３の最大中心波長が１３７４．５ｎｍであり、最大中心波長に対応する第２グループのフィルタリングユニットを決定し、第２グループのフィルタリングユニットの第１波長分割多重化器及び第２波長分割多重化器におけるカスケード位置は、図３に示すように、各波長分割多重化器の回線側インターフェースに最も近くなることができる。ここで、図３の左側の波長分割多重化器が第１波長分割多重化器であることを例とすると、第１波長分割多重化器の最大中心波長のフィルタリングユニットは、第１波長分割多重化器の回線側インターフェースに接続され、第２波長分割多重化器のうち、第２グループのフィルタリングユニットに対応する波長範囲の最小中心波長（１３４７．５ｎｍなど）のフィルタリングユニットは、第２波長分割多重化器の回線側インターフェースに接続されている。

図４は本開示の実施例の波長分割多重化構造の総電力バジェットの概略図である。図４に示すように、図３に示す設計方式に基づき、各チャネル（各チャネルが図３の１つの中心波長に対応する）の総電力バジェットを相対的均一にすることができる。ここで、図４のチャネル１からチャネル６は、図３の濃い灰色で塗りつぶされたフィルタリングユニットに対応するチャネルに対応し、チャネル７及びチャネル８は、図３の薄い灰色で塗りつぶされたフィルタリングユニットに対応するチャネルに対応し、チャネル９からチャネル１２は、図３の白色で塗りつぶされたフィルタリングユニットに対応するチャネルに対応する。

表２は表１に基づいて上記図３の設計方式を採用した波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失データ（３列目のデータ）を追加したものである。表２における３列目のデータから最後の列のデータに追加すると、各波長の総電力バジェットに１５ｄＢと１４．６ｄＢが含まれ、どちらも１５ｄＢ以下であることがわかり、第１閾値が１５ｄＢである場合、この設計方式は、低コストのＤＭＬ＋ＰＩＮチップの要件を満たすことができる。

もちろん、本開示の各実施例は、ＭＷＤＭアプリケーションシーンに限定されず、チャネル数などのシーン要件に従って、ＣＷＤＭ、ＬＡＮ－ＷＤＭ、ＤＷＤＭなどの波長分割システムにも適用することができる。

本開示の幾つかの選択可能な実施例では、前記複数のグループのフィルタリングユニットが直列及び並列に接続されている場合、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器に光スプリッターユニットも含まれ、前記光スプリッターユニットの第１インターフェースは、少なくとも１グループのフィルタリングユニットに接続され、前記少なくとも１グループのフィルタリングユニット間の各フィルタリングユニットは、直列に接続され、前記光スプリッターユニットの第２インターフェース及び第３インターフェースは、並列に接続された２グループのフィルタリングユニットにそれぞれ接続されている。

本実施例では、図５に示すように、光スプリッターユニットを含み、光スプリッターユニットは、薄い灰色の１グループのフィルタリングユニットに対応する光信号に対して反射処理を行い、濃い灰色の１グループのフィルタリングユニットに対応する光信号に対して透過処理を行うために使用され、これにより、薄い灰色の１グループのフィルタリングユニットと濃い灰色の１グループのフィルタリングユニットとの並列接続を実現することができ、白色で塗りつぶされた１グループのフィルタリングユニットと光スプリッターユニットの第１インターフェースとの接続を組み合わせることにより、各フィルタリングユニットの直列接続と並列接続を組み合わせたカスケード接続が実現される。

本実施例では、光スプリッターユニットが光スプリッター信号の伝送に対して一定の損失を有し、透過処理の損失が反射処理の損失よりも多いため、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード位置は、フィルタリングユニットに対応する中心波長及び前記光スプリッターユニットの電力損失に関連付けられている。

これに基づき、光スプリッターユニットは、各チャネルの総電力バジェットに基づいて、各チャネルの中心波長と組み合わせて対応するカスケード位置に設けられており、異なるシーンの総電力バジェット要件に従って、ニーズに応じて異なる中心波長に対応するフィルタリングユニットのカスケード位置を柔軟に配列し、各チャネルの総電力バジェットの均一の目的を達成することができ、中心波長に対応する分散ペナルティが大きいほど、フィルタリングユニットは、対応する波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失を低減させるために、「先入れ先出し（ＦＩＦＯ：ＦｉｒｓｔＩｎｐｕｔＦｉｒｓｔＯｕｔｐｕｔ）」の原則に従うことができる。

本開示の実施例の技術的解決策を採用し、各中心波長に対応するチャネルの総電力バジェットを考慮事項とし、第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード方式及び／又はカスケード位置を決定することにより、各チャネルの総電力バジェットが均一になり、それによって各チャネルの総電力バジェットに１種類のチップの要件を満たさせ、２種類のチップソリューションの使用によって引き起こされる生産工程とメンテナンス管理の不便を回避することができ、また、１２波のＭＷＤＭの各チャネルは、低コストのＤＭＬ＋ＰＩＮチップを満たすことができ、コストは、大幅に削減される。

