TWI514793B - 多信道光發射模組及光發射方法 - Google Patents

多信道光發射模組及光發射方法 Download PDF

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Description

多信道光發射模組及光發射方法
本發明涉及光通訊領域，尤其涉及多信道光發射模組及光發射方法。
先前的光通訊裝置，通常僅傳輸光源發出的主載波作為載波，而濾除副載波，此種結構由於捨棄了較多波長，欲提高信道數目時必然要採用多個光源，因此無法滿足低成本、小體積的消費需求。
有鑒於此，提供一種利用副載波進行光通訊的多信道光發射模組及光發射方法實為必要。
一種多信道光發射模組，其包括一個光源，一個調變器，一個第一光間隔器，以及至少一條光纖。該調變器用於對該光源發出的光波進行調變，調變後的光波包括主載波和副載波；該第一光間隔器用於將該主載波和副載波分離；該光纖僅接收並傳輸該副載波。該多信道光發射模組進一步包括一個位於該第一光間隔器和該至少一條光纖之間的第二光間隔器，用於在該副載波中篩選出一群等間隔的副載波，該至少一條光纖用於傳輸該群等間隔的副載波。
一種多信道光發射模組，其包括：多個中心波長之間存在固定間隔的光源；用於分別對該多個光源發出的光波進行調變的多個調變器，調變後的光波包括主載波和副載波，一個用於將該主載波和副載波分離的第一光間隔器，以及至少一條僅接收並傳輸該副載波光纖。該多信道光發射模組進一步包括一個位於該第一光間隔器和該至少一條光纖之間的第二光間隔器，用於在該副載波中篩選出一群等間隔的副載波。該至少一條光纖用於傳輸該群等間隔的副載波。
一種光發射方法，其包括以下步驟：提供一個光源；提供一個調變器對該光源發出的光波進行調變，調變後的光波包括主載波和副載波；提供一個第一光間隔器將該主載波和副載波分離；以及提供至少一條光纖僅接收並傳輸該副載波；提供一個位於該第一光間隔器和該至少一條光纖之間的第二光間隔器，該第二光間隔器於該副載波中篩選出一群等間隔的副載波，該至少一條光纖傳輸該群等間隔的副載波。
相對於先前技術，本發明提供的多信道光發射模組及光發射方法利用調變裝置和光間隔器，使用較少的光源即可產生多條信道，因此是一種成本較低的光發射裝置及光發射方法。
100，110，200‧‧‧多信道光發射模組
10‧‧‧光源
101‧‧‧雷射二極體
20‧‧‧調變器
30‧‧‧第一光間隔器
301‧‧‧主載波輸出端
302‧‧‧副載波輸出端
40‧‧‧光纖
32‧‧‧第二光間隔器
321‧‧‧輸入端
322‧‧‧輸出端
50‧‧‧多工器
圖1係本發明第一實施例提供的多信道光發射模組的示意圖。
圖2係圖1之多信道光發射模組的光譜圖。
圖3係本發明第二實施例提供的多信道光發射模組的示意圖。
圖4係本發明第三實施例提供的多信道光發射模組的示意圖。
以下將結合圖式對本發明作進一步詳細說明。
請參閱圖1至圖2，本發明第一實施例提供一種多信道光發射模組100，其包括一個光源10，一個調變器20，一個第一光間隔器30(optical interleaver,OIL)和光纖40。該光源10、調變器20、第一光間隔器30、該光纖40按照敍述順序連接。
該光源10發出連續光波，例如雷射光。該光源10發出的光波進入該調變器20後被該調變器20調變，調變方式可以是相位調變(phase modulation)，也可以是頻率調變(frequency modulation)等其他調變方式。
由於光波的能量在前緣、中心及後緣分佈不盡相同，因此經調變器20調變後折射率發生變化，折射率改變造成相位改變，相位改變進而造成頻率改變，導致頻率偏移，產生類似圖2所示的光譜構成，即該調變器20可以通過調頻或者調相的方式使得該光源10的能量分佈改變，從而具有明顯可以分開的中心波長和次波長，中心波長和次波長對應的光波均含有調變訊號。在其所有的次波長中，可以選用2-4個能量較高的次波長作為副載波。
光間隔器(optical interleaver,OL或OIL)利用干涉原理針對一定波長間隔形成建設性或破壞性干涉，因此可以用來篩選出特定波長。光間隔器的輸出端一般分為奇數輸出端(odd channels/odd ports)和偶數輸出端(even channels/even ports)。
作為舉例，該光源10所包括的一個雷射二極體101發出中心波長 為1510nm的光波，調變之後的光波長範圍在1505-1515nm之間，中心波長為1510nm，兩側為次波長。奇數輸出端被設為主載波輸出端301，偶數輸出端用作副載波輸出端302。根據光間隔器的不同，也可以將主載波設置成從偶數輸出端302輸出。主載波最終可以輸出到其他光纖中作其他用途，也可以不輸出，只要有光纖40接收並傳輸副載波即可。
