WO2007064240A1 - Dynamically functional multi-channel controllable optical add/drop multiplexer - Google Patents

Dynamically functional multi-channel controllable optical add/drop multiplexer Download PDF

Info

Publication number
WO2007064240A1
WO2007064240A1 PCT/RU2005/000609 RU2005000609W WO2007064240A1 WO 2007064240 A1 WO2007064240 A1 WO 2007064240A1 RU 2005000609 W RU2005000609 W RU 2005000609W WO 2007064240 A1 WO2007064240 A1 WO 2007064240A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
output
input
stage
channels
Prior art date
Application number
PCT/RU2005/000609
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2007064240A8 (en
Inventor
Vyacheslav Konstantinovich Sakharov
Original Assignee
Nechaev, Alexandr Vladimirovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nechaev, Alexandr Vladimirovich filed Critical Nechaev, Alexandr Vladimirovich
Priority to PCT/RU2005/000609 priority Critical patent/WO2007064240A1/en
Publication of WO2007064240A1 publication Critical patent/WO2007064240A1/en
Publication of WO2007064240A8 publication Critical patent/WO2007064240A8/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0202—Arrangements therefor
    • H04J14/0213—Groups of channels or wave bands arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0202—Arrangements therefor
    • H04J14/021—Reconfigurable arrangements, e.g. reconfigurable optical add/drop multiplexers [ROADM] or tunable optical add/drop multiplexers [TOADM]

Definitions

  • the invention relates to fiber-optic communication systems with spectral channel multiplexing, in particular, to multi-channel reconfigurable and controlled optical channel I / O multiplexers (hereinafter t-OADM and ROADM) and can be used both in dense spectral multiplexing (DWDM) systems and moderate spectral multiplexing (CWDM).
  • t-OADM and ROADM multi-channel reconfigurable and controlled optical channel I / O multiplexers
  • DWDM Dense spectral multiplexing
  • CWDM moderate spectral multiplexing
  • DWDM technologies are characterized by extremely high bandwidth, but are very expensive.
  • the standard for the grid of wavelengths introduced by the International Telecommunication Committee (hereinafter ITU-Standard), provides for the spectral interval between channels 200, 100, 50 or 25 GHz.
  • ITU-Standard The recommended ITU-Standard spectral spacing between channels for CWDM systems is 20 im. CWDM is easier to use and cheaper than DWDM.
  • optical input / output multiplexers (hereinafter OADM) are used for channel input / output. They allow you to remove one or more channels from the line and simultaneously enter a signal at the same wavelengths with new information, and the efficiency of using communication systems is increased. Moreover, the number of input / output channels is usually significantly less than the total number of channels in the line.
  • Multichannel OADMs have, as a rule, fixed I / O channel frequencies.
  • Systematically increasing bandwidth requirements for communication systems require more flexibility, in particular, the use of reconfigurable and managed multi-channel OADMs.
  • These devices other than use in optical communication networks may have other applications, for example, in multi-channel sensor systems, for optical filtering, in analog systems for various purposes.
  • ROADM reconfigurable OADM
  • t-OADM managed OADM
  • the approach to the problem of creating ROADM consists in using a pair - a demx multiplexer of the “lxK” configuration and a multiplexer of the “Kxl” configuration, the outputs and inputs of which are connected and form K paths (K is the total number of channels in the system).
  • An optical electromechanical switch (hereinafter MEMS) is installed in each of the tracks.
  • the specified optical demultiplexer divides the optical signal into K channels and directs each channel to one of the K paths.
  • MEMS pass part of the channels to the optical multiplexer, and the other part of the channels are sent to the output ports.
  • the specified optical multiplexer combines all channels, including newly introduced using the same MEMS, and returns them to the optical line. Obviously, if implemented using this approach, the device would have a high cost, the greater the greater the number of channels K and the smaller the spectral interval between adjacent channels.
  • the period of the diffraction grating can vary within certain limits: be equal to or not equal to the wavelength of one of the K channels, and, therefore, using such OADM channel input / output with an appropriate wavelength may or may not be made.
  • the channels are separated by an optical demultiplexer into L subsets, in each subset P channels with intervals between the channels L- ⁇ v.
  • any given channels can be output. All other channels, together with newly introduced channels at the frequencies of the output channels, are combined using an optical multiplexer and enter the optical line.
  • the aim of the present invention is to provide a multi-channel OADM with dynamic functionality, which in different versions can be used as a multi-channel ROADM or as a multi-channel t-OADM.
  • the device should be simpler in the design solution than the known approaches suggest, satisfy the existing requirements for channel isolation and introduced dispersion, and be suitable for integrated optical performance. Whenever possible, the device should be as dynamic and flexible as possible for use in a wide variety of WDM systems.
  • the task was to develop a device for input / output of multiple channels from an optical signal with spectral channel multiplexing using controlled dynamic tuning of the filtering bandwidth.
  • the problem was solved by creating a multi-channel controlled optical input / output multiplexer with dynamic functionality for a fiber-optic communication system with spectral multiplexing of 2 N channels at N
  • - a controlled optical input / output multiplexer that provides the output of 2 m channels to one output port and the input of new 2 m channels at the carrier frequencies of the output channels to one output port;
  • the multichannel multiplexer be adapted to control the input / output of the channels in a reconfigurable mode, while these optical demultiplexer and multiplexer have fixed spectral characteristics and the controller is electrically connected to the specified controlled optical input / output multiplexer.
  • the multichannel multiplexer be adapted to control the input / output of channels in a tunable mode, while these optical demultiplexer and multiplexer have tunable spectral characteristics and the controller is electrically connected to these controlled optical input / output multiplexer, optical demultiplexer and multiplexer.
  • the indicated optical demultiplexer in the indicated M-stage structure one of the inputs of the optical filter of the first stage is connected to the input port, each of the two outputs of the optical filter of the last stage is connected to one of their output ports and optical filters in each stage, except the last, each of their two outputs were connected to the input of one of the optical filters of the next stage.
  • the specified optical multiplexer in the indicated M-stage structure two inputs of the optical filters of the first stage are connected to the input ports, one output of the optical filter of the last stage is connected to the output port and optical filters in each stage, except the first and last, were connected by each of the two inputs with the output of one of the optical filters of the previous stage, and with one output - with one of the inputs of one of the optical filters of the next stage.
  • single-stage and / or two-stage and / or multi-stage asymmetric Mach-Zehnder interferometers be used as the indicated optical filters.
  • optical filters contain electro-optical or thermo-optical phase shift devices to control the adjustment of transmission coefficients.
  • the multichannel multiplexer was made by integrated-optical technology on a single chip.
  • the input port, output port, M output ports and M input ports in the multi-channel multiplexer are made using optical fibers.
  • Fig.l is a diagram of a single-stage MZI
  • FIG. 1B is a schematic representation of a single-stage MZI shown in FIG. IA;
  • Figa is a diagram of a two-stage MZI
  • Fig.2B conditional image of a two-stage MZI shown in Fig.2A
  • Fig.ZA is a diagram of a multi-stage MZI used for dividing channels into odd and even ones;
  • Fig.ZB conditional image of a multi-stage MZI shown in Fig.ZA;
  • Figa is a diagram of a multi-stage MZI for combining odd and even channels
  • Fig. 4B is a schematic view of the multi-stage MZI shown in Fig. 4A;
  • 5A is a diagram of a t-OADM controlled optical input / output multiplexer
  • Fig. 5B is a schematic illustration of the t-OADM controlled optical input / output multiplexer shown in Fig. 5A;
  • Fig. BA is a diagram of a controlled optical demultiplexer t-Demux
  • FIG. 6 is a conditional image of a controlled optical demultiplexer t-Demuh shown in Fig.ba;
  • 7A is a diagram of a t-Mux controlled optical multiplexer
  • Fig. 7B is a schematic illustration of a controlled optical t-Mux multiplexer shown in Fig. 7A;
  • Fig. 8 is a diagram of a multi-channel OADM with dynamic functionality according to the invention used in a reconfigurable input / output mode using t-OADM and an optical demultiplexer and a multiplexer with fixed spectral characteristics;
  • Fig. 9 is a diagram of a multi-channel OADM with dynamic functionality according to the invention used in a controlled input / output mode using t-OADM, t-Demux and t-Max.
  • a key element for functional devices that are part of a multi-channel OADM with dynamic functionality is an asymmetric Mach-Zehnder interferometer or, as they agreed to call it, a single-stage MZI.
  • a single-stage MZI can be performed using various components and technologies, including using fiber optic splitters, beam splitters, prism mirrors, polarizers and other elements.
  • the best option for multi-channel OADM with dynamic functionality according to the present invention is a single-stage MZI in planar design.
  • FIG. IA is a schematic representation of a waveguide version of a single-stage MZI 10, its conditional image is shown in Fig.lB.
  • the device 10 is placed on one substrate 11, where the cascaded MZI 12 itself is formed by two arms 12-1 and 12-2 located between the first 13 and second 14 splitters, formed by waveguides of unequal length Ii and I 2 , respectively.
  • the coupling coefficients ki and k 2 of the splitters 13 and 14 are equal and divide the optical power in a ratio of 50/50.
  • the one-stage MZI 10 has conclusions a and b on the one hand and conclusions c and d on the other hand.
  • the single-stage MZI 10 in the arm 12-2 contains a phase shift device 15 that introduces an additional phase shift ⁇ into the phase of the traveling wave and is a controllable element used to adjust the spectral characteristics.
  • phase shift device 15 can be manufactured using a thermo-optical material, for example, silicone, or an electro-optical material, for example, lithium niobate (LiNbO3) or gallium arsenide.
  • thermo-optical material for example, silicone
  • electro-optical material for example, lithium niobate (LiNbO3) or gallium arsenide.
  • phase shift devices are known in the spectral densification technique as a tool for tuning the spectral characteristics of optical filters based on the IMC, and are also used in other devices - modulators and switches.
  • the light intensity at the two output ports c and d can be expressed using the transmission coefficients K ac (v, ⁇ ) and K ad (v, ⁇ ):
  • K ad (v, ⁇ ) 0.5- [l + cos (+ ⁇ + ⁇ )] s, (4)
  • D 2 ⁇ n ⁇ Lv / c is the phase delay due to different optical lengths of the arms 12-1 and 22-2;
  • ⁇ L Ii - 1 2 ;
  • p is the refractive index of the material;
  • v is the optical frequency and c is the speed of light in the void.
  • the light intensity at the same output ports c and d can be represented using the transmission coefficients Kb c (v, ⁇ ) and K bd (v, ⁇ ):
  • the transmission coefficients (1) ⁇ (4) become the spectral characteristics of a single-stage MZI.
  • the spectral characteristics (1) ⁇ (4) are periodic functions of the frequency of light v (and wavelength ⁇ ), the difference in arm lengths ⁇ L, refractive index n, and phase shift ⁇ .
  • a single-stage MZI is a reversible device.
  • the signals are divided into two groups, which are output to different outputs.
  • One group contains odd channels
  • the other group contains even channels
  • the spectral interval between channels becomes twice as large as at the input of a single-stage MZI.
  • the distance between adjacent extrema ⁇ v (or ⁇ ) in the spectral characteristics for a real single-stage MZI should be formed at the stage of its manufacture by selecting the corresponding difference of the arm lengths ⁇ L and the refractive index p.
  • the controlled adjustment of the position of the extreme values of the transmission coefficients relative to the given frequencies ⁇ v; ⁇ ( or wavelengths ⁇ ; ⁇ ) should be performed using the appropriate adjustment of the phase shift ⁇ when using an optical filter as part of any particular device Twa.
  • the lack of spectral characteristics of a single-stage MZI is nonplanar peaks and slowly falling edges of the spectral bands, which, with a small spectral interval between channels, can cause crosstalk between adjacent channels.
  • Another known disadvantage is that with a large difference in the lengths of the arms AL, the introduced dispersion can be very large. These flaws limit the possibility of using single-stage MZIs in devices used in communication systems with spectral channel multiplexing.
  • a significant improvement in the spectral characteristics of the optical filter for devices and systems for spectral multiplexing is provided, as is known (US, 6782158, B), with two-stage MZIs, which can be performed using fiber optic splitters, beam splitters, prism mirrors, polarizers, and planar form, and at the same time contain phase shift devices.
  • figa shows a schematic representation of the waveguide version of the two-stage MZI 20, its conditional image is shown in figb. It uses three splitters 21, 22 and 23 with coupling coefficients k lz k 2 and k 3 , respectively, forming two single-stage MZIs 24 and 25.
  • the device 20 is placed on a single substrate 26.
  • the first single-stage MZI 24 is formed by two waveguides 24-1 and 24-2 of unequal length I 24- I and I 24-2 , respectively.
  • the second single-stage MZI 25 is formed by two waveguides 25-1 and 25-2 of unequal length I 25-I and I 25-2 , respectively.
  • MZIs 24 and 25 use phase shift devices 27 and 28, the phase shifts introduced by them are ⁇ and f, respectively.
  • the two-stage MZI has conclusions a and b on the one hand and conclusions e and / on the other hand.
  • M (v, ⁇ , ⁇ ) T ⁇ k g ) T (D g ) T (k 2 ) T (D x ) T (k x ) (8) Mi with M bd ⁇
  • a two-stage MZI used as an optical filter provides better crosstalk suppression and high channel isolation. Nevertheless, the introduced dispersion of the two-stage MZI remains large, and therefore its use as a filter in communication systems with a high data transfer rate is limited.
  • FIG. 3A shows one of the variants of the multi-stage MZI 30, which can be used to separate the odd and even channels; conditional image of a multi-stage MZI is shown in Fig.ZB.
  • the device 30 in planar execution is placed on one substrate (crystal) 31 and includes three complementary two-stage MZIs: the first stage uses a two-stage MZI 32 type I, and in the second stage two two-stage MZIs 33 and 34, both types G, respectively, with the other sign of variance.
  • On figa shows one of the variants of the multi-stage MZI 40, which can be used to combine the odd and even channels; conditional image of a multi-stage MZI is shown in Fig.4B.
  • the entire device 40 in planar execution is placed on one substrate (crystal) 41 and includes three two-stage MZIs: in the first cascade two two-stage MZIs 42 and 43 are used, both types I 3 and in the second cascade - two-stage MZI 44 of type G, respectively, with the opposite sign of dispersion.
  • the MZI 42 and 43 When entering the odd and even channels, respectively, through the external ports z and w, the MZI 42 and 43 simply pass one odd and the other even channels to their output ports / The channels are combined using MZI 44, and as a result, the odd and even channels to external port v. Since the dispersion of the two-stage MZI 42 and 43 and each of the two-stage MZI 44 have opposite signs, this ensures zero or almost zero dispersion of the entire device 40.
  • FIG. 5A A diagram of one embodiment of the used controlled optical I / O multiplexer 50 is shown in Fig. 5A, its conditional image in Fig. 5B.
  • the device 50 (hereinafter referred to as t-OADM 50) is a three-stage structure and has an input port “In”, an output port “Out”, an output “Drop” port, an input “Add” port and includes three optical filters 51-1, 51- 2 and 51-3.
  • the multiplexer further comprises an optical adder 52 having 4 inputs “1” ⁇ “4” and one output ⁇ . All three filters 51-1, 51-2 and 51-3 and the adder 52 are integrated on a single substrate 53. Connections of the filters are performed by waveguides 54.
  • Dynamic control of the operation of the controlled input / output multiplexer 50 is carried out by tuning the spectral characteristics of the three filters 51-1, 51-2, and 51-3 when all three filters of the corresponding voltages are applied to the phase-shift devices. Management is carried out using an external controller (not shown in the drawing), which is connected to the optical filters with an electric bus 55.
  • optical filters 51-1, 51-2 and 51-3 are connected in series with each other so that the output of one is connected to the input of the other, the second output of each filter is connected to one of the inputs of the optical adder, the input of the first filter 51-1 is connected to the input port “In”, the output of the last filter 51-3 is connected to the output port “Drop”, the optical adder 52 is connected to the input port “Add” by another input, and the output to the output port “Out”.
  • the operation of t-OADM 50 in these phases ⁇ * n ⁇ and ⁇ f * n ⁇ occurs as follows.
  • the optical filter 51-1 of the first stage divides the channels entering the input port "In" into two groups - a group of odd waves V 1 , V 3 , V 5 and V 7 , which are directed to the optical filter 51-2 of the second stage, and the group even waves V 2 , V 4 , V 6 and Vg, which are directed to the optical adder 52.
  • the optical filter 51-2 again divides the waves and directs the waves v3 and V 7 to the optical filter 51-3 of the third stage, and the waves V 1 and V 5 to the adder 52; the third optical filter 51-3 divides the two waves v 3 and V 7 coming to it.
  • the V 3 wave is released, which passes to the Drop output port, and all the other 7 waves go to the three inputs of the adder 52 and with its help are in the Out port.
  • the wave v " 3 introduced through the port" Add ", is fed to the fourth input of the adder and also appears in the output port 52.
  • the functional device used as t-OADM in the present invention may differ from t-OADM 50 by the number of steps N 1 in the multi-stage structure, the spectral interval between adjacent channels at the input Av 1 8 * , and the type of optical filters used.
  • the distances between adjacent extrema in the spectral characteristics should be set as follows:
  • the free dispersion region which plays an important role in the present invention.
  • the spectral characteristics of optical devices can be cyclically repeated over a wide spectral range.
  • the repetition period, or the spectral range F, within which there is no cyclic repetition of the characteristics is called the region of free dispersion.
  • the free dispersion region F is:
  • t-Demux 60 The scheme of the used controlled optical demultiplexer 60 (hereinafter referred to as t-Demux 60) according to the present invention is shown in Fig. BA, a conditional image of it is shown in Fig. Bb.
  • t-Demuh 60 also has a three-stage structure of the “tree” type.
  • the first optical filter 61 (the first stage of the multi-stage structure) is connected with its output ports to the next two - optical filters 62-2 and 62-3 (second stage), which in turn are connected by their output ports to the following four optical filters 63-1, 63 -2, 63-3 and 63-4 (third stage).
  • the whole device is made on one substrate (crystal) 64.
  • ⁇ Demux port is used as input, eight Cl ⁇ CS ports - for individual output of channels.
  • the optical filters of all three levels are connected by waveguides 65 formed on the substrate. Dynamic control of the operation of the controlled demultiplexer 60 is carried out by tuning the spectral characteristics of the optical filters when applying phase shift devices contained in all the filters, the corresponding voltages. Management is carried out using an external controller (not shown in the drawing), which is connected to the optical filters with an electric bus 66.
  • the spectral intervals between the channels become two times wider.
  • the spectral interval between the channels is minimal, for filters 63-1 ⁇ 63-4 of the third stage, on the contrary, the maximum and for filters 62-1 and 62-2 of the second stage, the spectral interval is intermediate. Therefore, the requirements for the characteristics of the filters are different.
  • the following can be used: in the first stage - multi-stage MZI (Fig. 3A), in the second stage - two-stage MZI (Fig. 2A) and in the third - single-stage MZI (Fig. IA).
  • the t-Demux 60 functions as a traditional demultiplexer with fixed channel frequencies.
  • the multistage MZI 61 divides the channels (waves) into odd v l5 v 3 , V 5 and V 7 and even v 2 , v 4 , v 6 and V 8 , which are sent to the two-stage MZI 62-1 and 61-2.
  • the two-stage MZIs 62-1 and 61-2 divide again the waves arriving to them, while the two-stage MZIs 62-1 directs the waves V 1 and V 5 to the single-stage MZIs 63-1 and the waves v 3 and V 7 - to the single-stage MZIs 63-2 and the two-stage MZI 62-2 directs the waves V 2 and V 6 to the single-stage MZI 63-3 and the waves V 4 and V 8 - to the single-stage MZI 63-4.
  • all the waves are completely separated and displayed individually on separate ports in accordance with the table. one.
  • phase changes ⁇ * n ⁇ and ⁇ * n ⁇ should be made in accordance with expression (10).
  • ⁇ 6 i - ⁇ / 8
  • ⁇ 62-2 - ⁇ / 16
  • the third functional device 70 has an opposite purpose to the functional device 60 and is used to combine channels.
  • the two functional units 60 and 70 intended for the multi-channel OADM with dynamic functionality discussed below, must be compatible.
  • the inputs of the functional device 70 must be supplied with channels whose carrier frequencies coincide with the frequencies of the channels at the outputs of the functional device 60, and the spectral interval between the channels should be like that of t-Demuh 60.
  • the scheme of the used controlled optical multiplexer (hereinafter - t-Mux 70) according to the present invention is shown in Fig.7A, a conditional image of it is shown in Fig.7B.
  • t-Mux 70 is a multi-stage structure of the "tree" type on seven optical filters.
  • optical filters 71-1 ⁇ 71-4 comprising the first stage of a multi-stage structure, are connected with their output ports to two subsequent optical filters 72-1 and 72-2, comprising a second stage, which in turn are connected by their output ports to another optical filter IMC 73, which is the third stage.
  • the entire device is made on the same substrate 74.
  • the ⁇ m ux port serves as a common output port.
  • the optical filters of all three levels are connected by waveguides 75 formed on a substrate 74.
  • Dynamic control of t-Mux 70 operation is carried out by tuning the spectral characteristics of seven optical filters when applying phase shift devices contained in all optical filters corresponding to the voltage. Management is carried out using an external controller (not shown in the drawing), which is connected to the optical filters with an electric bus 76.
  • t-Mx 70 As the optical signal passes from one stage to the next stage, the spectral intervals between the channels become two times narrower. For the optical filters 71-4 ⁇ 71-4 in the first stage, the spectral interval between the channels is maximum; for the optical filter 73, on the contrary, is the minimum. Therefore, the requirements for the characteristics of the optical filters used in the corresponding steps are different.
  • optical filters in this example can be used: in the first stage - single-stage MZI (Fig. IA), in the second stage - two-stage MZI (Fig. 2A) and the third - multistage MZI (Fig. 4A).
  • the design of the t-Mx 70 differs from that described by the t-Dem 60 only by the used multi-stage MZIs: in one case it is multi-stage MZIs (Fig. 3A), and in the other case it is multi-stage MZIs (Fig. 4A).
  • the channel combining process performed using the t-Mx 70 is the reverse of the channel separation process discussed above in t-Demx 60.
  • the design of the t-Mux configuration “2 m xl” in the form of a multi-stage tree-like structure of optical filters can differ from the t-Mux 70 in the number of steps M, the spectral interval between adjacent channels at the Av TM x output, and the type of optical filters used.
  • n optical filters 3 -oy stage at nz l, 2, ... M distances between adjacent extremums in spectral characteristics to be installed ravnmi
  • FIG. 1 A diagram of one embodiment of a multi-channel OADM with dynamic functionality according to the invention is shown in FIG.
  • the multi-channel OADM 80 with dynamic functionality is based on the t-OADM described above (FIG. 5A).
  • This device, designated 81-1, has a free dispersion region 8 times smaller than the spectral range of the optical signal at the input.
  • a couple of devices are also used: the optical demultiplexer 81-2 of the configuration “1x8” and the optical multiplexer 81-3 of the configuration “8x1”.
  • Both devices demultiplexer 81-2 and multiplexer 81-3 have fixed spectral characteristics and can be selected from the existing range of such devices or specially manufactured.
  • Three multiplexer devices 81-1, 81-2, and 81-3 are connected by optical fibers 82, while the output port “Dror” and the input port “Add” t- ⁇ are connected to the input ⁇ Demux of the optical demultiplexer and the output of ⁇ m ux of the optical multiplexer, respectively.
  • the input port 83 and the output port 84 are made in the form of optical fibers and are connected, respectively, to the ports "In" and "Out" t-OADM.
  • Eight output ports 85-1 ⁇ 85-8 are connected to the outputs Cl ⁇ C8 of the optical demultiplexer, and eight input ports 86-1 ⁇ 86-8 are connected to the inputs Bl ⁇ B8 of the optical multiplexer.
  • the output ports 85-1 ⁇ 85-8 and input 86-1 ⁇ 86-8 are also made in the form of optical fibers.
  • the device 80 also contains a controller 87, from which control voltages ⁇ £ / t- o AD m ⁇ are supplied to the t-OADM control elements via an electric bus 88.
  • a specific combination of channels is specified by control voltages ⁇ £ ⁇ - ⁇ ⁇ DM ⁇ - All other channels go to output port 84.
  • Eight channels from the "Dror" port of the device 81-1 are fed to the input of the optical demultiplexer 81-2, with which the channels are output separately from each other to the output ports 85-1 ⁇ 85-8.
  • the optical multiplexer 81-3 instead of the output channels using the optical multiplexer 81-3 can be introduced a new 8 channels.
  • any of 8 combinations of channels can be entered / withdrawn.
  • FIG. 9 A diagram of another embodiment of a multi-channel OADM with dynamic functionality according to the invention is shown in Fig.9.
  • This device is intended for use in an optical system with spectral multiplexing as t-OADM.
  • the multi-channel OADM 90 with dynamic functionality is built on t-OADM (Fig. 5A) and an optical demultiplexer and a multiplexer with tunable spectral characteristics, which use the t-Dem configuration “1x8” and t-configuration “8x1” discussed above (Fig. bA and Fig. 7A).
  • t- ⁇ 92-1 Three multiplexer devices in integrated optical design are placed on the same substrate 91: t- ⁇ 92-1, t-Demu ⁇ 92-2 configuration "1x8", and t- ⁇ ux 92-3 configuration "8x1". They are connected by waveguides 93 formed on a common substrate 91.
  • the output port "Dgar” and the input port "Add” t- ⁇ are connected to the input ⁇ D Canalmuh t-D Canalmuh 92-2 and the output ⁇ enthusiasm U ⁇ t- ⁇ u ⁇ 92-3 , respectively.
  • Multichannel OADM 90 with dynamic functionality has an input port 94, an output port 95, which are connected by waveguides to the ports "In” and "Out” t-OADM 92-1.
  • Eight output ports 96-1 ⁇ 96-8 are connected to the outputs C1 ⁇ C8 t- Demuh 92-2, and eight input ports 97-1 ⁇ 97-8 with inputs Bl ⁇ B8 t- ⁇ uh 92-3.
  • the device 90 also comprises a controller 98, from which control voltages ⁇ U 1 are supplied to the control elements of the three functional subsystems via an electric bus 99.
  • An input optical signal containing 64 channels is fed to the t-OADM 92-1 input.
  • Control voltages ⁇ £ ⁇ - OADM corresponding to the output to the “Drop” port of 8 channels out of 64 with frequencies ⁇ v v ⁇ in one of the combinations according to Table 1 are supplied to the same device. 2. All other channels go to output port 95.
  • Eight channels are fed to the input of the optical demultiplexer 92-2, through which the channels are output separately from each other to the output ports 96-1 ⁇ 96-8.
  • new 8 channels can be introduced.
  • any of 8 combinations of channels from the multi-channel OADM present at the input with the dynamic functionality of 64 channels with channel frequencies ⁇ v ⁇ can be introduced / removed.
  • the device 90 can also be used in the reconfigurable input / output mode of 8 channels, when it is necessary to output / input 8 preset channels from 64 channels with fixed channel frequencies. In this mode, the control voltages ⁇ U Dem ux ⁇ and ⁇ Um ux ⁇ must be set appropriately once, providing separation / association of channels with frequencies corresponding to the ITU-Standard.
  • the control of the output / input of 8 preset channels in this case should be carried out by appropriate changes only of the control signals ⁇ £ ⁇ - OADM ⁇ -
  • a multi-channel OADM with dynamic functionality intended for use as a ROADM or as t-OADM in any particular optical communication system may differ from the considered devices 80 and 90.
  • the parameters included in the composition of a multi-channel OADM with dynamic functionality of functional devices of three types are determined by the total number of channels in the optical system 2 N at N> 2, the spectral interval between adjacent channels ⁇ vschreib and the number of channels to be input / output 2 m (M is an integer the number and at the same time 1 ⁇ M ⁇ N.
  • M is an integer the number and at the same time 1 ⁇ M ⁇ N.
  • the infinity symbol “ ⁇ ” in two positions in table 3 corresponds to the fact that only one channel is output or input through the corresponding ports of these devices.
  • multichannel OADMs with dynamic functionality according to the invention can also have other applications, for example, in multichannel sensor systems, for optical filtering, in analog systems of various purposes.
  • the multi-channel OADM with dynamic functionality can be used in fiber optic lines and communication systems with spectral channel multiplexing, including in trunk communication lines where DWDM technology is used, and in regional, city and local communication systems where CWDM technology is used.
  • the multi-channel OADM with dynamic functionality according to the present can be implemented using existing integrated optical technologies.

