[发明专利]优化的多路复用器/多路分解器光结构

说明书

本发明涉及多路复用器/多路分解器(MUX/DEMUX)无源模光结构。

无源光系统用于执行对频率上分离的通道(例如波分多路复用(WDM)信号)的多路复用和/或多路分解。这使得能够为多个通道分配不同的波长(以及因此的频率)，使得它们能向下沿单个传输路径被传输而不互相干扰。级联互连无源光滤波器用于滤波单独的通道。

在这样的级联光滤波器的实现中，限制由无源滤波引起的通道劣化是重要的，通道劣化即是当通道通过滤波器时因滤波器引起的通道所经受的损失，或者是由滤波器反射的通道劣化。每个通道穿过的滤波器所引起的插入损失、反射损失和/或色散损失能引起劣化。

实现无源MUX/DEMUX的第一公知解决方案是使用级联无源滤波器，其每个滤波器具有对应一个通道的带宽，其中每个无源滤波器集中在一个不同的通道上。滤波器的数目与通道数目相同。然而，这引起某些通道相对于其他通道的相当高的劣化。实际上，在级联光滤波器中，除了滤波器在其上所集中的一个波长之外的所有剩余波长被反射到下一个滤波器，并且每个通道在被反射/丢弃或通过时经受劣化。因此，打算用于级联的最后一个滤波器的通道已经被反射的次数与在它之前滤波器的数目相同。

例如，在用于多路复用和/或多路分解具有40个通道的WDM信号的级联滤波器系统中，仅由反射损失(不考虑其他劣化损失)所引起的最后一个通道的劣化将大约是所述链的第一通道的劣化的四十倍。在很多情形下，这是不可接受的。具有这样劣化的通道可能需要进一步的放大从而保持通道质量。

试图减小通道劣化的一个现有技术系统包括基于级联类型8skip0滤波器的使用的MUX/DEMUX无源模结构(例如，具有由100GHz隔开的40个通道)。8skip0滤波器提取相邻的8-通道波段，并且然后级联通道滤波器用于从每个8-通道波段中提取单独的通道。通常，术语“xskip0滤波器”是具有通带带宽为x个通道的滤波器。

当与前面的解决方案相比时，这个模解决方案减少了每个通道所穿过的滤波器的数目。具有用于具有40个通道的WDM信号的标准建议，所述建议使用5个级联的8skip0滤波器，其中每个8skip0滤波器具有与其相关联的8个级联通道滤波器来将8个通道组分隔成单独的通道。

这个解决方案的一个问题是在8skip0滤波器边缘的通道承受来自那个滤波器的最大色散加上相邻8skip0滤波器的色散。换言之，在每个8skip0滤波器的带通特性曲线(传输曲线)的边缘的通道经受来自通过那个通道的8skip0滤波器和相邻的8skip0滤波器两者的色散。这意味着最接近滤波器的截止波长/频率的通道，以及因此在已由带通滤波器提取的在通道组/波段的边缘的通道，经受的色散是不在具有相邻8skip0滤波器的八通道组的边缘的通道所经受的色散的两倍。

应当理解的是，等效多路复用器是已知的。

实现无源MUX/DEMUX系统的另一个困难是除了满足低通道劣化的标准，也需要具有允许容易地增加系统所处理的通道的数目的模结构。例如，根据通道增加的需求来升级系统。另外，一般优选地为朝向系统中已经存在的通道的外侧安置附加通道，并且附加通道优选地邻近于系统中已经存在的外部通道。

本发明的实施例的目的是相比已知解决方案通过制造限制通道劣化的具有无源滤波器的可用MUX/DEMUX结构来改善上述缺点。本发明的实施例的另一个目的是提供能够容易地增加通道数目的模结构。

根据本发明的第一方面，提供用于从波长多路复用光信号中多路分解通道的光多路分解结构，其包括第一光滤波器、第二光滤波器以及至少一个第三光滤波器，其中第一光滤波器具有从光信号中提取第一组通道的带通特性，并且该二光滤波器具有对应于在第一光滤波器的通带内的波长的截止波长，并且其中第一光滤波器连接到第二光滤波器，使得第一光滤波器提取通道组后所剩余的通道被第二光滤波器滤波，使得第二组通道保留，并且其中至少一个第三光滤波器具有通带，该通带被设置来从第二组通道提取通道子集，该第二组通道与第一组通道是隔开的。

优选地，通道子集在波长上与第一组通道不相邻。至少一个通道位于通道子集和第一组通道之间。优选地至少一个通道，并且更优选地至少两个通道，将位于任何两个通带滤波器的通带之间，使得不将由另外的滤波器引起的任何劣化增加到接近滤波器的截止波长的通道所承受的任何劣化。对于带通滤波器，特征曲线具有在带通波长上面和下面区域的两个截止波长。