TWI422185B - 組態白光頻譜之光信號塞取多工器 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種組態白光頻譜之光信號塞取多工器，特別是指利用陣列波導光柵的分波與波長循環特性，搭配多重布雷格光纖光柵的濾波調變達成光信號的塞取，藉以提供更為進步的光通訊網路技術領域。
隨著下世代網路(Next Generation Network,NGN)，全IP網路，整合了傳統電信網路(Public Switch Telephone Network,PSTN)、無線網路(Wireless Network)與網際網路(Internet)於單一網路上，達到提昇像是資料、數據、語音、多媒體與資訊安全的各項應用服務於一體，使其頻寬的需求愈來愈大。為了實現下世代全IP網路，光通訊是多數人考慮用來提昇頻寬要求的方法之一，其具有每秒傳送50兆位元的可能性。
一個光信號塞取多工器(Optical Add/Drop Multiplexer,OADM)具有輸入input、輸出output、下路埠drop及上行埠add四埠的光通訊元件，而高密度分波多工系統(Dense wavelength-division multiplexing,DWDM)主要應用它來對光網路作區域性的上行埠加入(Add)及下路埠取出(Drop)欲處理的光波長訊號。
傳送的訊號中之後將不會存在，已經被下路埠取出(Drop)的光波長訊號λ i 至往後的網路中，此時當地用戶就可以把要傳送的資料透過光波長訊號λ i 載入且從上行埠加入(Add)傳送至其目的端節點。經由光信號塞取多工器，調變的訊號可以從上行埠加入且經由輸出埠送出來載送當地資訊至光網路中，因此，光信號塞取多工器具有波長重覆使用的特性，所以可以降低波長的使用數量，進而能夠提昇傳送的資料容量。
一般來說，傳統具有N個通道的光信號塞取多工器是使用一個1xN的解多工器、N個2x2的光切換器以及一個Nx1的多工器所組成，如第五圖所示。
當N個波長通道光訊傳送至輸入埠時，此架構的第一步驟就是經由1xN的解多工器作分波解多工，每個光波長訊號之後會進入一個2x2的光切換器來決定此光波長訊號是否要被取出。若欲處理的波長λ i 經由2x2的光切換器取出，則之後的波長λ i 就可以載送當地的訊號且加入至光網路中，而加入的訊號也是透過2x2的光切換器來完成波長訊號進入多工器以耦合各波長。然而，若光波長λ i 訊號沒經由2x2光切換器取出，則波長λ i 將直接傳送至多工器。多工器將所有要傳送的訊號集結起來後傳送至所有波長訊號至其所屬目的端節點。
在傳統的光信號塞取多工器中，N個光波長訊號會透過一組解多工器及多工器來作分波及耦合，因此多工器的濾波波形須要求非常精確地匹配於解多工器，這也反應當波長數增加時，在製作上良率必定降低，為了改善波形匹配的問題，解多工器及多工
器就被整合至一個NxN的陣列波導光柵中，使用一個1xN的解多工器和一個Nx1的多工器所組成之光信號塞取多工器，都無法處理當輸入之光波長訊號數量大於輸入/輸出埠的數量的問題。
爰此，有鑑於現有技術尚有缺點，故本發明係提供一種組態白光頻譜之光信號塞取多工器，包括：一陣列波導光柵，至少包含第一組輸入/輸出埠網路、第二組輸入/輸出埠網路、第三組輸入/輸出埠網路以及第四組輸入/輸出埠網路，兩組迴光器，分別連接該第一組輸入/輸出埠網路之末端，兩組光放大器，配置該迴光器與該第一組輸入/輸出埠網路之間，多重可調式布雷格光柵，分別配置該第二組輸入/輸出埠網路、第三組輸入/輸出埠網路以及第四組輸入/輸出埠網路之間；藉由該陣列波導光柵的光波長路徑的繞理規則，調整其相對應的該輸入/輸出埠網路來處理光波長訊號，進一步搭配該多重可調式布雷格光柵的濾波調變來達成光信號的塞取，使輸入之光波長訊號數量大於輸入/輸出埠數量。
上述之第一組輸入/輸出埠網路，係用光纖網路的輸入與輸出埠且作為區域性上行埠加入(Add)及下路埠取出(Drop)處理的光波長訊號。
上述之第二組、該第三組以及該第四組輸入/輸出埠網路係呈一環形回路，且該環形回路之頭、尾兩端分別連接陣列波導光柵。
上述之陣列波導光柵可為4x4陣列、8x8陣列、16x16陣列、32x32陣列等。