Abstract

A dynamically functional multi-channel OADM (optical add/drop multiplexer) for a fibre-optic communication system provided with 2N wavelength-division multiplexing channels, wherein N is an integer ≥2, at a wavelength shifting Δν0 between adjacent channels, for the input/output of 2M channels, wherein M is an integer and 1≤M<N, and having an entry port, an exit port, 2M of output ports and 2M of input ports comprises a controllable optical multiplexer input/output (91-1) for outputting the 2M channels in one output port (Drop) and for inputting 2M of new channels on the carrying frequencies of the outputted channels into one input port (Add), an optical demultiplexer (91-2) of a 1x2M configuration connected by the entry port thereof (Σ Demux) to the output port (Drop) of said controllable optical multiplexer input/output (91-1), an optical multiplexer (91-3) of a 2Mx1 configuration connected by the exit port (ΣMux) to the input port (Add) of said controllable optical multiplexer input/output (91-1) and a controller (98). The inventive device can be used for DWDM (Dense Wavelength-Division Multiplexing) and CWDM (Coarse Wavelength-Division Multiplexing) systems in the form of a multi-channel controllable and reconfigurable optical input/output multiplexer.

Description

Многоканальный оптический мультиплексор ввода/вывода с динамической функциональностью Multichannel Optical I / O Multiplexer with Dynamic Functionality
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к волоконно-оптическим системам связи со спектральным уплотнением каналов, в частности, к многоканальным реконфигурируемым и управляемым оптическим мультиплексорам ввода/вывода каналов (далее t-ОАDМ и ROADM) и может использоваться как в системах плотного спектрального уплотнения (DWDM), так и умеренного спектрального уплотнения (CWDM).The invention relates to fiber-optic communication systems with spectral channel multiplexing, in particular, to multi-channel reconfigurable and controlled optical channel I / O multiplexers (hereinafter t-OADM and ROADM) and can be used both in dense spectral multiplexing (DWDM) systems and moderate spectral multiplexing (CWDM).
Предшествующий уровень техникиState of the art
Новые технологии в волоконно-оптических системах связи, использующие спектральное уплотнение, становятся доминирующими в современных системах связи. Плотное спектральное уплотнение, DWDM, используется в протяженных магистральных линиях связи, умеренное спектральное уплотнение, CWDM, используется в городских и локальных системах связи.New technologies in fiber-optic communication systems using spectral multiplexing are becoming dominant in modern communication systems. Dense spectral multiplexing, DWDM, is used in long trunk lines, moderate spectral multiplexing, CWDM, is used in urban and local communication systems.
Технологии DWDM характеризуются предельно высокой пропускной способностью, но являются весьма дорогостоящими. Стандарт на сетку длин волн, введенный Международным Телекоммуникационным Комитетом (далее ITU- Стандарт), предусматривает спектральный интервал между каналами 200, 100, 50 или 25 ГГц. Рекомендованный IТU-Стандарт спектральный интервал между каналами для систем CWDM составляет 20 им. Техника CWDM проще в использовании и дешевле, чем DWDM.DWDM technologies are characterized by extremely high bandwidth, but are very expensive. The standard for the grid of wavelengths, introduced by the International Telecommunication Committee (hereinafter ITU-Standard), provides for the spectral interval between channels 200, 100, 50 or 25 GHz. The recommended ITU-Standard spectral spacing between channels for CWDM systems is 20 im. CWDM is easier to use and cheaper than DWDM.
В узловых точках BOCC для ввода/вывода каналов используются оптические мультиплексоры ввода-вывода (далее OADM). Они позволяют вывести из линии один или несколько каналов и одновременно ввести сигнал на тех же длинах волн с новой информацией, и эффективность использования систем связи повышается. При этом число каналов ввода/вывода обычно существенно меньше, чем общее число каналов в линии.At the BOCC nodal points, optical input / output multiplexers (hereinafter OADM) are used for channel input / output. They allow you to remove one or more channels from the line and simultaneously enter a signal at the same wavelengths with new information, and the efficiency of using communication systems is increased. Moreover, the number of input / output channels is usually significantly less than the total number of channels in the line.
Многоканальные OADM имеют, как правило, фиксированные частоты каналов ввода/вывода. Систематически возрастающие требования к пропускной способности систем связи требуют большей гибкости, в частности, использования реконфигурируемых и управляемых многоканальных OADM. Эти устройства, кроме использования в оптических коммуникационных сетях, могут иметь и другие применения, например, в многоканальных системах датчиков, для оптической фильтрации, в аналоговых системах различного назначения.Multichannel OADMs have, as a rule, fixed I / O channel frequencies. Systematically increasing bandwidth requirements for communication systems require more flexibility, in particular, the use of reconfigurable and managed multi-channel OADMs. These devices other than use in optical communication networks may have other applications, for example, in multi-channel sensor systems, for optical filtering, in analog systems for various purposes.
Известные к настоящему времени реконфигурируемые OADM (далее ROADM) имеют ряд существенных недостатков, главный из которых тот, что данные устройства весьма сложные и дорогостоящие, а управляемые OADM (далее t-ОАDМ) позволяют ввести/вывести только один канал. Отметим, что авторы настоящего изобретения, говоря о многоканальных ROADM и t-ОАDМ, имеют в виду устройства, в которых для каждого выводимого и вновь вводимого канала имеется индивидуальный порт.Currently known reconfigurable OADM (hereinafter ROADM) have a number of significant drawbacks, the main one being that these devices are very complex and expensive, and managed OADM (hereinafter t-OADM) allow only one channel to be entered / output. Note that the authors of the present invention, speaking of multi-channel ROADM and t-OADM, mean devices in which for each output and newly introduced channel there is an individual port.
Хорошо известный специалистам в области оптических систем связи подход к задаче создания ROADM состоит в использовании пары - демультиплексор конфигурации «lxK» и мультиплексор конфигурации «Kxl», выходы и входы которых соединены и образуют К трасс (К - полное число каналов в системе). В каждой из трасс установлен оптический электромеханический переключатель (далее MEMS). Указанный оптический демультиплексор разделяет оптический сигнал на К каналов и направляет каждый канал в одну из К трасс. MEMS пропускают часть каналов к оптическому мультиплексору, а другую часть каналов направляют в выводные порты. Указанный оптический мультиплексор объединяет все каналы, в том числе, вновь вводимые с помощью тех же MEMS, и возвращает их в оптическую линию. Очевидно, что, будучи реализованным с помощью данного подхода, устройство имело бы высокую стоимость, тем большую, чем больше было бы число каналов К и меньше спектральный интервал между соседними каналами.The approach to the problem of creating ROADM, well known to specialists in the field of optical communication systems, consists in using a pair - a demx multiplexer of the “lxK” configuration and a multiplexer of the “Kxl” configuration, the outputs and inputs of which are connected and form K paths (K is the total number of channels in the system). An optical electromechanical switch (hereinafter MEMS) is installed in each of the tracks. The specified optical demultiplexer divides the optical signal into K channels and directs each channel to one of the K paths. MEMS pass part of the channels to the optical multiplexer, and the other part of the channels are sent to the output ports. The specified optical multiplexer combines all channels, including newly introduced using the same MEMS, and returns them to the optical line. Obviously, if implemented using this approach, the device would have a high cost, the greater the greater the number of channels K and the smaller the spectral interval between adjacent channels.
Другой подход (US, 6602000, B2) заключается в использовании также пары демультиплексор и мультиплексор, но более простых конфигураций «lxL» и «Lxl», где L = К/Р, К - полное число каналов и P - целое число. Выходы и входы демультиплексора и мультиплексора снова соединены и образуют L трасс, в каждой трассе установлено несколько, в количестве P, мультиплексоров ввода-вывода OADM, выполненных каждый на основе несимметричного интерферометра Маха-Цендера (далее ИМЦ) со встроенными в плечах интерферометра брегговскими дифракционными решетками. При управлении температурным воздействием период дифракционной решетки может в некоторых пределах изменяться: быть равным или не равным длине волны одного из К каналов, и, следовательно, с помощью такого OADM может производиться или не производиться ввод/вывод канала с соответствующей длиной волны.Another approach (US, 6602000, B2) is also to use a pair of demultiplexer and multiplexer, but simpler configurations “lxL” and “Lxl”, where L = K / P, K is the total number of channels and P is an integer. The outputs and inputs of the demultiplexer and multiplexer are again connected and form L traces, each path contains several, in the amount of P, OADM I / O multiplexers, each based on an asymmetric Mach-Zehnder interferometer (hereinafter referred to as MZI) with Bragg diffraction gratings integrated in the arms of the interferometer . When controlling the temperature effect, the period of the diffraction grating can vary within certain limits: be equal to or not equal to the wavelength of one of the K channels, and, therefore, using such OADM channel input / output with an appropriate wavelength may or may not be made.
При поступлении на вход рассматриваемого устройства сигнала, включающего К каналов с интервалом между соседними каналами Δv, каналы разделяются оптическим демультиплексором на L подмножеств, в каждом подмножестве - по P каналов с интервалами между каналами L- Δv. При проходе сигнала по одной из трасс с помощью цепочки OADM могут быть выведены любые задаваемые каналы. Все другие каналы, вместе со вновь введенными каналами на частотах выведенных каналов, объединяются с помощью оптического мультиплексора и поступают в оптическую линию.When a signal including K channels with an interval between adjacent channels Δv arrives at the input of the device in question, the channels are separated by an optical demultiplexer into L subsets, in each subset P channels with intervals between the channels L- Δv. When a signal passes along one of the traces using the OADM chain, any given channels can be output. All other channels, together with newly introduced channels at the frequencies of the output channels, are combined using an optical multiplexer and enter the optical line.
Ясно, что, в случае большого число каналов в оптической системе, данное устройство было бы также весьма сложным в изготовлении и дорогостоящим. При этом структура, содержащая большое число ИМЦ, каждый из которых имеет свои брегговские индивидуальные дифракционные решетки в двух плечах и систему терморегулирования, оказалась бы громоздкой и ненадежной в работе.It is clear that, in the case of a large number of channels in the optical system, this device would also be very difficult to manufacture and expensive. Moreover, a structure containing a large number of IMCs, each of which has its own Bragg individual diffraction gratings in two arms and a thermal control system, would be cumbersome and unreliable in operation.
Таким образом, в настоящее время не существует многоканальных реконфигурируемых и управляемых OADM, которые реально были бы пригодны для использования в оптических линиях связи и при этом были бы технологичны в изготовлении, надежны в работе и имели бы приемлемую стоимость.Thus, at present, there are no multichannel reconfigurable and controlled OADMs that would really be suitable for use in optical communication lines and at the same time be technologically advanced to manufacture, reliable in operation, and have an acceptable cost.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Целью настоящего изобретения является создание многоканального OADM с динамической функциональностью, которое в разных вариантах может использоваться как многоканальный ROADM или как многоканальный t-ОАDМ. Устройство должно быть более простым в конструктивном решении, чем предлагают известные подходы, удовлетворять существующим требованиям по изоляции каналов и вносимой дисперсии и быть пригодным для интегрально-оптического выполнения. По возможности устройство должно быть максимально динамичным и гибким для использования в самых разных системах WDM.The aim of the present invention is to provide a multi-channel OADM with dynamic functionality, which in different versions can be used as a multi-channel ROADM or as a multi-channel t-OADM. The device should be simpler in the design solution than the known approaches suggest, satisfy the existing requirements for channel isolation and introduced dispersion, and be suitable for integrated optical performance. Whenever possible, the device should be as dynamic and flexible as possible for use in a wide variety of WDM systems.
При создании изобретения была поставлена задача разработки устройства для ввода/вывода множества каналов из оптического сигнала со спектральным уплотнением каналов с помощью управляемой динамической перестройки пропускной способности фильтрующих элементов. Поставленная задача была решена созданием многоканального управляемого оптического мультиплексора ввода/вывода с динамической функциональностью для волоконно-оптической системы связи со спектральным уплотнением 2N каналов при NWhen creating the invention, the task was to develop a device for input / output of multiple channels from an optical signal with spectral channel multiplexing using controlled dynamic tuning of the filtering bandwidth. The problem was solved by creating a multi-channel controlled optical input / output multiplexer with dynamic functionality for a fiber-optic communication system with spectral multiplexing of 2 N channels at N
- целое число и при этом N≥2 при спектральном интервале между соседними каналами Δvо для ввода/вывода 2 м каналов при M - целое число и при этом 1< M< N, имеющего один входной пopт(, один выходной порт, 2м портов вывода, 2м портов ввода и включающего:- an integer and N≥2 with a spectral interval between adjacent channels Δvо for input / output of 2 m channels with M - an integer and at the same time 1 <M <N, having one input port (, one output port, 2 m ports output, 2 m input ports and including:
- управляемый оптический мультиплексор ввода/вывода, обеспечивающий вывод 2м каналов в один порт вывода и ввод новых 2м каналов на несущих частотах выведенных каналов в один порт вывода;- a controlled optical input / output multiplexer that provides the output of 2 m channels to one output port and the input of new 2 m channels at the carrier frequencies of the output channels to one output port;
- оптический демультиплексор конфигурации «lx2м», соединенный своим входным портом с портом вывода указанного управляемого оптического мультиплексора ввода/вывода,- optical demultiplexer configuration "lx2 m " connected by its input port to the output port of the specified controlled optical input / output multiplexer,
- оптический мультиплексор конфигурации «2мxl», соединенный своим выходным портом с портом ввода указанного управляемого оптического мультиплексора ввода/вывода,- optical multiplexer configuration "2 m xl" connected by its output port to the input port of the specified managed optical input / output multiplexer,
- контроллер.- controller.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанный управляемый оптический мультиплексор ввода/вывода имел:Moreover, according to the invention, it is advisable that the specified controlled optical input / output multiplexer had:
- (N-M)-cтyпeнчaтyю структуру, содержащую в каждой ступени один оптический фильтр, имеющий один вход и два выхода, выполненный с возможностью управляемой перестройки коэффициентов передачи, характеризующийся в Пi-ой ступени при щ = 1, 2,..., (N-M) частотным интервалом между соседними экстремумами в зависимостях коэффициентов передачи от частоты Av111 = 2"1^1Av1;- (NM) -stable structure containing in each stage one optical filter having one input and two outputs, made with the possibility of controlled tuning of transmission coefficients, characterized in the Pi-th stage with u = 1, 2, ..., (NM ) the frequency interval between adjacent extremes in the dependence of the transmission coefficients on the frequency Av 111 = 2 " 1 ^ 1 Av 1 ;
- оптический сумматор, имеющий N-М+l входов и один выход, соединенный с выходным портом.- an optical adder having N-M + l inputs and one output connected to the output port.
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно, чтобы в указанной (N-M)- ступенчатой структуре:In addition, according to the invention, it is advisable that in the specified (N-M) - step structure:
- оптический фильтр каждой ступени, кроме последней ступени, одним из выходов был соединен со входом оптического фильтра последующей ступени, а другим выходом был соединен с одним из входов оптического сумматора;- the optical filter of each stage, except for the last stage, was connected by one of the outputs to the input of the optical filter of the next stage, and by the other output was connected to one of the inputs of the optical adder;
- оптический фильтр первой ступени своим входом был соединен с входным портом; - оптический фильтр последней ступени одним выходом был соединен с другим одним входом оптического сумматора, а другим выходом был соединен с портом вывода;- the optical filter of the first stage with its input was connected to the input port; - the optical filter of the last stage with one output was connected to another one input of the optical adder, and the other output was connected to the output port;
- оптический сумматор другим из входов был соединен с портом ввода.- The optical adder to the other of the inputs was connected to the input port.
- выход оптического сумматора был соединен с выходным портом.- the output of the optical adder was connected to the output port.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы многоканальный мультиплексор был приспособлен для управления вводом/выводом каналов в реконфигурируемом режиме, при этом указанные оптические демультиплексор и мультиплексор имели фиксированные спектральные характеристики и контроллер был электрически связан с указанным управляемьм оптическим мультиплексором ввода/вывода.Moreover, according to the invention, it is advisable that the multichannel multiplexer be adapted to control the input / output of the channels in a reconfigurable mode, while these optical demultiplexer and multiplexer have fixed spectral characteristics and the controller is electrically connected to the specified controlled optical input / output multiplexer.
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно, чтобы многоканальный мультиплексор был приспособлен для управления вводом/выводом каналов в перестраиваемом режиме, при этом указанные оптические демультиплексор и мультиплексор имели перестраиваемые спектральные характеристики и контроллер был электрически связан с указанными управляемым оптическим мультиплексором ввода/вывода, оптическими демультиплексором и мультиплексором.In addition, according to the invention, it is advisable that the multichannel multiplexer be adapted to control the input / output of channels in a tunable mode, while these optical demultiplexer and multiplexer have tunable spectral characteristics and the controller is electrically connected to these controlled optical input / output multiplexer, optical demultiplexer and multiplexer.