在本實施例中，副載波相對該主載波在強度方面呈對稱分佈，能量相等的視為一組，在所有的副載波中，最靠近主載波的左右各兩個副載波的光強度較好，因此可以選取最靠近主載波的左右共4個波長來傳輸，也就是，該4個波長會從該第一光間隔器30的偶數輸出端302中輸出，相當於原本需要產生100GHz的訊號需要兩個光源，現在可以利用2組波長每組傳輸50GHz的訊號來實現，對光源的數量要求降低，光發射模組的成本降低。圖1僅以一個副載波輸出端302作為示例，實際可根據需要包括多個副載波輸出端302，每個副載波輸出端302均對應一條光纖40，或者通過光多工器(如圖4所示的光多工器50)組合到一條光纖中。
根據光強的強弱，可以選擇最靠近主載波的左右各一個或者左右各三個或者更多數量的波長進行傳輸，適宜傳播的波長數量越多，信道越多，傳輸容量越高。
請參閱圖3，為了進一步增加傳輸信道，除了1505nm-1515nm之間的波長之外還可以繼續增加信道，可通過增加光源數目來實現。例如，本發明第二實施例提供的多信道發射模組110的光源10一共包括三個雷射二極體101，除了一個雷射二極體101發出主載波波長為1510nm的光波之外，還有兩個雷射二極體101分別發出主 載波波長為1535nm和1560nm的光波，每個光源都對應一個調變器。同時，該第一光間隔器30一共包括3個主載波輸出端301和3個副載波輸出端302，該三個副載波輸出端302分別輸出調變後的中心波長1510nm左右的1~2組次波長對應的副載波，調變後的中心波長1535nm左右的1~2組次波長對應的副載波，以及調變後的中心波長1560nm左右的1~2組次波長對應的副載波，共計三群副載波。
上述三個雷射光源的中心波長之間存在固定間隔，即25nm，在這種情況下，一個第一光間隔器30即可與該多個光源光耦合，只要將第一光間隔器30的間隔設置為25nm，即可在一個間隔器中將多束光波的主載波和副載波分離，該情況也適用於兩個光源的情況，即將兩個光源的中心波長的間隔設置成第一光間隔器30的間隔波長。
在其他包括多於兩個雷射光源的實施例中，N(N為大於2的整數)個雷射光源的中心波長互不相等且不存在相等間隔的情況下，可以對應使用N個第一光間隔器30，分別將主載波和副載波分離。然後將所有的副載波進行進一步處理或者直接傳輸。
該三個副載波輸出端302可以分別與一條光纖40耦合，即利用三條光纖40分別傳輸上述三群副載波，或者通過一個光多工器(optical multiplexer)將所有副載波組合成一路光訊號傳輸，僅用一條光纖40即可。
請參閱圖4，本發明第三實施例提供的多信道光發射模組200在第二實施例的基礎上還可以進一步包括一個第二光間隔器32，該第二光間隔器32和副載波輸出端302光耦合，用於在副載波中再次 篩選出適合傳輸的光波，例如，假設上述三群副載波中包括波長為1508nm，1512nm，1533nm，1537nm，1558nm，1562nm的光波，將第二光間隔器32的間隔設置為25nm，則1508nm、1533nm、1558nm自奇數輸出端輸出，1512nm、1537nm，1562nm波長從偶數輸出端輸出。多信道光發射模組200可根據需要選擇性地傳輸由奇數或者偶數輸出端輸出的一個或者多個副載波。
第二光間隔器32是多孔輸入、多孔輸出型結構或者是多孔輸入、一孔輸出型結構。前一種情況下，第一間隔器30的副載波輸出端302和該第二光間隔器32的輸入端321光耦合，然後被篩選的光波通過該第二光間隔器32的輸出端322輸出，每個輸出端322可以分別對應一條光纖40，也可以與一個光多工器50光耦合，輸出一路光訊號。在後一種情況下，被篩選的光波均從一個輸出端輸出，所以可以直接在一條光纖40中傳輸。
多信道光發射模組200提供了再次篩選一群波長或者個別波長的方案，而且，利用第二光間隔器32篩選能一定程度上濾除雜訊，避免光波之間的串擾，輸出的訊號干擾較小。
相對於先前技術，本發明提供的多信道光發射裝置利用調變裝置和光間隔器，使用較少的光源即可產生多條信道，因此是一種成本較低的光發射裝置。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧多信道光發射模組
10‧‧‧光源
101‧‧‧雷射二極體
20‧‧‧調變器
30‧‧‧第一光間隔器
301‧‧‧主載波輸出端
302‧‧‧副載波輸出端
40‧‧‧光纖