本開示によって提供される幾つかの製品の実施例で開示される特徴を衝突せずに任意に組み合わせて新しい製品の実施例を得ることができる。

上記は、本開示の具体的な実施形態だけであるが、本開示の保護範囲は、これに制限されず、当業者が本開示で開示された技術範囲内で容易に想到し得る変化又は入れ替わりは、全て本開示の保護範囲内に含まれるべきである。したがって、本開示の保護範囲は、特許請求の保護範囲に準拠するべきである。

Claims

波長分割多重化構造であって、前記波長分割多重化構造は、第１波長分割多重化器と第２波長分割多重化器とを含み、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の両方には、Ｎ個のフィルタリングユニット、各フィルタリングユニットに接続された分岐側インターフェース及び回線側インターフェースが含まれ、Ｎが正の整数であり、各フィルタリングユニットは、１つの中心波長に対応しており、前記第１波長分割多重化器の回線側インターフェースと前記第２波長分割多重化器の回線側インターフェースは、光ファイバを介して接続され、
Ｎ個のフィルタリングユニットは、複数のグループに分けられ、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、又は、複数のグループのフィルタリングユニットは、直列接続及び並列接続を組み合わせたカスケード方式で接続され、各グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、直列接続のカスケード方式で接続され、
ここで、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード方式及び／又はカスケード位置は、各中心波長に対応するチャネルの総電力バジェットが第１電力閾値以下であり、かつ異なる中心波長に対応する各チャネルの各総電力バジェット間の差は、第２電力閾値未満であるように、少なくともフィルタリングユニットに対応する中心波長に関連付けられている、波長分割多重化構造。
前記Ｎ個のフィルタリングユニットは、各フィルタリングユニットに対応する中心波長に基づいてグループ化され、複数のグループのフィルタリングユニットに分けられる請求項１に記載の波長分割多重化構造。
前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各グループのフィルタリングユニットは、１グループの中心波長に対応しており、各グループの中心波長によって形成される波長範囲は重ならない請求項１に記載の波長分割多重化構造。
第１グループのフィルタリングユニットの、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器におけるカスケード位置は、同じであり、前記第１グループのフィルタリングユニットは、複数のグループフィルタリングユニットのうちのいずれかのグループのフィルタリングユニットである請求項１に記載の波長分割多重化構造。
前記第１波長分割多重化器の前記第１グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、第１順序で直列に接続され、前記第２波長分割多重化器の前記第１グループのフィルタリングユニットにおける各フィルタリングユニットは、第２順序で直列に接続され、前記第２順序は前記第１順序の逆順序である請求項４に記載の波長分割多重化構造。
前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器における異なるグループの中心波長に対応するペアワイズ挿入損失は、不均一に分布し、
前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器における同じグループの中心波長に対応するペアワイズ挿入損失は、相対的均一に分布している請求項２に記載の波長分割多重化構造。
前記複数のグループのフィルタリングユニットが直列接続方式で接続されている場合、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器において、１グループのフィルタリングユニットに対応する所定の中心波長が大きいほど、前記１グループのフィルタリングユニットのカスケード位置は、前記回線側インターフェースに近くなる請求項１－６のいずれか一項に記載の波長分割多重化構造。
前記複数のグループのフィルタリングユニットのうちの第２グループのフィルタリングユニットにおける１つのフィルタリングユニットは、Ｎ個の中心波長のうちの最大中心波長に対応する場合、
前記第１波長分割多重化器の前記第２グループのフィルタリングユニットのうち、前記最大中心波長に対応するフィルタリングユニットは、前記第１波長分割多重化器の前記回線側インターフェースに接続され、
前記第２波長分割多重化器の前記第２グループのフィルタリングユニットのうち、前記第２グループのフィルタリングユニットに対応する波長範囲における最小中心波長に対応するフィルタリングユニットは、前記第２波長分割多重化器の前記回線側インターフェースに接続されている請求項７に記載の波長分割多重化構造。
前記複数のグループのフィルタリングユニットが直列接続又は並列接続方式で接続されている場合、前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器には、光スプリッターユニットも含まれ、前記光スプリッターユニットの第１インターフェースは、少なくとも１グループのフィルタリングユニットに接続され、前記少なくとも１グループのフィルタリングユニット間の各フィルタリングユニットは、直列に接続され、
前記光スプリッターユニットの第２インターフェースと第３インターフェースは、並列に接続された２グループのフィルタリングユニットにそれぞれ接続されている請求項１－６のいずれか一項に記載の波長分割多重化構造。
前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器の各フィルタリングユニットに対応するカスケード位置は、フィルタリングユニットに対応する中心波長及び前記光スプリッターユニットの電力損失に関連付けられている請求項９に記載の波長分割多重化構造。
前記総電力バジェットは、波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失、分散ペナルティ、伝送損失、コネクタ損失及びメンテナンスマージンを含み、前記波長分割多重化器のペアワイズ挿入損失は、フィルタリングユニットの前記第１波長分割多重化器及び前記第２波長分割多重化器におけるカスケード位置に関連付けられ、前記分散ペナルティ、伝送損失は、中心波長に関連付けられている請求項１に記載の波長分割多重化構造。