При этом, согласно изобретению, в многоканальном мультиплексоре, приспособленном для управления вводом/выводом каналов в перестраиваемом режиме, указанный оптический демультиплексор включал М-ступенчатую структуру типа «дepeвo», содержащую в каждой n2-oй ступени при n2 =1, 2,..., M 2"2'1 оптических фильтров, имеющих, по меньшей мере, один вход и два выхода, выполненных с возможностью управляемой перестройки коэффициентов передачи, характеризующихся в n2-oй ступени частотным интервалом между соседними экстремумами в зависимостях коэффициентов передачи от частоты, равным Av112 = T2+^-1Av1.Moreover, according to the invention, in a multi-channel multiplexer adapted to control the input / output of channels in a tunable mode, said optical demultiplexer included an M-step structure of the “tree” type, containing in each n 2- th stage with n 2 = 1, 2, ..., M 2 '2'1 optical filters having at least one input and two outputs, adapted to be controllable tuning the transmission coefficients, characterized in n 2 stage -oy frequency interval between adjacent extrema in dependence of n coefficients soap has the frequency equal to 112 Av = T 2+ ^ - 1 1 Av.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы в указанном оптическом демультиплексоре в указанной М-ступенчатой структуре один из входов оптического фильтра первой ступени был соединен с входным портом, каждый из двух выходов оптического фильтра последней ступени был соединен с одним их выходных портов и оптические фильтры в каждой ступени, кроме последней, были соединены каждым их двух выходов со входом одного из оптических фильтров последующей ступени.Moreover, according to the invention, it is advisable that in the indicated optical demultiplexer in the indicated M-stage structure one of the inputs of the optical filter of the first stage is connected to the input port, each of the two outputs of the optical filter of the last stage is connected to one of their output ports and optical filters in each stage, except the last, each of their two outputs were connected to the input of one of the optical filters of the next stage.
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанный оптический мультиплексор включал М-ступенчатую структуру типа «дepeвo», содержащую в каждой nз-oй ступени при nз = 1, 2,..., M не менее 2м "3 оптических фильтров, имеющих два входа и по меньшей мере один выход, выполненных с возможностью управляемой перестройки коэффициентов передачи, характеризующихся в n3-oй ступени частотным интервалом между соседними экстремумами в зависимостях коэффициентов передачи от частоты Av113 = 2N~"Ъ - Av1.In addition, according to the invention, it is advisable that the specified optical multiplexer includes an M-step structure of the type "tree", containing each nz-th stage with nz = 1, 2, ..., M of at least 2 m " 3 optical filters having two inputs and at least one output, made with the possibility of controlled tuning of transmission coefficients, characterized in n 3 -th steps by the frequency interval between adjacent extrema in the dependences of the transmission coefficients on the frequency Av 113 = 2 N ~ " b - Av 1 .
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы в указанном оптическом мультиплексоре в указанной М-ступенчатой структуре два входа оптических фильтров первой ступени были соединены с входными портами, один выход оптического фильтра последней ступени был соединен с выходным портом и оптические фильтры в каждой ступени, кроме первой и последней, были соединены каждым из двух входов с выходом одного из оптических фильтров предыдущей ступени, а одним выходом - с одним из входов одного из оптических фильтров последующей ступени.Moreover, according to the invention, it is advisable that in the specified optical multiplexer in the indicated M-stage structure, two inputs of the optical filters of the first stage are connected to the input ports, one output of the optical filter of the last stage is connected to the output port and optical filters in each stage, except the first and last, were connected by each of the two inputs with the output of one of the optical filters of the previous stage, and with one output - with one of the inputs of one of the optical filters of the next stage.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы в качестве указанных оптических фильтров были использованы однокаскадные и/или двухкаскадные и/или многокаскадные несимметричные интерферометры Маха-Цендера.Moreover, according to the invention, it is advisable that single-stage and / or two-stage and / or multi-stage asymmetric Mach-Zehnder interferometers be used as the indicated optical filters.
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно, чтобы для управления настройкой коэффициентов передачи указанные оптические фильтры содержали электрооптические или термооптические устройства фазового сдвига.In addition, according to the invention, it is advisable that these optical filters contain electro-optical or thermo-optical phase shift devices to control the adjustment of transmission coefficients.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы многоканальный мультиплексор был выполнен по интегрально-оптической технологии на одном чипе.Moreover, according to the invention, it is advisable that the multichannel multiplexer was made by integrated-optical technology on a single chip.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы в многоканальном мультиплексоре входной порт, выходной порт, M выводных портов и M вводных портов были выполнены с помощью световодов.Moreover, according to the invention, it is advisable that the input port, output port, M output ports and M input ports in the multi-channel multiplexer are made using optical fibers.
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров осуществления многоканального управляемого оптического мультиплексора ввода/вывода с динамической функциональностью согласно изобретению и прилагаемыми чертежами, на которых показаны:The invention is further illustrated by the description of embodiments of a multi-channel controlled optical input / output multiplexer with dynamic functionality according to the invention and the accompanying drawings, which show:
Фиг.l - схема однокаскадного ИМЦ;Fig.l is a diagram of a single-stage MZI;
Фиг.lБ - условное изображение однокаскадного ИМЦ, показанного на Фиг. IA;FIG. 1B is a schematic representation of a single-stage MZI shown in FIG. IA;
Фиг.2A - схема двухкаскадного ИМЦ;Figa is a diagram of a two-stage MZI;
Фиг.2Б - условное изображение двухкаскадного ИМЦ, показанного на Фиг.2A; Фиг.ЗА - схема многокаскадного ИМЦ, используемого для разделения каналов на нечетные и четные;Fig.2B - conditional image of a two-stage MZI shown in Fig.2A; Fig.ZA is a diagram of a multi-stage MZI used for dividing channels into odd and even ones;
Фиг.ЗБ - условное изображение многокаскадного ИМЦ, показанного на Фиг.ЗА;Fig.ZB - conditional image of a multi-stage MZI shown in Fig.ZA;
Фиг.4A - схема многокаскадного ИМЦ для объединения нечетных и четных каналов;Figa is a diagram of a multi-stage MZI for combining odd and even channels;
Фиг.4Б - условное изображение многокаскадного ИМЦ, показанного на Фиг.4A;Fig. 4B is a schematic view of the multi-stage MZI shown in Fig. 4A;
Фиг.5 А - схема управляемого оптического мультиплексора ввода/вывода t- OADM;5A is a diagram of a t-OADM controlled optical input / output multiplexer;
Фиг.5Б - условное изображение управляемого оптического мультиплексора ввода/вывода t-ОАDМ, показанного на Фиг.5 А;Fig. 5B is a schematic illustration of the t-OADM controlled optical input / output multiplexer shown in Fig. 5A;
Фиг.бА - схема управляемого оптического демультиплексора t-Dеmuх;Fig. BA is a diagram of a controlled optical demultiplexer t-Demux;
Фиг.6- условное изображение управляемого оптического демультиплексора t- Dеmuх, показанного на Фиг.бА;6 is a conditional image of a controlled optical demultiplexer t-Demuh shown in Fig.ba;
Фиг.7A - схема управляемого оптического мультиплексора t-Мuх;7A is a diagram of a t-Mux controlled optical multiplexer;
Фиг.7Б - условное изображение управляемого оптического мультиплексора t- Мuх, показанного на Фиг.7A;Fig. 7B is a schematic illustration of a controlled optical t-Mux multiplexer shown in Fig. 7A;
Фиг.8 - схема многоканального OADM с динамической функциональностью согласно изобретению, используемого в режиме реконфигурируемого ввода/вывода, в котором используются t-ОАDМ и оптические демультиплексор и мультиплексор с фиксированными спектральными характеристиками;Fig. 8 is a diagram of a multi-channel OADM with dynamic functionality according to the invention used in a reconfigurable input / output mode using t-OADM and an optical demultiplexer and a multiplexer with fixed spectral characteristics;
Фиг.9 - схема многоканального OADM с динамической функциональностью согласно изобретению, используемого в режиме управляемого ввода/вывода, в котором используются t-ОАDМ, t-Dеmuх и t-Мuх.Fig. 9 is a diagram of a multi-channel OADM with dynamic functionality according to the invention used in a controlled input / output mode using t-OADM, t-Demux and t-Max.
При этом прилагаемые чертежи и описанные варианты осуществления изобретения не ограничивают применение изобретения и не выходят за рамки настоящего изобретения.Moreover, the accompanying drawings and the described embodiments of the invention do not limit the application of the invention and do not go beyond the scope of the present invention.
Наилучшие варианты осуществления изобретенияBEST MODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Согласно изобретению, ключевым элементом для функциональных устройств, входящих в состав многоканального OADM с динамической функциональностью согласно настоящему изобретению, является несимметричный интерферометр Маха- Цендера или, как условились его называть, однокаскадный ИМЦ.According to the invention, a key element for functional devices that are part of a multi-channel OADM with dynamic functionality according to the present invention is an asymmetric Mach-Zehnder interferometer or, as they agreed to call it, a single-stage MZI.
Однокаскадный ИМЦ может быть выполнен с помощью различных компонент и технологий, в том числе, с использованием волоконно-оптических разветвителей, светоделителей, зеркал-призм, поляризаторов и других элементов. Оптимальным вариантом для многоканального OADM с динамической функциональностью согласно настоящему изобретению является однокаскадный ИМЦ в планарном исполнении.A single-stage MZI can be performed using various components and technologies, including using fiber optic splitters, beam splitters, prism mirrors, polarizers and other elements. The best option for multi-channel OADM with dynamic functionality according to the present invention is a single-stage MZI in planar design.
На Фиг. IA приведено схематичное изображение волноводного варианта однокаскадного ИМЦ 10, его условное изображение приведено на Фиг.lБ. Устройство 10 размещено на одной подложке 11, где сам каскадный ИМЦ 12 образован расположенными между первым 13 и вторым 14 разветвителями двумя плечами 12-1 и 12-2, сформированными волноводами неравной длины Ii и I2, соответственно. Коэффициенты связи ki и k2 разветвителей 13 и 14 равны и делят оптическую мощность в соотношении 50/50. Однокаскадный ИМЦ 10 имеет выводы а и b с одной стороны и выводы с и d с другой стороны.In FIG. IA is a schematic representation of a waveguide version of a single-stage MZI 10, its conditional image is shown in Fig.lB. The device 10 is placed on one substrate 11, where the cascaded MZI 12 itself is formed by two arms 12-1 and 12-2 located between the first 13 and second 14 splitters, formed by waveguides of unequal length Ii and I 2 , respectively. The coupling coefficients ki and k 2 of the splitters 13 and 14 are equal and divide the optical power in a ratio of 50/50. The one-stage MZI 10 has conclusions a and b on the one hand and conclusions c and d on the other hand.
При этом однокаскадный ИМЦ 10 в плече 12-2 содержит устройство 15 фазового сдвига, которое вносит дополнительный фазовый сдвиг φ в фазу пробегающей волны и является управляемым элементом, используемым для настройки спектральных характеристик.In this case, the single-stage MZI 10 in the arm 12-2 contains a phase shift device 15 that introduces an additional phase shift φ into the phase of the traveling wave and is a controllable element used to adjust the spectral characteristics.
Величина фазового сдвига φ регулируется с помощью термооптического или электрооптического эффекта с помощью электрического тока или напряжения. Соответственно, устройство 15 фазового сдвига может быть изготовлено с использованием термооптического материала, например, силикона, или электрооптического материала, например, ниобата лития (LiNbОЗ) или арсенида галлия. Подобные устройства фазового сдвига известны в технике спектрального уплотнения как инструмент для настройки спектральных характеристик оптических фильтров на основе ИМЦ, а также используются в других устройствах - модуляторах и переключателях.The magnitude of the phase shift φ is controlled by the thermo-optical or electro-optical effect using electric current or voltage. Accordingly, the phase shift device 15 can be manufactured using a thermo-optical material, for example, silicone, or an electro-optical material, for example, lithium niobate (LiNbO3) or gallium arsenide. Such phase shift devices are known in the spectral densification technique as a tool for tuning the spectral characteristics of optical filters based on the IMC, and are also used in other devices - modulators and switches.
При вводе через порт а излучения единичной мощности интенсивность света в двух выходных портах с и d может быть выражена с помощью коэффициентов передачи Kac(v,φ) и Kad(v,φ):When a unit power radiation is input through port a, the light intensity at the two output ports c and d can be expressed using the transmission coefficients K ac (v, φ) and K ad (v, φ):
iUv^) = 0,5 -[l+ cos(^^ + p)] , (1)iUv ^) = 0.5 - [l + cos (^^ + p)], (1)
С-FROM-
Kad(v,φ) = 0,5-[l + cos( + φ + π)] с , (4) где D=2πnΔLv/c - фазовая задержка, обусловленная разной оптической длиной плеч 12-1 и 22-2; ΔL= Ii - 12; п - показатель преломления материала; v - оптическая частота и с - скорость света в пустоте.K ad (v, φ) = 0.5- [l + cos (+ φ + π)] s, (4) where D = 2πnΔLv / c is the phase delay due to different optical lengths of the arms 12-1 and 22-2; ΔL = Ii - 1 2 ; p is the refractive index of the material; v is the optical frequency and c is the speed of light in the void.
При возбуждении через порт b интенсивность света в тех же выходных портах с и d может быть представлена с помощью коэффициентов передачи Kьc(v,φ) и Kbd(v,φ):When excited through port b, the light intensity at the same output ports c and d can be represented using the transmission coefficients Kb c (v, φ) and K bd (v, φ):
т. . . _. _ r. .2mALv . _ t . . _. _ r . .2mALv. _
£ω(v,p) = 0,5 - [l + cos( + φ)] , (3)£ ω (v, p) = 0.5 - [l + cos (+ φ)], ( 3 )
С- r. , . п _ r. ,2τmALv ...C- r . ,. n _ r . , 2τmALv ...
£йe(v,^) = 0,5 -[l + cos( + p + яг)]£ е (v, ^) = 0.5 - [l + cos (+ p + яг)]
Рассматриваемые на каком-либо интервале частот v (длин волн λ), коэффициенты передачи (1) ÷ (4) становятся спектральными характеристиками однокаскадного ИМЦ. Как можно видеть, спектральные характеристики (1) ÷ (4) являются периодическими функциями частоты света v (и длины волны λ), разности длин плеч ΔL, показателя преломления п и фазового сдвига φ.Considered on any frequency interval v (wavelengths λ), the transmission coefficients (1) ÷ (4) become the spectral characteristics of a single-stage MZI. As can be seen, the spectral characteristics (1) ÷ (4) are periodic functions of the frequency of light v (and wavelength λ), the difference in arm lengths ΔL, refractive index n, and phase shift φ.
Для работоспособности однокаскадного ИМЦ существенны следующие его свойства:The following properties are essential for the performance of a single-stage MZI:
- расстояния между соседними экстремумами в спектральных характеристиках (1) ÷ (4) в единицах оптической частоты Δv и в единицах длин волн Δλ равны:- the distances between adjacent extremes in the spectral characteristics (1) ÷ (4) in units of optical frequency Δv and in units of wavelengths Δλ are equal to:
Δ v c Δ лД. = ' • ^Δ v c Δ ld. = ' • ^
2ALn и 2ALn , (5)2ALn and 2ALn, (5)
- коэффициенты передачи (1) ÷ (4), соответствующие переходу оптического излучения с одного входного порта (порт а или в) на два выходных порта (порты с или d), отличаются по фазе на π;- transmission coefficients (1) ÷ (4), corresponding to the transition of optical radiation from one input port (port a or b) to two output ports (ports c or d), differ in phase by π;
- коэффициенты передачи при замене двух индексов не изменяются, то есть Kad(v,φ) = Kbc(v,φ) и Kac(v,φ) = Kbd(v,φ);- the transmission coefficients do not change when two indices are replaced, that is, K ad (v, φ) = K bc (v, φ) and K ac (v, φ) = K bd (v, φ);
- изменяя величину фазового сдвига φ, можно изменять спектральные характеристики (1) ÷ (4), сдвигая их по оси частот (длин волн); это приводит, в частности, при изменении фазового сдвига на δφ = ± π к инверсии сигналов на выходах;- changing the magnitude of the phase shift φ, you can change the spectral characteristics (1) ÷ (4), shifting them along the axis of frequencies (wavelengths); this leads, in particular, when changing the phase shift by δφ = ± π, to the inversion of the signals at the outputs;
- коэффициенты передачи не изменяются при перестановке индексов, то есть, однокаскадный ИМЦ является обратимым устройством. В свою очередь из этих свойств следует, что при поступлении на вход однокаскадного ИМЦ оптического сигнала, содержащего несколько каналов, частоты (длины волн) которых совпадают с положением экстремумов в зависимостях коэффициентов передачи от частоты (длины волн), сигналы разделяются на две группы, которые выводятся на разные выходы. Одна группа содержит нечетные каналы, другая группа - четные каналы, в обеих группах спектральный интервал между каналами становится в два раза больше, чем на входе однокаскадного ИМЦ. При поступлении этого же оптического сигнала на другой вход четные и нечетные каналы на выходах меняются местами.- transmission coefficients do not change during permutation of indices, that is, a single-stage MZI is a reversible device. In turn, from these properties it follows that when a single-stage MZI receives an optical signal containing several channels whose frequencies (wavelengths) coincide with the position of the extrema in the dependences of the transmission coefficients on frequency (wavelength), the signals are divided into two groups, which are output to different outputs. One group contains odd channels, the other group contains even channels, in both groups the spectral interval between channels becomes twice as large as at the input of a single-stage MZI. When the same optical signal arrives at another input, the even and odd channels at the outputs change places.
Так как однокаскадный ИМЦ является обратимым устройством, то в другой ситуации, когда на один вход подаются нечетные каналы, а на другой вход подаются четные каналы, обе группы каналов объединяются в один оптический поток с более плотным размещением каналов.Since a single-stage MZI is a reversible device, in another situation, when odd channels are applied to one input and even channels are fed to the other input, both groups of channels are combined into one optical stream with a denser channel arrangement.
Устройства, выполняющие функцию разделения каналов на нечетные и четные и обратную функцию, объединение нечетных и четных каналов в один поток, в иностранной литературе называют интерливерами; в отечественной литературе нет термина для устройств аналогичного назначения и в настоящем тексте они называются оптическими фильтрами.Devices that perform the function of dividing channels into odd and even and the inverse function, combining odd and even channels into one stream, are called interleaves in foreign literature; in the domestic literature there is no term for devices of a similar purpose and in the present text they are called optical filters.