本發明另提供一種組態白光頻譜之光信號塞取多工器，包括：一陣列波導光柵，至少包含第一組輸入/輸出埠網路、第二組輸入/輸出埠網路、第三組輸入/輸出埠網路以及第四組輸入/輸出埠網路，其中該第一組輸入/輸出埠網路之輸出埠端連接至該第二組輸入/輸出埠網路之輸入埠端，該第二組輸入/輸出埠網路之輸出埠端連接至第三組輸入/輸出埠網路之輸入埠端，該第三組輸入/輸出埠之輸出埠端網路連接至該第四組輸入/輸出埠網路之輸入埠端，該第一組輸入/輸出埠網路之輸入埠端為此光信號塞取多工器的輸入，該第四組輸入/輸出埠網路之輸出埠端為此光信號塞取多工器的輸出；兩組迴光器，分別連接該第一組輸入/輸出埠網路之輸入埠端，及該第四組輸入/輸出埠網路之輸出埠端；多重可調式布雷格光柵，分別配置在該第一組輸入/輸出埠網路之輸出埠端連接至該第二組輸入/輸出埠網路之輸入埠端、該第二組輸入/輸出埠網路之輸出埠端連接至第三組輸入/輸出埠網路之輸入埠端、該第三組輸入/輸出埠之輸出埠端網路連接至該第四組輸入/輸出埠網路之輸入埠端之間；藉由該陣列波導光柵的光波長路徑的繞理規則，調整其相對應的該輸入/輸出埠網路來處理光波長訊號，進一步搭配該多重可調式布雷格光柵的濾波調變來達成光信號的塞取，使輸入之光波長訊號數量大於輸入/輸出埠數量。
本發明具有下列之優點：
1.新一代網路通訊，光信號塞取器係為最重要元件之一，據此架構可提昇光通訊的發展，對國家發展光通訊更具競爭力。
2.由於光信號塞取器成本低廉，對於商業化規模有很大的發揮空間。
3.隨著光纖光柵相關參數的研究進展，更多的選擇能使光通訊領域更為進步，提供光通訊網路設計有更多的空間。
4.當區域網路不斷的成長，使用成本直線下降，利用現有設備加大頻寬使用，係為通訊廠商積極努力方向。
5.提供通訊廠商快速選擇新穎的方法，藉以提高通訊效率、降低製造成本。
(1)‧‧‧陣列波導光柵
(11)‧‧‧第一組輸入/輸出埠網路
(12)‧‧‧第二組輸入/輸出埠網路
(13)‧‧‧第三組輸入/輸出埠網路
(14)‧‧‧第四組輸入/輸出埠網路
(2)‧‧‧迴光器
(3)‧‧‧光放大器
(4)‧‧‧多重可調式布雷格光柵
第一圖係為本發明之光信號塞取多工器示意圖。
第二圖係為本發明之4x4陣列波導光柵在分波解多工後之各輸出埠波長圖。
第三圖係為本發明之輸入埠及輸出埠的濾波波長圖。
第四圖係為本發明最佳實施例之光信號塞取多工器示意圖。
第五圖係為習用之光信號塞取多工器示意圖。
首先，請參閱第一圖所示，本發明係為一種組態白光頻譜之光信號塞取多工器，包括：一陣列波導光柵(1)，至少包含第一組輸入/輸出埠網路(11)、第二組輸入/輸出埠網路(12)、第三組輸入/輸出埠網路(13)以及第四組輸入/輸出埠網路(14)，兩組迴光器(2)，分別連接該第一組輸入/輸出埠網路(11)之末端，兩組光放大器(3)，配置該迴光器(2)與該第一組輸入/輸出埠網路(11)之間，多重可調式布雷格光柵(4)，分別配置該第二組輸入/輸出埠網路(12)、第三組輸入/輸出埠網路(13)以及第四組輸入/
輸出埠網路(14)之間。
再者，請參閱第二圖所示，輸入之光波長訊號會從第一圖中的Input埠輸入至迴光器，之後所有光波長訊號(即，光波長λ 1,λ 5,…,λ N )會輸入此4x4陣列波導光柵1埠執行波長分波到R1至R4埠，也就是說，R1埠一開始會得到光波長λ 1,λ 5,...,λ N-3，R2埠2可得光波長λ 2,λ 6,...,λ N-2，R3埠可得光波長λ 3,λ 7,...,λ N-1，R4埠則得到光波長λ 4,λ 8,...,λ N ，此處我們假設N可以被4整除，各埠所濾出之光譜波長如第二圖所示，我們可以得知各埠各波長相鄰的頻寬都至少有3個單位波長頻寬，因此我們利用可調式布雷格光柵來執行Add埠加入/Drop埠取出波長的任務。
以R2埠之輸出光波長λ 2為例，當我們要從Drop埠取出此光波長訊號時，可以調整編號為λ 2之布雷格光柵波長至λ 2來執行反射濾波工作，此布雷格光柵會反射光波長訊號λ 2，之後依原路徑從1埠輸出，再經由迴光器從Drop埠取出，由於光波長訊號λ 2已經被取出，此時Output將不會在出現光波長訊號λ 2，而我們可以把要傳送的資料載入至光波長λ 2之後透過Add埠輸入，如此輸入光波長會經由R1埠輸入至陣列波導光柵，且從2輸出，但在經由編號為λ 2之布雷格光柵波長會在反射至R1埠，之後在從Output傳送至其目的端節點。
然而，若不需取出光波長訊號λ 2時，則編號為λ 2之布雷
格光柵波長可調整至λ 3、λ 4及λ 5，而光波長訊號λ 2就不會被反射，且從2埠輸入至陣列波導光柵之後從R1埠輸出至Output埠。對於其它光波長訊號也是依相同方式來執行Add加入/Drop取出波長的任務。