Claims (10)

  1. 一種多信道光發射模組，其包括：一個光源；一個調變器，用於對該光源發出的光波進行調變，調變後的光波包括主載波和副載波；一個第一光間隔器，用於將該主載波和該副載波分離；以及至少一條光纖，僅接收並傳輸該副載波；該多信道光發射模組進一步包括一個位於該第一光間隔器和該至少一條光纖之間的第二光間隔器，用於在該副載波中篩選出一群等間隔的副載波，該至少一條光纖用於傳輸該群等間隔的副載波。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多信道光發射模組，其中：該第一光間隔器具有多個副載波輸出端，該至少一條光纖僅包括一條光纖，該多信道光發射模組進一步包括一個與該第一光間隔器相連的光多工器，該光多工器用於將該多個副載波輸出端輸出的副載波組合在該光纖中輸出。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多信道光發射模組，其中：該第一光間隔器具有多個副載波輸出端，該至少一條光纖包括多條光纖，該多條光纖與該多個副載波輸出端分別耦合。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多信道光發射模組，其中：該第一光間隔器僅具有一個副載波輸出端，該至少一條光纖僅包括一條光纖，該光纖與該副載波輸出端耦合。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之多信道光發射模組，其中：該第二光間隔器具有多個副載波輸出端，該至少一條光纖僅包括一條光纖，該多信道光發射模組進一步包括一個與該第二光間隔器相連的光多工器，該光多工 器用於將該等間隔的副載波組合在該光纖中輸出。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之多信道光發射模組，其中：該第二光間隔器具有多個副載波輸出端，該至少一條光纖包括多條光纖，該多條光纖與該多個副載波輸出端分別耦合。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之多信道光發射模組，其中：該主載波從該第一光間隔器中輸出或不輸出。
  8. 一種多信道光發射模組，其包括：多個光源，該多個光源的中心波長之間存在固定間隔；多個調變器，用於分別對該多個光源發出的光波進行調變，調變後的光波包括主載波和副載波；一個第一光間隔器，用於將該主載波和該副載波分離，該第一光間隔器的間隔波長與該固定間隔相等；以及至少一條光纖，僅接收並傳輸該副載波；該多信道光發射模組進一步包括一個位於該第一光間隔器和該至少一條光纖之間的第二光間隔器，用於在該副載波中篩選出一群等間隔的副載波，該至少一條光纖用於傳輸該群等間隔的副載波。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之多信道光發射模組，其中：該第二光間隔器具有多個副載波輸出端，該至少一條光纖僅包括一條光纖，該多信道光發射模組進一步包括一個與該第二光間隔器相連的光多工器，該光多工器用於將該群等間隔的副載波組合在該光纖中輸出。
  10. 一種光發射方法，其包括以下步驟：提供至少一個光源；提供至少一個調變器分別對該至少一個光源發出的光波進行調變，調變後的光波包括主載波和副載波；提供至少一個第一光間隔器將該主載波和該副載波分離；以及 提供至少一條光纖僅接收並傳輸該副載波；提供一個位於該第一光間隔器和該至少一條光纖之間的第二光間隔器，該第二光間隔器於該副載波中篩選出一群等間隔的副載波，該至少一條光纖傳輸該群等間隔的副載波。
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