Расстояние между соседними экстремумами Δv (или Δλ) в спектральных характеристиках для реального однокаскадного ИМЦ должно формироваться на стадии его изготовления путем подбора соответствующих разности длин плеч ΔL и показателя преломления п. Управляемая же перестройка положения экстремальных значений коэффициентов передачи относительно задаваемых частот {v;} (или длин волн {λ;}) должна производиться с помощью соответствующей регулировки фазового сдвига φ при использовании оптического фильтра в составе какого-либо конкретного устройства.The distance between adjacent extrema Δv (or Δλ) in the spectral characteristics for a real single-stage MZI should be formed at the stage of its manufacture by selecting the corresponding difference of the arm lengths ΔL and the refractive index p. The controlled adjustment of the position of the extreme values of the transmission coefficients relative to the given frequencies {v;} ( or wavelengths {λ;}) should be performed using the appropriate adjustment of the phase shift φ when using an optical filter as part of any particular device Twa.
Недостатком спектральных характеристик однокаскадного ИМЦ являются неплоские вершины и медленно спадающие края спектральных полос, что при малом спектральном интервале между каналами может стать причиной перекрестных помех между соседними каналами.The lack of spectral characteristics of a single-stage MZI is nonplanar peaks and slowly falling edges of the spectral bands, which, with a small spectral interval between channels, can cause crosstalk between adjacent channels.
Другой известный недостаток заключается в том, что при большой разности длин плеч AL вносимая дисперсия может быть весьма велика. Эти недостатки ограничивают возможность использования однокаскадных ИМЦ в устройствах, применяемых в системах связи со спектральным уплотнением каналов.Another known disadvantage is that with a large difference in the lengths of the arms AL, the introduced dispersion can be very large. These flaws limit the possibility of using single-stage MZIs in devices used in communication systems with spectral channel multiplexing.
Существенное улучшение спектральных характеристик оптического фильтра для устройств и систем спектрального уплотнения обеспечивают, как известно (US, 6782158,B), двухкаскадные ИМЦ, которые могут быть выполнены как с помощью волоконно-оптических разветвителей, светоделителей, зеркал-призм, поляризаторов, так и в планарном виде, и содержать при этом устройства фазового сдвига.A significant improvement in the spectral characteristics of the optical filter for devices and systems for spectral multiplexing is provided, as is known (US, 6782158, B), with two-stage MZIs, which can be performed using fiber optic splitters, beam splitters, prism mirrors, polarizers, and planar form, and at the same time contain phase shift devices.
На Фиг.2A показано схематичное изображение волноводного варианта двухкаскадного ИМЦ 20, его условное изображение приведено на Фиг.2Б. В нем используются три разветвителя 21, 22 и 23 с коэффициентами связи klз k2 и k3, соответственно, образующие два однокаскадных ИМЦ 24 и 25. Устройство 20 размещено на единой подложке 26.On figa shows a schematic representation of the waveguide version of the two-stage MZI 20, its conditional image is shown in figb. It uses three splitters 21, 22 and 23 with coupling coefficients k lz k 2 and k 3 , respectively, forming two single-stage MZIs 24 and 25. The device 20 is placed on a single substrate 26.
При этом первый однокаскадный ИМЦ 24, образован двумя волноводами 24-1 и 24-2 неравной длины I24-I и I24-2, соответственно. Второй однокаскадный ИМЦ 25 образован двумя волноводами 25-1 и 25-2 неравной длины I25-I и I25-2, соответственно. Фазовые задержки Di = 2πn (I24-I- 124-2) / λ и D2 = 2πn (l25-r hs-т) I λ связаны между собой соотношением: D2 = 2-Di.Moreover, the first single-stage MZI 24 is formed by two waveguides 24-1 and 24-2 of unequal length I 24- I and I 24-2 , respectively. The second single-stage MZI 25 is formed by two waveguides 25-1 and 25-2 of unequal length I 25-I and I 25-2 , respectively. Phase delays Di = 2πn (I 24- I-1 24-2 ) / λ and D 2 = 2πn (l 25- r hs-t) I λ are related by the relation: D 2 = 2-Di.
В ИМЦ 24 и 25 используются устройства фазового сдвига 27 и 28, вносимые ими фазовые сдвиги - φ и ф, соответственно. Двухкаскадный ИМЦ имеет выводы а ж Ъ с одной стороны и выводы е и/с другой стороны.MZIs 24 and 25 use phase shift devices 27 and 28, the phase shifts introduced by them are φ and f, respectively. The two-stage MZI has conclusions a and b on the one hand and conclusions e and / on the other hand.
Спектральные характеристики двухкаскадного ИМЦ 20 нетрудно получить аналитически. Для трех разветвителей 21-1, 21-2 и 21-3 следует ввести матрицы T(K1) (i = 1,2,3), которые связывают амплитуды света на входе и выходе с параметрами разветвителей:The spectral characteristics of the two-stage MZI 20 are not difficult to obtain analytically. For the three splitters 21-1, 21-2 and 21-3, the matrices T (K 1 ) (i = 1,2,3) should be introduced, which connect the amplitudes of the light at the input and output with the parameters of the splitters:
Figure imgf000013_0001
а для двух однокаскадных ИМЦ 23 и 24 - матрицы T(Dl) и T(D2):
Figure imgf000013_0001
and for two single-stage MZIs 23 and 24 - matrices T (Dl) and T (D2):
T(Dx) = T(D2) = (7)T (D x ) = T (D 2 ) = (7)
0 1 о0 1 about
Тогда матрица передач M(v,φ,ф) двухкаскадного ИМЦ определяется произведением пяти матриц: Mac Mad Then the gear matrix M (v, φ, ф) of the two-stage MZI is determined by the product of five matrices: M ac m ad
M(v,φ,ф) = = T{kг)T(Dг)T(k2)T(Dx)T(kx) (8) Мьс Mbd Δ M (v, φ, φ) = T {k g ) T (D g ) T (k 2 ) T (D x ) T (k x ) (8) Mi with M bd Δ
Так как коэффициенты пропускания двухкаскадного ИМЦ связывают оптические интенсивности на выходе с оптической интенсивностью на входе, то для их определения следует использовать выражения типа:Since the transmission coefficients of the two-stage MZI associate the optical intensities at the output with the optical intensity at the input, expressions of the type should be used to determine them:
Kaf (l/> <P> Ф) = \Maf (У, <P,Ф) f _ /9Ч K af ( l / ><P> Ф) = \ M a f (Y, <P, Ф) f _ / 9 H
Из выражений (6) ÷ (9) могут быть получены все основные свойства двухкаскадных ИМЦ. Нетрудно проверить, что двухкаскадный ИМЦ при вводе излучения через порты а и b остается устройством, выполняющим функцию разделения и объединения нечетных и четных каналов. Так, при подаче оптического сигнала в порт а некоторого двухкаскадного ИМЦ каналы разделятся на две группы, содержащие одна группа нечетные каналы, а другая группа - четные каналы. Отметим важное свойство, сохраняющееся у двухкаскадных ИМЦ: при подаче оптического сигнала на другой вход, порт в (Фиг.2A), группы с нечетными и четными каналами меняются местами на выходных портах е и/From the expressions (6) ÷ (9), all the basic properties of two-stage MZIs can be obtained. It is easy to verify that the two-stage MZI, when radiation is input through ports a and b, remains a device that performs the function of separating and combining the odd and even channels. So, when applying an optical signal to port a of a two-stage MZI, the channels will be divided into two groups containing one group of odd channels, and the other group of even channels. We note an important property that is preserved in two-stage MZIs: when an optical signal is applied to another input, the port in (Fig. 2A), groups with odd and even channels change places on the output ports e and /
Расстояния между соседними экстремумами Δv и Δλ в спектральных характеристиках также определяются выражениями (5), где ΔL - разность длин плеч в первом каскаде: AL=I24-I-I24-2. Сохраняется возможность управляемого сдвига спектральных характеристик, теперь уже с помощью двух фазовых сдвигов φ и ф. Чтобы сместить спектральные характеристики Kae(v,φ,(()) и Kaf(v,φ,<j)) по оси частот на величину δv, необходимо с помощью соответствующих устройств фазового сдвига изменить фазы φ и ф:The distances between adjacent extrema Δv and Δλ in the spectral characteristics are also determined by the expressions (5), where ΔL is the difference in the length of the arms in the first cascade: AL = I 24-I -I 24-2 . The possibility remains of a controlled shift of spectral characteristics, now with the help of two phase shifts φ and f. In order to shift the spectral characteristics K ae (v, φ, (()) and K af (v, φ, <j)) along the frequency axis by δv, it is necessary to change the phases φ and φ using the appropriate phase shift devices:
_ π - δv _ , 2π - δv δφ = όφ =_ π - δv _, 2π - δv δφ = όφ =
Av и Av # (10)Av and Av # (10 )
Можно убедиться также с помощью (6) ÷ (9), что при вводе сигнала через порты е й / теряется возможность разделения каналов на нечетные и четные и, соответственно, объединения нечетных и четных каналов. Это следствие того, что матрицы (6),(7) некоммутируемые. Таким образом, двухкаскадные ИМЦ не являются обратимыми устройствами - два порта а и b с одной стороны могут использоваться только как входные порты, а два другие порта е и / с противоположной стороны - только как выходные. Спектральные характеристики двухкаскадного ИМЦ имеют значительно лучшую форму, близкую к прямоугольной - с плоской вершиной и крутым спадом по краям спектральных полос. Поэтому двухкаскадный ИМЦ, используемый как оптический фильтр, обеспечивает лучшее подавление перекрестных помех и высокую изоляцию каналов. Тем не менее, вносимая дисперсия двухкаскадного ИМЦ остается большой, и поэтому использование его как фильтра в системах связи с большой скоростью передачи данных ограничено.You can also verify with the help of (6) ÷ (9) that when a signal is input through the e / / ports, the possibility of dividing channels into odd and even and, accordingly, combining odd and even channels is lost. This is a consequence of the fact that matrices (6), (7) are non-commutative. Thus, two-stage MZIs are not reversible devices - two ports a and b on the one hand can only be used as input ports, and the other two ports e and / on the opposite side can only be used as outputs. The spectral characteristics of a two-stage MZI have a much better shape, close to rectangular - with a flat top and a steep decline along the edges of the spectral bands. Therefore, a two-stage MZI used as an optical filter provides better crosstalk suppression and high channel isolation. Nevertheless, the introduced dispersion of the two-stage MZI remains large, and therefore its use as a filter in communication systems with a high data transfer rate is limited.
Известно (US, 6782158, B2), что ситуация может быть изменена в лучшую сторону при использовании фильтров, получаемых в результате каскадирования двухкаскадных ИМЦ. В одном из вариантов подобных устройств могут быть использованы комплементарные двухкаскадные ИМЦ, имеющие идентичные коэффициенты пропускания, но противоположные по знаку дисперсии. Комплементарность двухкаскадных ИМЦ обеспечивается определенным соотношением коэффициентов связи ki, k2, k3 в используемых двухкаскадных ИМЦ.It is known (US, 6782158, B2) that the situation can be changed for the better when using filters obtained by cascading two-stage MZIs. In one embodiment of such devices, complementary two-stage MZIs with identical transmittance but opposite in dispersion sign can be used. The complementarity of two-stage MZIs is provided by a certain ratio of coupling coefficients ki, k 2 , k 3 in the used two-stage MZIs.
На Фиг.ЗА показан один из вариантов многокаскадного ИМЦ 30, который может использоваться для разделения нечетных и четных каналов; условное изображение многокаскадного ИМЦ приведено на Фиг.ЗБ.FIG. 3A shows one of the variants of the multi-stage MZI 30, which can be used to separate the odd and even channels; conditional image of a multi-stage MZI is shown in Fig.ZB.
Устройство 30 в планарном выполнении размещено на одной подложке (кристалле) 31 и включает три комплементарных двухкаскадных ИМЦ: в первом каскаде используется двухкаскадный ИМЦ 32 типа I, а во втором каскаде - два двухкаскадных ИМЦ 33 и 34, оба типа Г, соответственно, с другим знаком дисперсии.The device 30 in planar execution is placed on one substrate (crystal) 31 and includes three complementary two-stage MZIs: the first stage uses a two-stage MZI 32 type I, and in the second stage two two-stage MZIs 33 and 34, both types G, respectively, with the other sign of variance.
При вводе сигнала в порт а двухкаскадного ИМЦ 32 каналы, как обычно, разделяются на две группы: в одной группе - нечетные каналы, а в другой - четные. Во втором каскаде ИМЦ 33 пропускает нечетные каналы на свой выход е, а ИМЦ 34 пропускает четные каналы на свой выход f, таким образом нечетные и четные каналы оказываются во внешних портах р и к, соответственно. Так как дисперсии двухкаскадного ИМЦ 32 и каждого из двухкаскадных ИМЦ 33 и 34 имеют противоположные знаки, то в результате дисперсия многокаскадного ИМЦ 50 оказывается компенсированной - нулевой или почти нулевой.When a signal is entered into port a of the two-stage MZI 32 channels, as usual, are divided into two groups: in one group - odd channels, and in the other - even ones. In the second cascade, MZI 33 passes odd channels to its output e, and MZI 34 passes even channels to its output f, so the odd and even channels are in the external ports p and k, respectively. Since the variances of the two-stage MZI 32 and each of the two-stage MZIs 33 and 34 have opposite signs, as a result, the variance of the multi-stage MZI 50 is compensated — zero or almost zero.
На Фиг.4A показан один из вариантов многокаскадного ИМЦ 40, который может использоваться для объединения нечетных и четных каналов; условное изображение многокаскадного ИМЦ приведено на Фиг.4Б. Все устройство 40 в планарном выполнении размещено на одной подложке (кристалле) 41 и включает три двухкаскадных ИМЦ: в первом каскаде используются два двухкаскадных ИМЦ 42 и 43, оба типа I3 и во втором каскаде - двухкаскадный ИМЦ 44 типа Г, соответственно, с противоположным знаком дисперсии.On figa shows one of the variants of the multi-stage MZI 40, which can be used to combine the odd and even channels; conditional image of a multi-stage MZI is shown in Fig.4B. The entire device 40 in planar execution is placed on one substrate (crystal) 41 and includes three two-stage MZIs: in the first cascade two two-stage MZIs 42 and 43 are used, both types I 3 and in the second cascade - two-stage MZI 44 of type G, respectively, with the opposite sign of dispersion.
При вводе нечетных и четных каналов, соответственно, через внешние порт z и w, ИМЦ 42 и 43 просто пропускают один нечетные, а другой четные каналы на свои выходные порты / Объединяются же каналы с помощью ИМЦ 44, и в результате нечетные и четные каналы выводятся во внешний порт v. Так как дисперсии двухкаскадных ИМЦ 42 и 43 и каждого из двухкаскадного ИМЦ 44 имеют противоположные знаки, то таким образом обеспечивается нулевая или почти нулевая дисперсия всего устройства 40.When entering the odd and even channels, respectively, through the external ports z and w, the MZI 42 and 43 simply pass one odd and the other even channels to their output ports / The channels are combined using MZI 44, and as a result, the odd and even channels to external port v. Since the dispersion of the two-stage MZI 42 and 43 and each of the two-stage MZI 44 have opposite signs, this ensures zero or almost zero dispersion of the entire device 40.
Рассмотрим теперь три функциональных устройства на основе описанных оптических фильтров, которые в свою очередь будут исходными для создания многоканального управляемого мультиплексора ввода/вывода согласно настоящему изобретению. Каждой из трех функциональных устройств рассмотрим на примере одной из возможных реализаций.We now consider three functional devices based on the described optical filters, which in turn will be the starting points for creating the multi-channel controlled input / output multiplexer according to the present invention. We consider each of the three functional devices using one of the possible implementations as an example.
Схема одного из вариантов выполнения используемого управляемого оптического мультиплексора 50 ввода/вывода приведена на Фиг.5A, его условное изображение на Фиг.5Б. Устройство 50 (далее - t-ОАDМ 50) представляет собой трехступенчатую структуру и имеет входной порт «In», выходной порт «Out», порт «Drop» вывода, порт «Add» ввода и включает три оптических фильтра 51-1, 51-2 и 51- 3. Мультиплексор дополнительно содержит оптический сумматор 52, имеющий 4 входа «1» ÷ «4» и один выход Σ. Все три фильтра 51-1, 51-2 и 51-3 и сумматор 52 интегрированы на единой подложке 53. Соединения фильтров выполняются волноводами 54.A diagram of one embodiment of the used controlled optical I / O multiplexer 50 is shown in Fig. 5A, its conditional image in Fig. 5B. The device 50 (hereinafter referred to as t-OADM 50) is a three-stage structure and has an input port “In”, an output port “Out”, an output “Drop” port, an input “Add” port and includes three optical filters 51-1, 51- 2 and 51-3. The multiplexer further comprises an optical adder 52 having 4 inputs “1” ÷ “4” and one output Σ. All three filters 51-1, 51-2 and 51-3 and the adder 52 are integrated on a single substrate 53. Connections of the filters are performed by waveguides 54.
Динамическое управление работой управляемого мультиплексора 50 ввода/вывода осуществляется путем перестройки спектральных характеристик трех фильтров 51-1, 51-2 и 51-3 при подаче на устройства фазового сдвига всех трех фильтров соответствующих напряжений. Управление производят с помощью внешнего контроллера (на чертеже не показан), который связан с оптическими фильтрами электрической шиной 55.Dynamic control of the operation of the controlled input / output multiplexer 50 is carried out by tuning the spectral characteristics of the three filters 51-1, 51-2, and 51-3 when all three filters of the corresponding voltages are applied to the phase-shift devices. Management is carried out using an external controller (not shown in the drawing), which is connected to the optical filters with an electric bus 55.
Оптические фильтры 51-1, 51-2 и 51-3 соединены последовательно друг с другом таким образом, что выход одного соединен со входом другого, второй выход каждого фильтра соединен с одним из входов оптического сумматора, вход первого фильтра 51-1 соединен с входным портом «In», выход последнего фильтра 51-3 соединен с портом вывода «Drop», оптический сумматор 52 еще одним входом соединен с портом ввода «Add», а выходом — с выходным портом «Out».The optical filters 51-1, 51-2 and 51-3 are connected in series with each other so that the output of one is connected to the input of the other, the second output of each filter is connected to one of the inputs of the optical adder, the input of the first filter 51-1 is connected to the input port “In”, the output of the last filter 51-3 is connected to the output port “Drop”, the optical adder 52 is connected to the input port “Add” by another input, and the output to the output port “Out”.
Чтобы пояснить конструкцию и работу рассматриваемого устройства, будем полагать, что во входной порт «In» управляемого мультиплексора ввода/вывода поступает 8 -канальный оптический сигнал, центральные частоты каналов которого {v;}=Vi,v2,...,V8 , а частотный интервалом между каналами на входе Av1^ =SO ГГц. Так как спектральный интервал между каналами весьма малый, то в качестве оптических фильтров следует использовать многокаскадные ИМЦ, показанные на Фиг.ЗА. Расстояния между соседними экстремумами в спектральных характеристиках трех оптических фильтров должны быть следующие: Av51-I = 50 ГГц, Av5I-2 =100 ГГц и Av51-3 = 200 ГГц. Соответственно, разности длин плеч интерферометров в первых ступенях многокаскадных ИМЦ должны быть равны: ALsI-I= 1000 мкм, ΔLsi.2 = 500 мкм, и AL5I-3 =250 мкм (предполагается, что n=l,5).To explain the design and operation of the device in question, we will assume that an 8-channel optical signal arrives at the “In” input port of the controlled I / O multiplexer, the center frequencies of the channels of which {v;} = Vi, v 2 , ..., V 8 , and the frequency interval between the channels at the input Av 1 ^ = SO GHz. Since the spectral interval between the channels is very small, multicascade MZIs shown in Fig.ZA should be used as optical filters The distances between adjacent extremes in the spectral characteristics of the three optical filters should be as follows: Av 51-I = 50 GHz, Av 5I-2 = 100 GHz and Av 51-3 = 200 GHz. Accordingly, the difference in the arm lengths of the interferometers in the first steps of the multi-stage MZI should be equal: ALs II = 1000 μm, ΔLsi. 2 = 500 μm, and AL 5I-3 = 250 μm (it is assumed that n = l, 5).