其次，請參閱第三圖所示，當一個寬頻光源輸入至第二個輸入埠時，第一個輸出埠將出現波長λ 2且第二個輸出埠將出現波長λ 3，同理，當第N個輸出埠將出現波長(μ 1+N△λ)，然而波長λ 1也會出現在第N個輸出埠，但若一個從波長λ 1至λ n 的寬頻光源輸入至第二個輸入埠時，則在第N個輸出埠將只會取出波長λ 1。
本發明專利的實現方式不侷限於多重可調式布雷格光纖光柵，除了可以設置於各組輸入/輸出埠，也可以在輸入/輸出埠中間放置多重布雷格光柵來實現在此光信號塞取多工器，請參閱第四圖所示，即為陣列波導光柵的第一組輸出埠網路接至第二組的輸入埠網路、第二組輸出埠網路接至第三組的輸入埠網路、第三組輸出埠網路接至第四組的輸入埠網路，第四組輸出埠為此光信號塞取多工器的輸出與上行埠。
再者，本發明專利第一圖所示，理論上可以無限制光波長訊號的輸入，但在第一圖所示架構中，卻無法處理光波長訊號λ 1,λ 5,...λ N-3。不過我們可以依據陣列波導光柵光波長路徑的繞理規則下(參閱第三圖所示)，調整其相對應的埠來處理光波長訊號λ 1,λ 5,...λ N-3，(參閱第四圖所示)為可處理光波
長訊號λ 1,λ 5,...λ N-3之本發明最佳實施例示意圖，而結合(第一圖及第四圖)架構即可處理所有光波長訊號。值得一提是利用陣列波導光柵的多重組合串級連結方式，能夠解決當輸入之光波長訊號數量大於輸入/輸出埠的數量的問題，進一步搭配多重布雷格光纖光柵的濾波調變來達成光信號的塞取，提供對波長濾波控制更具彈性及降低設備成本的光信號塞取多工器。
綜上所述，當知本發明具有新穎性，且本發明未見之於任何刊物，當符合專利法第21、22條之規定。
惟，以上所述僅為本發明其中之一最佳實施例，當不能以此限定本創作之申請專利保護範圍，舉凡依本發明之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本發明申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。
(1)‧‧‧陣列波導光柵
(11)‧‧‧第一組輸入/輸出埠網路
(12)‧‧‧第二組輸入/輸出埠網路
(13)‧‧‧第三組輸入/輸出埠網路
(14)‧‧‧第四組輸入/輸出埠網路
(2)‧‧‧迴光器
(3)‧‧‧光放大器
(4)‧‧‧多重可調式布雷格光柵
Claims (5)
- 一種組態白光頻譜之光信號塞取多工器，包括：一陣列波導光柵，至少包含第一組輸入/輸出埠網路、第二組輸入/輸出埠網路、第三組輸入/輸出埠網路以及第四組輸入/輸出埠網路；兩組迴光器，分別連接該第一組輸入/輸出埠網路之末端；兩組光放大器，配置該迴光器與該第一組輸入/輸出埠網路之間；多重可調式布雷格光柵，分別配置該第二組輸入/輸出埠網路、第三組輸入/輸出埠網路以及第四組輸入/輸出埠網路之間；藉由該陣列波導光柵的光波長路徑的繞理規則，調整其相對應的該輸入/輸出埠網路來處理光波長訊號，進一步搭配該多重可調式布雷格光柵的濾波調變來達成光信號的塞取，使輸入之光波長訊號數量大於輸入/輸出埠數量。
- 如申請專利範圍第1項所述之組態白光頻譜之光信號塞取多工器，其中該第一組輸入/輸出埠網路，係用以對光纖網路作為區域性上行埠加入(Add)及下路埠取出(Drop)處理的光波長訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之組態白光頻譜之光信號塞取多工器，其中該第二組、該第三組以及該第四組輸入/輸出埠網路係呈一環形回路，且該環形回路之頭、尾兩端分別連接陣列波導光柵。
- 如申請專利範圍第1項所述之組態白光頻譜之光信號塞取多工器 ，其中該陣列波導光柵係為4x4陣列、8x8陣列、16x16陣列、32x32陣列等。
- 一種組態白光頻譜之光信號塞取多工器，包括：一陣列波導光柵，至少包含第一組輸入/輸出埠網路、第二組輸入/輸出埠網路、第三組輸入/輸出埠網路以及第四組輸入/輸出埠網路，其中該第一組輸入/輸出埠網路之輸出埠端連接至該第二組輸入/輸出埠網路之輸入埠端，該第二組輸入/輸出埠網路之輸出埠端連接至第三組輸入/輸出埠網路之輸入埠端，該第三組輸入/輸出埠之輸出埠端網路連接至該第四組輸入/輸出埠網路之輸入埠端，該第一組輸入/輸出埠網路之輸入埠端為此光信號塞取多工器的輸入，該第四組輸入/輸出埠網路之輸出埠端為此光信號塞取多工器的輸出；兩組迴光器，分別連接該第一組輸入/輸出埠網路之輸入埠端，及該第四組輸入/輸出埠網路之輸出埠端；多重可調式布雷格光柵，分別配置在該第一組輸入/輸出埠網路之輸出埠端連接至該第二組輸入/輸出埠網路之輸入埠端、該第二組輸入/輸出埠網路之輸出埠端連接至第三組輸入/輸出埠網路之輸入埠端、該第三組輸入/輸出埠之輸出埠端網路連接至該第四組輸入/輸出埠網路之輸入埠端之間；藉由該陣列波導光柵的光波長路徑的繞理規則，調整其相對應的該輸入/輸出埠網路來處理光波長訊號，進一步搭配該多重可調式布雷格光柵的濾波調變來達成光信號的塞取，使輸入之光波長訊號數量大於輸入/輸出埠數量。
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| TW99126142A TWI422185B (zh) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | 組態白光頻譜之光信號塞取多工器 |
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|---|---|---|---|
| TW99126142A TWI422185B (zh) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | 組態白光頻譜之光信號塞取多工器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201208289A TW201208289A (en) | 2012-02-16 |
| TWI422185B true TWI422185B (zh) | 2014-01-01 |
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Family Applications (1)
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| TW99126142A TWI422185B (zh) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | 組態白光頻譜之光信號塞取多工器 |
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|---|---|
| TW (1) | TWI422185B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM395315U (en) * | 2010-08-05 | 2010-12-21 | Univ Kun Shan | Configuration full multi-channel optical signal add drop multiplex |
-
2010
- 2010-08-05 TW TW99126142A patent/TWI422185B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM395315U (en) * | 2010-08-05 | 2010-12-21 | Univ Kun Shan | Configuration full multi-channel optical signal add drop multiplex |
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| Tachikawa, Y.,"Optical signal processing in a loop-back type array waveguide grating multiplexer: amplification, modulation, and demodulation",IET Journals & Magazines Electronics Letters Volume: 32 , Issue: 19 , Publication Year: 1996 , Page(s): 1803 - 1804 。 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201208289A (en) | 2012-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |