[实用新型]2×2波长选择交叉连接器

说明书

技术领域

本实用新型属于光通信器件，特别涉及全光波分复用通信网络中的光通信器件。

背景技术

传统通信网基于电子技术，由于电子器件的速率已经越来越接近物理和技术上的极限，进一步提高速率将使系统成本大大增加。要消除目前光纤传输网中由于存在光/电-电/光转换而引起的电子瓶颈，其出路是采用宽带、大容量、高速的波分复用全光通信技术。波分复用全光通信网络中，不存在光-电-光转换的环节，不同的网络节点分配不同的光波波长，光波波长直接用于节点路由。光交叉连接器(OXC)无疑是这种全光波长路由网络的核心器件。光交叉连接器中没有波长转换能力的称为波长选择交叉连接器(WSXC)，有波长转换能力的称为波长转换交叉连接器(WIXC)。

艾利森电话股份有限公司T.奥古斯特松提出的专利公开号CN1307767A、名称为“用于交换光波长的方法和波长选择开关”的发明由多模干涉波导、波长选择交叉结构、相位控制元件以及连接波导构成；T.奥古斯特松提出的专利公开号CN1249823A、名称为“光学装置”的发明由多模干涉波导、相位控制元件和布拉格光栅构成。上述发明利用相位控制元件实现波长选择，要求各相位控制元件的改变相位到相同的程度，属于模拟控制方法，它在实现上较困难，要求对相位畸变的波长进行相位补偿，各相位控制元件相位改变的不匹配将严重影响器件的性能。其次，上述发明采用多模干涉(MMI)原理进行分光，要求输入光信号功率要在几个输出端进行分配，导致光信号的功率减小。

发明内容

本实用新型提出一种2×2光波长选择交叉连接器，目的在于简化波长选择控制，降低光信号功率的损耗，并有利于实现多端口、多波长选择交叉连接器件的集成。

本实用新型的一种2×2光波长选择交叉连接器，包括一个以特性相同的周期性布拉格光栅为两臂的马赫-曾德干涉仪，具有完全对称结构，其特征在于：(1)其还包括上、下1×2光开关，上、下Y形合波器和一对相互交叉的光波导；所述上、下1×2光开关各具有一个光输入端口、两个光输出端口和一个控制端口；所述上、下Y形合波器各具有一个光输出端口和两个光输入端口；由特性相同的周期性布拉格光栅为两臂的马赫-曾德干涉仪有四个对称的端口；(2)上1×2光开关的一个输出端与马赫-曾德干涉仪上耦合器的左端口相连，上1×2光开关的另一个输出端通过光波导连接下Y形合波器的一个输入端口；(3)下1×2光开关的一个输出端与马赫-曾德干涉仪下耦合器的左端口相连，下1×2光开关的另一个输出端通过光波导连接上Y形合波器的一个输入端口；(4)上Y形合波器的另一输入端口与马赫-曾德干涉仪上耦合器的右端口相连，下Y形合波器的另一输入端口与马赫-曾德干涉仪下耦合器的右端口相连；(5)上、下1×2光开关的输入端口作为2×2波长选择交叉连接器的两个输入端；上、下1×2光开关的控制端口作为2×2波长选择交叉连接器的两个控制信号输入端；上、下Y形合波器的输出端作为2×2波长选择交叉连接器的两个输出端。

所述的2×2光波长选择交叉连接器，其特征在于：所述上、下1×2光开关的结构及特性完全相同；所述上、下Y形合波器的结构及特性完全相同；所述两个相互交叉的光波导几何尺寸和物理特性完全相同。

本实用新型所能选择交叉连接的光波长由构成马赫-曾德干涉仪两臂的周期性布拉格光栅的中心波长决定，通过对1×2光开关的控制，可以实现对所选择光波长的交叉连接，1×2光开关的控制信号只有“开”和“关”两种状态，可以将输入的光信号选择性的引入到其两个输出端口中的一个端口，属于数字控制方法，并且不存在光信号功率在多个端口的分配。本实用新型可以通过多级网络连接的方式实现多端口多波长的光波长选择交叉连接器。一个非阻塞性的单波长2^m×2^m波长选择交叉连接器可由(2m-1)2^m-1个相同的本实用新型模块通过2m-1级的多级网络互连构成；一个非阻塞性的N波长2^m×2^m波长选择交叉连接器，可由N个不同波长的非阻塞性的单波长2^m×2^m波长选择交叉连接器模块串联而成。多级互连网络可采用Banyan或Benes等多级互连结构。基于右混洗及左混洗互连网络的波长选择交叉连接器具有高度的模块化结构，便于实现器件的集成。