Без потери общности предположим, что для одной из волн, пусть для волны v3, при некоторых фиксированных значениях фаз {φ*n}= φ*5i-ъф*5i-2,φ*55-з и {ф*n }= ф*5i- isф*5i-2,ф*5i-з (фазы, соответственно, в первом и втором каскадах двухкаскадных ИМЦ) выполняются условия, обеспечивающие пробег волны V3 по трассе из входного порта «In» в порт вывода «Drop».Without loss of generality, we assume that for one of the waves, let it be for wave v 3 , for some fixed values of the phases {φ * n } = φ * 5i-bf * 5i-2, φ * 55-s and {f * n } = f * 5 i- i s f * 5i-2, f * 5 i-s (phases, respectively, in the first and second stages of two-stage MZIs) the conditions are fulfilled that ensure that the V 3 wave runs along the route from the “In” input port to the port drop output.
Работа t-ОАDМ 50 при этих фазах {φ*n} и {ф*n} происходит следующим образом. Оптический фильтр 51-1 первой ступени разделяет каналы, поступающие во входной порт «In», на две группы - группу нечетных волн V1, V3, V5 и V7, которые направляются к оптическому фильтру 51-2 второй ступени, и группу четных волн V2, V4, V6 и Vg, которые направляются к оптическому сумматору 52.The operation of t-OADM 50 in these phases {φ * n } and {f * n } occurs as follows. The optical filter 51-1 of the first stage divides the channels entering the input port "In" into two groups - a group of odd waves V 1 , V 3 , V 5 and V 7 , which are directed to the optical filter 51-2 of the second stage, and the group even waves V 2 , V 4 , V 6 and Vg, which are directed to the optical adder 52.
Процесс повторяется: сначала оптический фильтр 51-2 вновь делит волны и направляет волны vз и V7 к оптическому фильтру 51-3 третьей ступени, а волны V1 и V5 к сумматору 52; третий оптический фильтр 51-3 делит приходящие к нему две волны v3 и V7. В результате выделяется волна V3, которая проходит в порт вывода «Drop», а все другие 7 волн поступают на три входа сумматора 52 и с его помощью оказываются в выходном порте «Out». Волна v"3, вводимая через порт «Add», поступает на четвертый вход сумматора и также оказывается в выходном порте 52. Для того чтобы любой другой канал был подвергнут вводу/выводу, необходимо в соответствии с выражениями (10) изменить значения фаз {φn} и {фn}. Например, чтобы перейти в режим ввода/вывода соседней волны V4, необходимо так изменить фазовые сдвиги: δψsi-i = π, δφ5i-2 = π/2, δφsi-з = π/4 и δф5i-i = 2π, δфsi-2 = π, δф5i-з = π/2.The process is repeated: first, the optical filter 51-2 again divides the waves and directs the waves v3 and V 7 to the optical filter 51-3 of the third stage, and the waves V 1 and V 5 to the adder 52; the third optical filter 51-3 divides the two waves v 3 and V 7 coming to it. As a result, the V 3 wave is released, which passes to the Drop output port, and all the other 7 waves go to the three inputs of the adder 52 and with its help are in the Out port. The wave v " 3 , introduced through the port" Add ", is fed to the fourth input of the adder and also appears in the output port 52. In order for any other channel to be subjected to input / output, it is necessary in accordance with expressions (10) to change the values of the phases {φ n } and {f n }. For example, to switch to the input / output mode of a neighboring wave V 4 , it is necessary to change the phase shifts as follows: δψsi-i = π, δφ 5 i -2 = π / 2, δφsi-З = π / 4 and δф 5 ii = 2π, δphsi-2 = π, δph 5 i-s = π / 2.
Если же на вход мультиплексора начинают поступать сигналы, новые частоты каналов которых {vv;} все сдвинуты на величину δv<Δvi = 50 ГГц, то есть vvj = V; + δv, то для того, чтобы ввести/вывести каналы с новыми оптическими несущими, следует снова в соответствии с выражением (10) внести соответствующую коррекцию в фазовые сдвиги {φ*n} и {ф*n}, Например, для того, чтобы при сдвиге частот каналов на величину δv=12,5 ГГц произвести ввод/вывод волны vч 3, необходимые изменения фаз должны быть: δφsi-i = -π/8, δψsi-2 = -π/16, δφsi-з = -π/32 и δфsi-i = -π/4, δфs1-2 = -π/8,
Figure imgf000018_0001
If, at the input of the multiplexer, signals begin to arrive whose new channel frequencies {v v ;} are all shifted by δv <Δvi = 50 GHz, that is, v v j = V; + δv, then, in order to introduce / output channels with new optical carriers, it is necessary, again in accordance with expression (10), to make the corresponding correction in the phase shifts {φ * n } and {ф * n }, for example, in order to when channel frequencies are shifted by δv = 12.5 GHz, input / output waves v h 3 , the necessary phase changes should be: δφsi-i = -π / 8, δψsi-2 = -π / 16, δφsi-з = - π / 32 and δфsi-i = -π / 4, δфs 1-2 = -π / 8,
Figure imgf000018_0001
В общем случае функциональное устройство, используемое в настоящем изобретении как t-ОАDМ, может отличаться от t-ОАDМ 50 числом ступеней N1 в многоступенчатой структуре, спектральным интервалом между соседними каналами на входе Av1 8* , а также типом используемых оптических фильтров. При этом для оптических фильтров щ-ой ступени при U1=I, 2,...N1 расстояния между соседними экстремумами в спектральных характеристиках должны устанавливаться следующим образом:In general, the functional device used as t-OADM in the present invention may differ from t-OADM 50 by the number of steps N 1 in the multi-stage structure, the spectral interval between adjacent channels at the input Av 1 8 * , and the type of optical filters used. Moreover, for optical filters of the nth stage at U 1 = I, 2, ... N 1, the distances between adjacent extrema in the spectral characteristics should be set as follows:
Av1n = 2""Av1" _ (n) Av 1n = 2 "" Av 1 "_ (n)
К числу характеристик функционального устройства, используемого как t- OADM, относится область свободной дисперсии, играющая важную роль в настоящем изобретении. Напомним, что спектральные характеристики оптических устройств могут циклически повторяться на широком спектральном интервале. В этом случае период повторения, или спектральный диапазон F, в пределах которого еще нет циклического повторения характеристик, называется областью свободной дисперсии.Among the characteristics of a functional device used as t-OADM is the free dispersion region, which plays an important role in the present invention. Recall that the spectral characteristics of optical devices can be cyclically repeated over a wide spectral range. In this case, the repetition period, or the spectral range F, within which there is no cyclic repetition of the characteristics, is called the region of free dispersion.
Понятие области свободной дисперсии применительно к t-ОАDМ означает, что если сигнал на входе содержит множество каналов, спектральный диапазон которых не превышает величины области свободной дисперсии F, то в выводном порте данного устройства будет только один канал. Если же спектральный диапазон каналов на входе шире области свободной дисперсии, то в выводном порте «Drop» будет больше, чем один канал; спектральный интервал между каналами при этом будет равным величине F, то есть, Av1 rop = F . Аналогично через порт «Add» могут быть введены несколько новых канал, частоты которых совпадают с частотами выводимых каналов, а спектральный интервал между каналами равен Δ vfdd = F .The concept of the region of free dispersion as applied to t-OADM means that if the input signal contains many channels whose spectral range does not exceed the value of the region of free dispersion F, then there will be only one channel in the output port of this device. If the spectral range of the channels at the input is wider than the free dispersion region, then there will be more than one channel in the Drop output port; the spectral interval between the channels will be equal to F, i.e., Av 1 rop = F. Similarly, several new channels can be introduced through the Add port, the frequencies of which coincide with the frequencies of the output channels, and the spectral interval between the channels is Δ vf dd = F.
Для t-ОАDМ 50, предназначенного для выделения одного канала из множества каналов со спектральным интервалом между каналами на входе Av1 8* и имеющего многоступенчатую структуру с числом ступеней N1 область свободной дисперсии F есть:For t-OADM 50, designed to isolate one channel from many channels with a spectral interval between the channels at the input Av 1 8 * and having a multi-stage structure with the number of steps N 1, the free dispersion region F is:
F = I -Av1 ^ (12) F = I -Av 1 ^ (12)
Схема используемого управляемого оптический демультиплексор 60 (далее - t- Dеmuх 60) согласно настоящему изобретению приведена на Фиг.бА, условное изображение его показано на Фиг.бБ.The scheme of the used controlled optical demultiplexer 60 (hereinafter referred to as t-Demux 60) according to the present invention is shown in Fig. BA, a conditional image of it is shown in Fig. Bb.
При этом t-Dеmuх 60 имеет также трехступенчатую структуру типа «дepeвo». Первый оптический фильтр 61 (первая ступень многоступенчатой структуры) своими выходными портами соединен с двумя следующими - оптическими фильтрами 62-2 и 62-3 (вторая ступень), которые в свою очередь соединены своими выходными портами со следующими четырьмя оптическими фильтрами 63-1, 63-2, 63-3 и 63-4 (третья ступень). Все устройство изготовлено на одной подложке (кристалле) 64.At the same time, t-Demuh 60 also has a three-stage structure of the “tree” type. The first optical filter 61 (the first stage of the multi-stage structure) is connected with its output ports to the next two - optical filters 62-2 and 62-3 (second stage), which in turn are connected by their output ports to the following four optical filters 63-1, 63 -2, 63-3 and 63-4 (third stage). The whole device is made on one substrate (crystal) 64.
Порт ∑Dеmuх используется как входной, восемь портов Cl ÷ CS - для индивидуального вывода каналов. Соединения оптических фильтров всех трех уровней производится волноводами 65, сформированными на подложке. Динамическое управление работой управляемого демультиплексора 60 осуществляется путем перестройки спектральных характеристик оптических фильтров при подаче на устройства фазового сдвига, содержащиеся во всех фильтрах, соответствующих напряжений. Управление производят с помощью внешнего контроллера (на чертеже не показан), который связан с оптическими фильтрами электрической шиной 66.∑ Demux port is used as input, eight Cl ÷ CS ports - for individual output of channels. The optical filters of all three levels are connected by waveguides 65 formed on the substrate. Dynamic control of the operation of the controlled demultiplexer 60 is carried out by tuning the spectral characteristics of the optical filters when applying phase shift devices contained in all the filters, the corresponding voltages. Management is carried out using an external controller (not shown in the drawing), which is connected to the optical filters with an electric bus 66.
Чтобы пояснить работу t-Dеmuх 60, предположим, что на вход ∑Dеmuх поступает 8-ми-кaнaльный сигнал со спектральным интервалом между соседними каналами Δv" = 400 ГГц.To explain the operation t-Demuh 60, assume that the input u x ΣDem enters 8-kanalny signal with spectral spacing between adjacent channels Δv "= 400 GHz.
По мере прохода оптического сигнала в t-Dеmuх 60 от одной ступени к последующей ступени спектральные интервалы между каналами становятся в два раза шире. Для фильтра 61 первой ступени спектральный интервал между каналами минимальный, для фильтров 63-1 ÷ 63-4 третьей ступени - напротив, максимальный и для фильтров 62-1 и 62-2 второй ступени спектральный интервал - промежуточный. Поэтому требования к характеристикам фильтров различные. В качестве оптических фильтров в этом примере могут использоваться: в первой ступени - многокаскадный ИМЦ (Фиг.ЗА), во второй ступени - двухкаскадные ИМЦ (Фиг.2A) и в третьей — однокаскадные ИМЦ (Фиг. IA).As the optical signal passes in the t-Demuh 60 from one stage to the next stage, the spectral intervals between the channels become two times wider. For the filter 61 of the first stage, the spectral interval between the channels is minimal, for filters 63-1 ÷ 63-4 of the third stage, on the contrary, the maximum and for filters 62-1 and 62-2 of the second stage, the spectral interval is intermediate. Therefore, the requirements for the characteristics of the filters are different. As optical filters in this example, the following can be used: in the first stage - multi-stage MZI (Fig. 3A), in the second stage - two-stage MZI (Fig. 2A) and in the third - single-stage MZI (Fig. IA).
Расстояния между соседними экстремумами в спектральных характеристиках для оптических фильтров в трех ступенях рассматриваемого устройства выбраны следующие: для многокаскадного ИМЦ 61 ΔF6i=400 ГГц, для двухкаскадных ИМЦ 62- 1 и 62-2 Δv62-i= Av62-2 = 800 ГГц и для однокаскадных ИМЦ 63-1 ÷ 63-4 Δv6з-i= Av63-2 = Av63-3 = Av63-4 = 1600 ГГц. Соответственно, разность длин плеч интерферометров по выражению (5) в первых каскадах двухкаскадных ИМЦ, составляющих многокаскадный ИМЦ 61, равна AL6I = 250 мкм, в первых каскадах двухкаскадных ИМЦ 62-1 и 62-2 разность длин плеч составляет AL62-1 = AL62-2 = 125 мкм и для однокаскадных ИМЦ 63-1 ÷ 63-4 разность длин плеч есть AL64-I= AL64-I = AL64-3 = AL64-4 = 62,5 мкм.The distances between adjacent extremes in the spectral characteristics for the optical filters in the three steps of the device under consideration were selected as follows: for multi-stage MZI 61 ΔF 6 i = 400 GHz, for two-stage MZI 62-1 and 62-2 Δv 62- i = Av 62-2 = 800 GHz and for single-stage MZIs 63-1 ÷ 63-4 Δv 6 З-i = Av 63-2 = Av 63-3 = Av 63-4 = 1600 GHz. Accordingly, the difference in the arm lengths of interferometers according to expression (5) in the first cascades of two-stage MZIs that make up the multistage MZI 61 is AL 6I = 250 μm, in the first stages of two-stage MZIs 62-1 and 62-2 the difference in the lengths of the arms is AL 62-1 = AL 62-2 = 125 μm and for single-stage MZIs 63-1 ÷ 63-4 the difference in length of the arms is AL 64 - I = AL 64-I = AL 64-3 = AL 64-4 = 62.5 μm.
Очевидно, при некоторых фиксированных фазовых сдвигах в первом и втором каскадах используемых ИМЦ {φ*n} и {ф*n} можно обеспечить режим деления каналов на группы, содержащие нечетные и четные каналы. В этом состоянии t-Dеmuх 60 функционирует как традиционный демультиплексор с фиксированными частотами каналов.Obviously, for some fixed phase shifts in the first and second cascades of the used IMC {φ * n } and {ф * n }, it is possible to provide a mode for dividing channels into groups containing odd and even channels. In this state, the t-Demux 60 functions as a traditional demultiplexer with fixed channel frequencies.
Оптический сигнал, содержащий восемь каналов, центральные частоты каналов которого {v;}= Vi,V2,...,V8, поступает на вход. Многокаскадный ИМЦ 61 делит каналы (волны) на нечетные vl5v3,V5 и V7 и четные v2,v4,v6 и V8, которые направляются к двухкаскадным ИМЦ 62-1 и 61-2. Двухкаскадные ИМЦ 62-1 и 61-2 вновь делят приходящие к ним волны, при этом двухкаскадный ИМЦ 62-1 направляет волны V1 и V5 к однокаскадному ИМЦ 63-1 и волны v3 и V7 - к однокаскадному ИМЦ 63-2, а двухкаскадный ИМЦ 62-2 направляет волны V2 и V6 к однокаскадному ИМЦ 63-3 и волны V4 и V8 - к однокаскадному ИМЦ 63-4. На последней третьей ступени все волны полностью разделяются и выводятся индивидуально на отдельные порты в соответствии с табл. 1.An optical signal containing eight channels, the center frequencies of the channels of which {v;} = Vi, V 2 , ..., V 8 , is input. The multistage MZI 61 divides the channels (waves) into odd v l5 v 3 , V 5 and V 7 and even v 2 , v 4 , v 6 and V 8 , which are sent to the two-stage MZI 62-1 and 61-2. The two-stage MZIs 62-1 and 61-2 divide again the waves arriving to them, while the two-stage MZIs 62-1 directs the waves V 1 and V 5 to the single-stage MZIs 63-1 and the waves v 3 and V 7 - to the single-stage MZIs 63-2 and the two-stage MZI 62-2 directs the waves V 2 and V 6 to the single-stage MZI 63-3 and the waves V 4 and V 8 - to the single-stage MZI 63-4. At the last third stage, all the waves are completely separated and displayed individually on separate ports in accordance with the table. one.
Таблица 1 Распределение каналов по выходным портам
Figure imgf000021_0002
Table 1 Channel distribution of output ports
Figure imgf000021_0002
Пусть теперь на вход управляемого t-Dеmuх 60 поступают сигналы, новые центральные частоты каналов которых {v4;} все сдвинуты на величину δv<Δv2 = 400 ГГц.Now let the signals go to the input of the controlled t-Demux 60, the new center frequencies of the channels of which {v 4 ;} are all shifted by δv <Δv 2 = 400 GHz.
Ччтобы демультиплицировать каналы с новыми оптическими несущими по отдельным выходным портам, следует произвести изменения фаз {φ*n} и {ф*n} в соответствии с выражением (10). Например, чтобы перейти в режим демультиплицирования каналов, частоты которых сдвинулись на величину δv = 50ГГц, необходимо изменить фазовые сдвиги следующим образом: δφ6i = -π/8,
Figure imgf000021_0001
δφ62-2 = -π/16, δφ63-1 ÷ δφ63-4 = - π/32. При этом распределение каналов на выходных портах остается прежним, и канал с несущей частотой v\ будет выведен в порт Cl, канал vч 5 - в порт C2 .In order to demultiplicate channels with new optical carriers on separate output ports, phase changes {φ * n } and {ф * n } should be made in accordance with expression (10). For example, in order to switch to the mode of demultiplication of channels whose frequencies have shifted by δv = 50 GHz, it is necessary to change the phase shifts as follows: δφ 6 i = -π / 8,
Figure imgf000021_0001
δφ 62-2 = -π / 16, δφ 63-1 ÷ δφ 63-4 = - π / 32. In this case, the distribution of channels on the output ports remains the same, and the channel with the carrier frequency v \ will be output to port Cl, channel v h 5 - to port C2.
В общем случае конструктивного выполнения t-Dеmuх конфигурации «lx2м» в виде многоступенчатой древообразной структуры оптических фильтров может отличаться от устройства 60 числом ступеней M, спектральным интервалом между соседними каналами на входе Аv™ , а также типом используемых оптических фильтров. При этом для оптических фильтров n2-oй ступени при n2=l, 2,... M расстояния между соседними экстремумами в спектральных характеристиках должны устанавливаться равнымиIn the general case of constructive implementation of the t-Demu configuration “lx2 m ” in the form of a multi-stage tree-like structure of optical filters, it can differ from device 60 by the number of steps M, the spectral interval between adjacent channels at the Av ™ input, and the type of optical filters used. In this optical filter -oy n 2 stage at n 2 = l, 2, ... M distances between adjacent extremums in spectral characteristics should be set equal to
"2 2 . (13)" 2 2. (13)
Третье функциональное устройство 70 имеет назначение, противоположное по отношению к назначению функционального устройства 60, и используется для объединения каналов. Два функциональных устройства 60 и 70, предназначенные для рассматриваемого ниже многоканальном OADM с динамической функциональностью, должны быть совместимыми. Под этим понимается, что на входы функционального устройства 70 должны подаваться каналы, несущие частоты которых совпадают с частотами каналов на выходах функционального устройства 60, а спектральный интервал между каналами должен быть как у t-Dеmuх 60. Схема используемого управляемого оптического мультиплексора (далее - t-Мuх 70) согласно настоящему изобретению приведена на Фиг.7A, условное изображение его - на Фиг.7Б. t-Мuх 70 представляет собой многоступенчатую структуру типа «дepeвo» на семи оптических фильтрах.The third functional device 70 has an opposite purpose to the functional device 60 and is used to combine channels. The two functional units 60 and 70, intended for the multi-channel OADM with dynamic functionality discussed below, must be compatible. By this it is understood that the inputs of the functional device 70 must be supplied with channels whose carrier frequencies coincide with the frequencies of the channels at the outputs of the functional device 60, and the spectral interval between the channels should be like that of t-Demuh 60. The scheme of the used controlled optical multiplexer (hereinafter - t-Mux 70) according to the present invention is shown in Fig.7A, a conditional image of it is shown in Fig.7B. t-Mux 70 is a multi-stage structure of the "tree" type on seven optical filters.
Четыре оптических фильтра 71-1 ÷ 71-4, составляющие первую ступень многоступенчатой структуры, своими выходными портами соединены с двумя последующими оптическими фильтрами 72-1 и 72-2, составляющими вторую ступень, которые в свою очередь соединены своими выходными портами с еще одним оптическим фильтром ИМЦ 73, являющимся третьей ступенью. Все устройство изготовлено на одной подложке 74.Four optical filters 71-1 ÷ 71-4, comprising the first stage of a multi-stage structure, are connected with their output ports to two subsequent optical filters 72-1 and 72-2, comprising a second stage, which in turn are connected by their output ports to another optical filter IMC 73, which is the third stage. The entire device is made on the same substrate 74.
Восемь портов Bl ÷ B8 используются для ввода каждого из восьми каналов, порт ∑мuх служит общим выходным портом. Соединения оптических фильтров всех трех уровней производится волноводами 75, сформированными на подложке 74.Eight Bl ÷ B8 ports are used to input each of the eight channels, the ∑m ux port serves as a common output port. The optical filters of all three levels are connected by waveguides 75 formed on a substrate 74.
Динамическое управление работой t-Мuх 70 осуществляется путем перестройки спектральных характеристик семи оптических фильтров при подаче на устройства фазового сдвига, содержащиеся во всех оптических фильтрах, соответствующих напряжений. Управление производят с помощью внешнего контроллера (на чертеже не показан), который связан с оптическими фильтрами электрической шиной 76.Dynamic control of t-Mux 70 operation is carried out by tuning the spectral characteristics of seven optical filters when applying phase shift devices contained in all optical filters corresponding to the voltage. Management is carried out using an external controller (not shown in the drawing), which is connected to the optical filters with an electric bus 76.
В t-Мuх 70 по мере прохода оптического сигнала от одной ступени к последующей ступени спектральные интервалы между каналами становятся в два раза уже. Для оптических фильтров 71-4 ÷ 71-4 в первой ступени спектральный интервал между каналами максимальный, для оптического фильтра 73, напротив, минимальный. Поэтому требования к характеристикам используемых в соответствующих ступенях оптических фильтров различные. В качестве оптических фильтров в этом примере могут использоваться: в первой ступени - однокаскадные ИМЦ (Фиг. IA), во второй ступени - двухкаскадные ИМЦ (Фиг.2A) и третьей - многокаскадный ИМЦ (Фиг.4A).In t-Mx 70, as the optical signal passes from one stage to the next stage, the spectral intervals between the channels become two times narrower. For the optical filters 71-4 ÷ 71-4 in the first stage, the spectral interval between the channels is maximum; for the optical filter 73, on the contrary, is the minimum. Therefore, the requirements for the characteristics of the optical filters used in the corresponding steps are different. As optical filters in this example can be used: in the first stage - single-stage MZI (Fig. IA), in the second stage - two-stage MZI (Fig. 2A) and the third - multistage MZI (Fig. 4A).
В соответствии с тем, что t-Мuх 70 должен быть совместимым с управляемым демультиплексором t-Dеmuх 60, расстояния между соседними экстремумами в спектральных характеристиках для оптических фильтров в трех ступенях рассматриваемого устройства должны быть следующие: для однокаскадных ИМЦ 71-1 ÷ 71-4 Δv7i-i = Δv7i_2 = Av7I-3 = Av7I-4 = 1600 ГГц, для двухкаскадных ИМЦ 72-1 и 72-2 - Av72-I = Δv72-2 = 800 ГГц и для многокаскадного ИМЦ 63 Av73 = 400 ГГц. Можно видеть, что конструкция t-Мuх 70 отличается от описанного t-Dеmuх 60 только используемыми многокаскадными ИМЦ: в одном случае - это многокаскадные ИМЦ (Фиг.ЗА), а в другом случае - многокаскадные ИМЦ (Фиг.4A). Процесс объединения каналов, выполняемый с помощью t-Мuх 70, является обратным по отношению к процессу разделения каналов, рассмотренному выше в t-Dеmuх 60.In accordance with the fact that the t-Mx 70 must be compatible with the t-Demux 60 controlled demultiplexer, the distances between adjacent extremes in the spectral characteristics for optical filters in the three steps of the device under consideration should be as follows: for single-stage MZI 71-1 ÷ 71-4 Δv 7 ii = Δv 7 i_ 2 = Av 7 I -3 = Av 7I-4 = 1600 GHz, for two-stage MZIs 72-1 and 72-2 - Av 72-I = Δv 72-2 = 800 GHz and for multi-stage MZI 63 Av 73 = 400 GHz. It can be seen that the design of the t-Mx 70 differs from that described by the t-Dem 60 only by the used multi-stage MZIs: in one case it is multi-stage MZIs (Fig. 3A), and in the other case it is multi-stage MZIs (Fig. 4A). The channel combining process performed using the t-Mx 70 is the reverse of the channel separation process discussed above in t-Demx 60.
В общем случае конструкция t-Мuх конфигурации «2мxl» в виде многоступенчатой древообразной структуры оптических фильтров может отличаться от t-Мuх 70 числом ступеней M, спектральным интервалом между соседними каналами на выходе Av™x , а также типом используемых оптических фильтров. При этом для оптических фильтров n3-oй ступени при nз=l, 2,... M расстояния между соседними экстремумами в спектральных характеристиках должны устанавливаться равньмиIn the general case, the design of the t-Mux configuration “2 m xl” in the form of a multi-stage tree-like structure of optical filters can differ from the t-Mux 70 in the number of steps M, the spectral interval between adjacent channels at the Av ™ x output, and the type of optical filters used. Thus for n optical filters 3 -oy stage at nz = l, 2, ... M distances between adjacent extremums in spectral characteristics to be installed ravnmi
Av113 = 2м~п3 Av3 выx . (14)Av 113 = 2 m ~ n3 Av 3 out . (fourteen)
Схема одного из вариантов многоканального OADM с динамической функциональностью согласно изобретению приведена на Фиг.8. Данное устройство предназначено для использования в оптической системе со спектральным уплотнением в качестве ROADM при общем количестве каналов в оптической системе - 64, спектральный интервал между соседними каналам Δv0 = 50 ГГц, при этом реконфигурируемому вводу/выводу подлежат 8 каналов.A diagram of one embodiment of a multi-channel OADM with dynamic functionality according to the invention is shown in FIG. This device is intended for use in an optical system with spectral multiplexing as a ROADM with a total number of channels in the optical system of 64, the spectral interval between adjacent channels Δv 0 = 50 GHz, with 8 channels being subject to reconfigurable input / output.
Многоканальный OADM 80 с динамической функциональностью построен на основе t-ОАDМ, описанного выше (Фиг.5A). Это устройство, обозначенное как 81-1, имеет область свободной дисперсии в 8 раз меньшую, чем спектральный диапазон оптического сигнала на входе.The multi-channel OADM 80 with dynamic functionality is based on the t-OADM described above (FIG. 5A). This device, designated 81-1, has a free dispersion region 8 times smaller than the spectral range of the optical signal at the input.
При этом используется также пара устройств: оптический демультиплексор 81-2 конфигурации «1x8» и оптический мультиплексор 81-3 конфигурации «8x1». Характеристики пары демультиплексор/мультиплексор должны обеспечивать демультиплицирование и мультиплицирование 8 каналов со спектральным интервалом Av™= 400ГГц. Оба устройства демультиплексор 81-2 и мультиплексор 81-3 имеют фиксированные спектральные характеристики и могут быть выбраны из существующей номенклатуры подобных устройств или изготовлены специально.A couple of devices are also used: the optical demultiplexer 81-2 of the configuration “1x8” and the optical multiplexer 81-3 of the configuration “8x1”. The characteristics of the demultiplexer / multiplexer pair should provide demultiplication and multiplication of 8 channels with a spectral interval Av ™ = 400 GHz. Both devices demultiplexer 81-2 and multiplexer 81-3 have fixed spectral characteristics and can be selected from the existing range of such devices or specially manufactured.
Три мультиплексорных устройства 81-1, 81-2 и 81-3 соединены световодами 82, при этом выводной порт "Drор" и вводной порт "Аdd" t-ОАDМ соединены со входом ∑Dеmuх оптического демультиплексора и выходом ∑мuх оптического мультиплексора, соответственно. Входной порт 83 и выходной порт 84 выполнены в виде световодов и подсоединены, соответственно, к портам "In" и "Оut" t-ОАDМ. Восемь портов вывода 85-1 ÷ 85-8 соединены с выходами Cl ÷ C8 оптического демультиплексора, а восемь портов ввода 86-1 ÷ 86-8 соединены с входами Bl ÷ B8 оптического мультиплексора. Порты вывода 85-1 ÷ 85-8 и ввода 86-1 ÷ 86-8, выполнены также в виде световодов. Устройство 80 содержит также контроллер 87, от которого по электрической шине 88 на элементы управления t-ОАDМ подаются управляющие напряжения {£/t-oADм}.Three multiplexer devices 81-1, 81-2, and 81-3 are connected by optical fibers 82, while the output port “Dror” and the input port “Add” t-ОАДМ are connected to the input ∑ Demux of the optical demultiplexer and the output of ∑m ux of the optical multiplexer, respectively. The input port 83 and the output port 84 are made in the form of optical fibers and are connected, respectively, to the ports "In" and "Out" t-OADM. Eight output ports 85-1 ÷ 85-8 are connected to the outputs Cl ÷ C8 of the optical demultiplexer, and eight input ports 86-1 ÷ 86-8 are connected to the inputs Bl ÷ B8 of the optical multiplexer. The output ports 85-1 ÷ 85-8 and input 86-1 ÷ 86-8 are also made in the form of optical fibers. The device 80 also contains a controller 87, from which control voltages {£ / t- o AD m} are supplied to the t-OADM control elements via an electric bus 88.
Входной оптический сигнал, содержащий 64 канала, частоты которых соответствуют IТU-Стандарту, поступает на вход t-ОАDМ. Так как область свободной дисперсии t-ОАDМ меньше, чем спектральный диапазон оптического сигнала на входе 83, в порт «Drop» выводятся 8 каналов в одном из 8-ми сочетаний, которые показаны в табл. 2. Конкретная комбинация каналов задается управляющими напряжениями {£Д- ОАDМ} - Все другие каналы проходят в выходной порт 84.The input optical signal containing 64 channels, the frequencies of which correspond to the ITU-Standard, is fed to the t-OADM input. Since the free dispersion region of t-OADM is smaller than the spectral range of the optical signal at input 83, 8 channels are output to the Drop port in one of the 8 combinations shown in Table 1. 2. A specific combination of channels is specified by control voltages {£ Д- О А DM } - All other channels go to output port 84.
Таблица 2 Комбинации каналов, выводимых в порт "Drор" устройства 81-1Table 2 Combinations of channels output to the "Dror" port of device 81-1
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0001
Восемь каналов с порта "Drор" устройства 81-1 поступают на вход оптического демультиплексора 81-2, с помощью которого каналы выводятся отдельно друг от друга в выходные порты 85-1 ÷ 85-8. Одновременно, вместо выведенных каналов с помощью оптического мультиплексора 81-3 могут быть введены новые 8 каналов. Таким образом, из 64 каналов может быть введена/выведена любая из 8 комбинаций каналов.Eight channels from the "Dror" port of the device 81-1 are fed to the input of the optical demultiplexer 81-2, with which the channels are output separately from each other to the output ports 85-1 ÷ 85-8. At the same time, instead of the output channels using the optical multiplexer 81-3 can be introduced a new 8 channels. Thus, from 64 channels any of 8 combinations of channels can be entered / withdrawn.
Схема другого варианта выполнения многоканального OADM с динамической функциональностью согласно изобретению приведена на Фиг.9. Данное устройство предназначено для использования в оптической системе со спектральным уплотнением как t-ОАDМ. Общее число каналов в оптической системе также 64, частоты каналов {vv;} могут перестраиваться, но при этом спектральный интервал между каналами Av0 = 50 ГГц остается постоянным, а управляемому вводу/выводу подлежат 8 каналов. Многоканальный OADM 90 с динамической функциональностью построен на t- OADM (Фиг.5A) и оптических демультиплексоре и мультиплексоре с перестраиваемыми спектральными характеристиками, в качестве которых используются рассмотренные выше t-Dеmuх конфигурации «1x8» и t-Мuх конфигурации «8x1» (Фиг.бА и Фиг.7A).A diagram of another embodiment of a multi-channel OADM with dynamic functionality according to the invention is shown in Fig.9. This device is intended for use in an optical system with spectral multiplexing as t-OADM. The total number of channels in the optical system is also 64, the channel frequencies {v v ;} can be tuned, but the spectral interval between channels Av 0 = 50 GHz remains constant, and 8 channels are subject to controlled input / output. The multi-channel OADM 90 with dynamic functionality is built on t-OADM (Fig. 5A) and an optical demultiplexer and a multiplexer with tunable spectral characteristics, which use the t-Dem configuration “1x8” and t-configuration “8x1” discussed above (Fig. bA and Fig. 7A).
Три мультиплексорных устройства в интегрально-оптическом исполнении размещены на одной подложке 91: t-ОАDМ 92-1, t-Dеmuх 92-2 конфигурации «1x8», и t-Мuх 92-3 конфигурации «8x1». Они соединены волноводами 93, сформированными на общей подложке 91. При этом выводной порт "Dгар" и вводной порт "Аdd" t-ОАDМ соединены со входом ∑Dеmuх t-Dеmuх 92-2 и выходом ∑мUχ t-Мuх 92-3, соответственно.Three multiplexer devices in integrated optical design are placed on the same substrate 91: t-ОАДМ 92-1, t-Demuх 92-2 configuration "1x8", and t-Мux 92-3 configuration "8x1". They are connected by waveguides 93 formed on a common substrate 91. In this case, the output port "Dgar" and the input port "Add" t-ОАДМ are connected to the input ∑ Dеmuh t-Dеmuh 92-2 and the output ∑м U χ t-Мuх 92-3 , respectively.
Многоканальный OADM 90 с динамической функциональностью имеет входной порт 94, выходной порт 95, которые соединены волноводами с портами "In" и "Оut" t-ОАDМ 92-1. Восемь портов вывода 96-1 ÷ 96-8 соединены с выходами C1÷C8 t- Dеmuх 92-2, а восемь портов ввода 97-1 ÷ 97-8 с входами Bl ÷ B8 t-Мuх 92-3.Multichannel OADM 90 with dynamic functionality has an input port 94, an output port 95, which are connected by waveguides to the ports "In" and "Out" t-OADM 92-1. Eight output ports 96-1 ÷ 96-8 are connected to the outputs C1 ÷ C8 t- Demuh 92-2, and eight input ports 97-1 ÷ 97-8 with inputs Bl ÷ B8 t-Мuh 92-3.
Все внешние выводы, то есть входной порт 94, выходной порт 95, порты 96-1 ÷ 96-8 вывода и порты 97-1 ÷ 97-8 ввода выполнены в виде световодов. Устройство 90 содержит также контроллер 98, от которого по электрической шине 99 на элементы управления трех функциональных подсистем подаются управляющие напряжения { U1.
Figure imgf000025_0001
All external outputs, that is, input port 94, output port 95, output ports 96-1 ÷ 96-8 and input ports 97-1 ÷ 97-8 are made in the form of optical fibers. The device 90 also comprises a controller 98, from which control voltages {U 1 are supplied to the control elements of the three functional subsystems via an electric bus 99.
Figure imgf000025_0001
Входной оптический сигнал, содержащий 64 канала, поступает на вход t-ОАDМ 92-1. На это же устройство подаются управляющие напряжения { £Λ-OADMЬ соответствующие выводу в порт «Drop» 8-ми каналов из 64 с частотами {vv{} в одном из сочетаний по табл. 2. Все другие каналы проходят в выходной порт 95.An input optical signal containing 64 channels is fed to the t-OADM 92-1 input. Control voltages {£ Λ- OADM corresponding to the output to the “Drop” port of 8 channels out of 64 with frequencies {v v {} in one of the combinations according to Table 1 are supplied to the same device. 2. All other channels go to output port 95.
Восемь каналов поступают на вход оптического демультиплексора 92-2, с помощью которого каналы выводятся отдельно друг от друга в выходные порты 96-1 ÷ 96-8. Одновременно вместо выведенных каналов с помощью оптического мультиплексора 92-3 могут быть введены новые 8 каналов. При этом на эти два устройства необходимо подавать управляющие напряжения {f/ϋеmuх} и {Uмих}, обеспечивающие демультиплицирование и мультиплицирование, соответственно, 8-ми выводимых/вводимых каналов, частоты которых выбраны из множества {vv;}.Eight channels are fed to the input of the optical demultiplexer 92-2, through which the channels are output separately from each other to the output ports 96-1 ÷ 96-8. At the same time, instead of the output channels using the optical multiplexer 92-3, new 8 channels can be introduced. At the same time, it is necessary to apply control voltages {f / ϋе muх} and {Umi x } to these two devices, providing demultiplication and multiplication, respectively, of 8 output / input channels whose frequencies are selected from the set {v v ;}.
Таким образом может быть введена/выведена любая из 8 комбинаций каналов из присутствующих на входе многоканального OADM с динамической функциональностью 64 каналов с частотами каналов {v\}. Устройство 90 может использоваться также в режиме реконфигурируемого ввода/вывода 8-ми каналов, когда необходимо выводить/вводить 8 задаваемых каналов из 64 каналов с фиксированными частотами каналов. В этом режиме управляющие напряжения {UDemux} и {Uмux} должны быть один раз установлены соответствующим образом, обеспечивая разделение/объединение каналов с частотами, соответствующими IТU-Стандарту. Управление выводом/вводом 8-ми задаваемых каналов в этом случае должно производиться путем соответствующих изменений только управляющих сигналов { £Л-OADM}-Thus, any of 8 combinations of channels from the multi-channel OADM present at the input with the dynamic functionality of 64 channels with channel frequencies {v \} can be introduced / removed. The device 90 can also be used in the reconfigurable input / output mode of 8 channels, when it is necessary to output / input 8 preset channels from 64 channels with fixed channel frequencies. In this mode, the control voltages {U Dem ux} and {Um ux } must be set appropriately once, providing separation / association of channels with frequencies corresponding to the ITU-Standard. The control of the output / input of 8 preset channels in this case should be carried out by appropriate changes only of the control signals {£ Л- OADM } -
Многоканальный OADM с динамической функциональностью, предназначенный для использования в качестве ROADM или в качестве t-ОАDМ в какой-либо конкретной оптической системе связи, может отличаться от рассмотренных устройств 80 и 90. В общем случае параметры входящих в состав многоканального OADM с динамической функциональностью функциональных устройств трех типов (t- OADM, Dеmuх и Мuх) определяются общим числом каналов в оптической системе 2N при N>2, спектральным интервалом между соседними каналами Δvо и числом каналов, подлежащих вводу/выводу 2м (M - целое число и при этом 1< M< N. Основные параметры трех функциональных устройств с учетом совместимости этих устройств приведены в табл. 3 .A multi-channel OADM with dynamic functionality intended for use as a ROADM or as t-OADM in any particular optical communication system may differ from the considered devices 80 and 90. In general, the parameters included in the composition of a multi-channel OADM with dynamic functionality of functional devices of three types (t-OADM, Demux and Mux) are determined by the total number of channels in the optical system 2 N at N> 2, the spectral interval between adjacent channels Δvо and the number of channels to be input / output 2 m (M is an integer the number and at the same time 1 <M <N. The main parameters of the three functional devices, taking into account the compatibility of these devices, are given in Table 3.
Таблица 3Table 3
Основные параметры функциональных устройств, входящих в состав многоканального OADM с динамической функциональностьюThe main parameters of the functional devices included in the multi-channel OADM with dynamic functionality
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000027_0001
Символ бесконечности « ∞» в двух позициях в таблице 3 соответствуют тому, что через соответствующие порты этих устройств выводится или вводится только один канал. Количество вариантов комбинаций вводимых/выводимых каналов - 2N"M.The infinity symbol “∞” in two positions in table 3 corresponds to the fact that only one channel is output or input through the corresponding ports of these devices. The number of options for combinations of input / output channels - 2 N "M.
Использование интегрально-оптических технологий для изготовления представляется решающим фактором для того, чтобы многоканальные управляемые оптические мультиплексоры ввода/вывода согласно настоящему изобретению соответствовали требованиям, предъявляемым к устройствам аналогичного назначения: имели возможность ввода/вывода большого количества каналов, были устойчивы к внешним воздействиям, имели высокое быстродействие. Использование унифицированных типовых элементов в конструкции - однокаскадных и/или двухкаскадных и/или многокаскадных ИМЦ - позволяет использовать автоматизированные технологические операции, что обеспечит высокие технические характеристики и относительно низкую стоимость изготовления мультиплексоров.The use of integrated optical technologies for manufacturing seems to be a decisive factor for the multi-channel controlled optical input / output multiplexers according to the present invention to meet the requirements for devices of a similar purpose: have the ability to input / output a large number of channels, be resistant to external influences, have high performance. The use of standardized standard elements in the design - single-stage and / or two-stage and / or multi-stage MZIs - allows the use of automated technological operations, which will ensure high technical characteristics and relatively low manufacturing cost of multiplexers.
Кроме использования в оптических коммуникационных сетях, многоканальные OADM с динамической функциональностью согласно изобретению могут иметь и другое применение, например, в многоканальных системах датчиков, для оптической фильтрации, в аналоговых системах самого различного назначения.In addition to being used in optical communication networks, multichannel OADMs with dynamic functionality according to the invention can also have other applications, for example, in multichannel sensor systems, for optical filtering, in analog systems of various purposes.
Рассмотренные примеры поясняют принцип работы, характеристики и возможные варианты конструкции настоящего изобретения. Специалистам в области волоконно-оптических систем связи должно быть очевидно, что в рамках настоящего изобретения возможны другие модификации и альтернативные варианты конструктивного исполнения многоканального OADM с динамической функциональностью согласно изобретению, не выходящие за рамки формулы изобретения.The examples discussed explain the principle of operation, characteristics and possible design options of the present invention. Specialists in the field of fiber-optic communication systems should be obvious that in the framework of the present invention, other modifications and alternative structural options for multi-channel OADM with dynamic functionality according to the invention are possible, without going beyond the scope of the claims.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Многоканальный OADM с динамической функциональностью согласно настоящему изобретению может использоваться в волоконно-оптических линиях и системах связи со спектральным уплотнением каналов, в том числе в магистральных линиях связи, где используется DWDМ-технология, и в региональных, городских и локальных системах связи, где используется СWDМ-технология.The multi-channel OADM with dynamic functionality according to the present invention can be used in fiber optic lines and communication systems with spectral channel multiplexing, including in trunk communication lines where DWDM technology is used, and in regional, city and local communication systems where CWDM technology is used.
Многоканальный OADM с динамической функциональностью согласно настоящему может быть реализован с помощью существующих интегрально- оптических технологий. The multi-channel OADM with dynamic functionality according to the present can be implemented using existing integrated optical technologies.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Многоканальный управляемый оптический мультиплексор ввода/вывода с динамической функциональностью для волоконно-оптической системы связи со спектральным уплотнением 2N каналов при N - целое число и при этом N>2 при спектральном интервале между соседними каналами Av0 для ввода/вывода 2м каналов при M - целое число и при этом 1< M< N, имеющий один входной порт (94), один выходной порт (95), 2м портов (96-1 ÷ 96-8) вывода, 2м портов (97-1 ÷ 97-8) ввода и включающий:1. A multi-channel controlled optical input / output multiplexer with dynamic functionality for a fiber-optic communication system with spectral multiplexing of 2 N channels at N is an integer and N> 2 at a spectral interval between adjacent channels Av 0 for input / output of 2 m channels when M is an integer and at the same time 1 <M <N, having one input port (94), one output port (95), 2 m output ports (96-1 ÷ 96-8), 2 m ports (97-1 ÷ 97-8) input and including:
- управляемый оптический мультиплексор (81-1, 91-1) ввода/вывода, обеспечивающий вывод 2м каналов в один порт (Drор) вывода и ввод новых 2м каналов на несущих частотах выведенных каналов в один порт (Аdd) ввода;- a controlled optical multiplexer (81-1, 91-1) of input / output, which provides the output of 2 m channels to one output port (Dror) and the input of new 2 m channels at the carrier frequencies of the output channels to one input port (Add);
- оптический демультиплексор (81-2, 91-2) конфигурации «lx2м», соединенный своим входным портом (∑Dеmuх) с портом (Drор) вывода указанного управляемого оптического мультиплексора (81-1, 91-1) ввода/вывода,- an optical demultiplexer (81-2, 91-2) of the “lx2 m ” configuration, connected by its input port (∑ Demux ) to the output port (Dror) of the specified controlled optical multiplexer (81-1, 91-1) of input / output,
- оптический мультиплексор (81-3, 91-3) конфигурации «2мxl», соединенный своим выходным портом (∑мuх) c портом (Аdd) ввода указанного управляемого оптического мультиплексора (81-1, 91-1) ввода/вывода,- an optical multiplexer (81-3, 91-3) Configuration "2 m xl», connected to its output port (Σm Ux) c port (ADD) input of said controllable optical multiplexer (81-1, 91-1) I / O ,
- контроллер (87, 98).- controller (87, 98).
2. Многоканальный мультиплексор по п.l, отличающийся тем, что указанный управляемый оптический мультиплексор (81-3, 91-3) ввода/вывода имеет:2. The multi-channel multiplexer according to claim 1, characterized in that said controlled optical multiplexer (81-3, 91-3) of input / output has:
- (N-M)-cтyпeнчaтyю структуру, содержащую в каждой ступени один оптический фильтр (51-1, 51-2, 51-3), имеющий один вход (g) и два выхода (p,k), выполненный с возможностью управляемой перестройки коэффициентов передачи, характеризующийся в ni-oй ступени при щ = 1, 2,..., (N-M) частотным интервалом между соседними экстремумами в зависимостях коэффициентов передачи от частоты Av111 = 2"1^1A V1 ;- (NM) -stable structure containing in each stage one optical filter (51-1, 51-2, 51-3), having one input (g) and two outputs (p, k), made with the possibility of controlled adjustment of the coefficients transmission, characterized in the nth stage with n = 1, 2, ..., (NM) the frequency interval between adjacent extremes in the dependence of the transmission coefficients on the frequency Av 111 = 2 " 1 ^ 1 AV 1 ;
- оптический сумматор (52), имеющий N-M+ 1 входов и один выход, соединенный с выходным портом (Оut).- an optical adder (52) having N-M + 1 inputs and one output connected to the output port (Out).
3. Многоканальный мультиплексор по п.2, отличающийся тем, что в указанной (N-M)- ступенчатой структуре:3. The multi-channel multiplexer according to claim 2, characterized in that in said (N-M) -step structure:
- оптический фильтр (51-1,51-2) каждой ступени, кроме последней ступени, одним из выходов (р) соединен со входом (g) оптического фильтра (51-2, 51-3, соответственно) последующей ступени, а другим выходом (к) соединен с одним из входов оптического сумматора;- the optical filter (51-1.51-2) of each stage, except for the last stage, is connected by one of the outputs (p) to the input (g) of the optical filter (51-2, 51-3, respectively) the next stage, and the other output (k) is connected to one of the inputs of the optical adder;
- оптический фильтр (51-1) первой ступени своим входом (g) соединен с входным портом (In);- the optical filter (51-1) of the first stage with its input (g) is connected to the input port (In);
- оптический фильтр (51-3) последней ступени одним выходом (к) соединен с другим одним входом оптического сумматора (52), а другим выходом (к) соединен с портом (Drор) вывода;- the optical filter (51-3) of the last stage with one output (k) is connected to another one input of the optical adder (52), and the other output (k) is connected to the output port (Drор);
- оптический сумматор (52) еще одним входом соединен с портом (Аdd) ввода.- the optical adder (52) is connected to the input port (Add) by another input.
- выход оптического сумматора (52) соединен с выходным портом (Оut).- the output of the optical adder (52) is connected to the output port (Out).
3. Многоканальный мультиплексор по п.l, отличающийся тем, что используется для управления вводом/выводом каналов в реконфигурируемом режиме, при этом указанные оптические демультиплексор (81-2) и мультиплексор (81-3) имеют фиксированные спектральные характеристики и контроллер (87) электрически связан с указанным управляемым оптическим мультиплексором (81-1) ввода/вывода.3. The multichannel multiplexer according to claim 1, characterized in that it is used to control the input / output of channels in a reconfigurable mode, wherein said optical demultiplexer (81-2) and multiplexer (81-3) have fixed spectral characteristics and a controller (87) electrically connected to the specified controlled optical multiplexer (81-1) input / output.
4. Многоканальный мультиплексор по п.l, отличающийся тем, что используется для управления вводом/выводом каналов в перестраиваемом режиме, при этом указанные оптические демультиплексор (91-2) и мультиплексор (91-3) имеют перестраиваемые спектральные характеристики и контроллер (98) электрически связан с указанными управляемым оптическим мультиплексором (91-1) ввода/вывода, оптическими демультиплексором (91-2) и мультиплексором (91-3).4. The multichannel multiplexer according to claim 1, characterized in that it is used to control the input / output of channels in a tunable mode, while said optical demultiplexer (91-2) and multiplexer (91-3) have tunable spectral characteristics and a controller (98) electrically connected to the specified controlled optical input / output multiplexer (91-1), optical demultiplexer (91-2) and multiplexer (91-3).
5. Многоканальный мультиплексор по п.4, отличающийся тем, что указанный оптический демультиплексор (91-2) включает М-ступенчатую структуру типа «дepeвo», содержащую в каждой n2-oй ступени при n2 =1, 2,..., M 2"2"1 оптических фильтров (61; 62-1, 62-2; 63-1, 63-2, 63-3, 63-4), имеющих, по меньшей мере, один вход (g, а, b, соответственно) и два выхода (p,k; e,f; c,b, соответственно), выполненных с возможностью управляемой перестройки коэффициентов передачи, характеризующихся в пг-ой ступени частотным интервалом между соседними экстремумами в зависимостях коэффициентов передачи от частоты, равным5. The multichannel multiplexer according to claim 4, characterized in that said optical demultiplexer (91-2) includes an M-stage structure of the "tree" type, containing in each n 2- th stage with n 2 = 1, 2, ... , M 2 "2" 1 optical filters (61; 62-1, 62-2; 63-1, 63-2, 63-3, 63-4) having at least one input (g, a, b, respectively) and two outputs (p, k; e, f; c, b, respectively), made with the possibility of controlled tuning of transmission coefficients, characterized in the nth step by the frequency interval between adjacent extrema in the dependences of transmission coefficients on h simplicity, equal
Av112 = T2+^-1Av1.Av 112 = T 2+ ^ - 1 Av 1 .
6. Многоканальный мультиплексор по п.5, отличающийся тем, что в указанном оптическом демультиплексоре (91-2) в указанной М-ступенчатой структуре один из входов (g) оптического фильтра (61) первой ступени соединен с входным портом (∑Dеmuх), каждый из двух выходов (c,d) оптического фильтра (63-1, 63-2, 63-3,63-4) последней ступени соединен с одним из выходных портов (Cl ÷ C8) и оптические фильтры (61; 62-1,62-2) в каждой ступени, кроме последней, соединены каждым их двух выходов (p,k; е/, соответственно) со входом (a,b) одного из оптических фильтров последующей ступени.6. The multi-channel multiplexer according to claim 5, characterized in that in the indicated optical demultiplexer (91-2) in the indicated M-stage structure, one of the inputs (g) of the optical filter (61) of the first stage is connected to the input port (∑ Dem u x ), each of the two outputs (c, d) of the optical filter (63-1, 63-2, 63-3.63-4) the last stage is connected to one of the output ports (Cl ÷ C8) and optical filters (61; 62-1.62-2) in each stage, except for the last, are connected by each of their two outputs (p, k; е /, respectively) with the input (a, b) of one of the optical filters of the next stage.
7. Многоканальный мультиплексор по п.4, отличающийся тем, что указанный оптический мультиплексор (91-3) включает М-ступенчатую структуру типа «дepeвo», содержащую в каждой n3-oй ступени при n3 = 1, 2,..., M не менее 2м~пЪ оптических фильтров (71-1, 71-2, 71-3, 71-4; 72-1, 72-2; 73), имеющих два входа (a,b; a,b; z,w, соответственно) и, по меньшей мере, один выход (c,d,e,f,v, соответственно) выполненных с возможностью управляемой перестройки коэффициентов передачи, характеризующихся в n3-oй ступени частотным интервалом между соседними экстремумами в зависимостях коэффициентов передачи от частоты Δ vпЪ - 2N→3 - Av1.7. The multichannel multiplexer according to claim 4, characterized in that said optical multiplexer (91-3) includes an M-stage structure of the "tree" type, containing in each n the 3rd stage with n 3 = 1, 2, ... , M at least 2 m ~ nb optical filters (71-1, 71-2, 71-3, 71-4; 72-1, 72-2; 73) having two inputs (a, b; a, b; z, w, respectively) and at least one output (c, d, e, f, v, respectively) made with the possibility of controlled adjustment of the transmission coefficients, characterized in the n 3rd stage by the frequency interval between adjacent extrema in the dependences of the coefficients before And from the frequency Δ v pb - 2 N → 3 - Av 1 .
8. Многоканальный мультиплексор по п.7, отличающийся тем, что в указанном оптическом мультиплексоре (91-3) в указанной М-ступенчатой структуре два входа (a,b) оптических фильтров (71-1 ÷ 71-4) первой ступени соединены с входными портами (Bl ÷ B8), один выход (v) оптического фильтра (73) последней ступени соединен с выходным портом (∑мuх) и оптические фильтры (72-1, 72-2) в каждой ступени, кроме первой и последней, соединены каждым из двух входов (a,Ъ) с выходом (c,d) одного из оптических фильтров (71-1 ÷ 71-4) предыдущей ступени, а одним выходом (ej)c одним из входов (z,w) одного (73) из оптических фильтров последующей ступени.8. The multi-channel multiplexer according to claim 7, characterized in that in the indicated optical multiplexer (91-3) in the indicated M-stage structure, two inputs (a, b) of the optical filters (71-1 ÷ 71-4) of the first stage are connected to input ports (Bl ÷ B8), one output (v) of the optical filter (73) of the last stage is connected to the output port (∑m ux ) and optical filters (72-1, 72-2) in each stage, except for the first and last, connected by each of the two inputs (a, b) with the output (c, d) of one of the optical filters (71-1 ÷ 71-4) of the previous stage, and one output (ej) with one of the inputs (z, w) of one o (73) from the optical filters of the next stage.
9. Многоканальный мультиплексор по любому из п.п. 2,5,7, отличающийся тем, что в качестве указанных оптических фильтров используются однокаскадные (10) и/или двухкаскадные (20) и/или многокаскадные (30,40) несимметричные интерферометры Маха-Цендера.9. Multichannel multiplexer according to any one of paragraphs. 2,5,7, characterized in that as these optical filters are used single-stage (10) and / or two-stage (20) and / or multi-stage (30.40) asymmetric Mach-Zehnder interferometers.
10. Многоканальный мультиплексор по любому из пп.2,5,7, отличающийся тем, что для управления настройкой коэффициентов передачи указанные оптические фильтры (10, 20, 30, 40) содержат электрооптические или термооптические устройства (15,27,28) фазового сдвига.10. A multi-channel multiplexer according to any one of paragraphs 2,5,7, characterized in that to control the adjustment of the transmission coefficients, said optical filters (10, 20, 30, 40) contain electro-optical or thermo-optical phase shift devices (15,27,28) .
11. Многоканальный мультиплексор по п.l, отличающийся тем, что выполнен по интегрально-оптической технологии на одном чипе. 11. The multi-channel multiplexer according to claim 1, characterized in that it is made by integrated-optical technology on a single chip.
12. Многоканальный мультиплексор по п.l, отличающийся тем, что входной порт (83,94), выходной порт (84,95), M портов (85-1 ÷ 85-8; 96-1 ÷ 96-8) вывода и M портов (86-1 ÷ 86-8; 97-1 ÷ 97-8) ввода выполнены с помощью световодов. 12. The multi-channel multiplexer according to claim 1, characterized in that the input port (83.94), output port (84.95), M ports (85-1 ÷ 85-8; 96-1 ÷ 96-8) of the output and M ports (86-1 ÷ 86-8; 97-1 ÷ 97-8) of the input are made using optical fibers.
1/91/9
1010
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000033_0001
Фиг. IAFIG. IA
Figure imgf000033_0002
Figure imgf000033_0002
Фиг.lБFig.lB
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 2/9SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 2/9
Figure imgf000034_0001
Figure imgf000034_0001
Фиг.2AFiga
а MZI-2 еand MZI-2 e
b fb f
Фиг.2БFigb
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 3/9SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 3/9
30thirty
((
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0001
Фиг.ЗАFig. ZA
Figure imgf000035_0002
Figure imgf000035_0002
Фиг.ЗБFig.ZB
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 4/9SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 4/9
Figure imgf000036_0001
Figure imgf000036_0001
ФИГ.4AFIGA
Figure imgf000036_0002
Figure imgf000036_0002
Фиг.4БFigb
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 5/9SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 5/9
Figure imgf000037_0001
Figure imgf000037_0001
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 6/9SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 6/9
Figure imgf000038_0001
Figure imgf000038_0001
Фиг.бАFig. BA
Figure imgf000038_0002
Figure imgf000038_0002
Фиг.бБFig. BB
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 7/9SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 7/9
Figure imgf000039_0001
Figure imgf000039_0001
Фиг.7AFiga
Figure imgf000039_0002
Figure imgf000039_0002
ФИГ.75FIG. 75
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 8/9SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 8/9
Figure imgf000040_0001
Figure imgf000040_0001
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Figure imgf000041_0001
SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
Figure imgf000041_0001
PCT/RU2005/000609 2005-11-29 2005-11-29 Dynamically functional multi-channel controllable optical add/drop multiplexer WO2007064240A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2005/000609 WO2007064240A1 (en) 2005-11-29 2005-11-29 Dynamically functional multi-channel controllable optical add/drop multiplexer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2005/000609 WO2007064240A1 (en) 2005-11-29 2005-11-29 Dynamically functional multi-channel controllable optical add/drop multiplexer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2007064240A1 true WO2007064240A1 (en) 2007-06-07
WO2007064240A8 WO2007064240A8 (en) 2007-10-25

Family

ID=38092480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2005/000609 WO2007064240A1 (en) 2005-11-29 2005-11-29 Dynamically functional multi-channel controllable optical add/drop multiplexer

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2007064240A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120103336A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 General Electric Company Ventilator System and Method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002011339A2 (en) * 2000-07-26 2002-02-07 Apa Optics, Inc. Multiplexer, demultiplexer and add/drop multiplexer for single mode optical fiber communication links
RU2204211C1 (en) * 2001-12-13 2003-05-10 Александровский Михаил Исаакович Subscriber optical communication line
US6602000B1 (en) * 1999-02-19 2003-08-05 Lucent Technologies Inc. Reconfigurable add/drop for optical fiber communication systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6602000B1 (en) * 1999-02-19 2003-08-05 Lucent Technologies Inc. Reconfigurable add/drop for optical fiber communication systems
WO2002011339A2 (en) * 2000-07-26 2002-02-07 Apa Optics, Inc. Multiplexer, demultiplexer and add/drop multiplexer for single mode optical fiber communication links
RU2204211C1 (en) * 2001-12-13 2003-05-10 Александровский Михаил Исаакович Subscriber optical communication line

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120103336A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 General Electric Company Ventilator System and Method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007064240A8 (en) 2007-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20030035168A1 (en) Spectrum division multiplexing for high channel count optical networks
WO2007064242A1 (en) Controllable optical multiplexer
WO2007064241A1 (en) Controllable optical add/drop multiplexer
JP4748524B2 (en) Arrayed waveguide grating type multiplexer / demultiplexer
US7907844B2 (en) Method and apparatus for hitless routing of optical signals in an optical transport network
WO2007064238A1 (en) Controllable multi-channel optical add/drop multiplexer
CA2332788C (en) Wavelength multiplexing/demultiplexing unit, wavelength multiplexing/demultiplexing apparatus and wavelength multiplexing/demultiplexing method
RU2380837C1 (en) Multichannel optical input/output multiplexer with dynamic functionality
RU2372729C1 (en) Multichannel controlled input/output optical multiplexer
KR100845061B1 (en) Wavelength selective device and switch and method thereby
JP4350044B2 (en) Optical switch device
WO2007064240A1 (en) Dynamically functional multi-channel controllable optical add/drop multiplexer
US6674937B1 (en) Optical wavelength routing circuits
US6785442B2 (en) Multi-order optical cross-connect
US20030174946A1 (en) Superstructure photonic band-gap grating add-drop filter
RU2390099C2 (en) Controlled optical add/drop multiplexer
JP3832742B2 (en) Optical multiplexer / demultiplexer
RU2389138C2 (en) Controlled optical multiplexer
JP2014160216A (en) Mach-zehnder interferometer type wavelength selection switch
RU2372728C1 (en) Controlled optical demultiplexer
JP4238069B2 (en) Optical wavelength multiplexer / demultiplexer
JP2003304197A (en) Wavelength multiple division circuit
JP5731946B2 (en) Wavelength selective switch
CN114924357B (en) Wavelength division multiplexing optical delay line based on cascade Mach-Zehnder interferometer structure
JP5731947B2 (en) Wavelength selective switch

Legal Events

Date Code Title Description
DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005857410

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008123178

Country of ref document: RU