[发明专利]一种集成化可重构光插分复用器

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成化可重构光插分复用器(Reconfigurable OpticalAdd/Drop Multiplexer，ROADM)，特别地，这种可重构光插分复用器是通过在一个半径较大的可调微环谐振器(MRR)周围二维排布一系列半径较小的可调微环谐振器(MRR)实现的。

背景技术

21世纪是一个以网络为核心的信息时代，随着科学技术的迅猛发展，通讯领域的信息传输量爆炸式递增，普通的电信号网络已难以满足信息传输量的迅速增加。光信息传输网络作为信息传输的基础网络为信息时代的发展提供了有力的技术支持，近几年来受到科研人员的广泛关注，并得到了长足的发展，为社会的科技进步做出了很大的贡献。光网络是在光纤提供大容量、长距离、高可靠的传输媒质的基础上，利用光子和电子控制技术实现多节点网络的互联和灵活调度。光网络具有大带宽、大容量、高可靠等特点。波分复用(WDM)技术的出现进一步挖掘了光纤的带宽潜力，极大的增加了光纤的传输容量，这为光层的联网提供了有力保证，迅速提升了光网络的传输容量。

ITU-T提出的光传输网(OTN)以波长作为交换粒度，通过光交叉连接设备(OXC)和光分插复用设备(OADM)实现组网，形成具有高度灵活性、透明性和生存性的光网络。尤其是上世纪90年代以来，随着光纤通信技术的迅速发展，许多学者提出了“全光网络”的概念，即信号以光的形式穿过整个网络，直接在光域内进行信号的传输、再生和交换，中间不经过任何光电转换，以达到全光传输的透明性，实现在任意时间、任意地点、传送任意格式信号的理想目标。基于波分复用的全光通信网可使通信网具备更强的可管理性、灵活性和透明性。

新型光网络的发展对光电子器件提出了更新的要求。首先，通信运营商在提升光网络容量时，将更加关注光网络的灵活性、稳定性和可扩展性，以降低运营成本和应对快速变化的市场环境。在器件级上，发展可调谐器件、多功能集成的光开关器件和网络性能的监测器件将是构建智能光网络的基石。光插分复用器(OADM)作为全光网络的核心设备而越来越受到人们的重视。

光网络的迅速发展对传统的光插分复用器(OADM)也提出了更高的要求：

1)光网络向着灵活性和可扩展性的方向发展，从而要求光插分复用器不仅能够具有波长动态重构，而且可以利用软件对网络进行远程控制以支持波长预留和网络恢复的要求。显然，传统的光插分复用器(OADM)无法满足波长动态重构的功能，即难以满足网络发展的要求，而可重构的光插分复用器(ROADM)可以在一个节点上完成光信道的上下路以及光通道之间波长级别的交换，并且通过软件可以远程控制网络中的ROADM子系统，从而实现上下路波长的配置和调整，使网络具有动态重构和自愈功能，如果采用具有波长变换能力的模块，还可以实现开放式网络结构，使网络具有波长兼容性和业务透明性。

2)光网络向着高速、大容量方向发展，从而对光插分复用器传输容量的要求也大大提高。一般情况增加ROADM传输容量的方法有两种：a对于固定的信道数可以通过增加单个信道的容量来增加ROADM的传输容量；b对于固定的信道容量可以通过增加信道数来增加ROADM的传输容量。我们主要采取第二种方法即增加信道数来增加ROADM的传输容量。根据国际电信联盟(ITU)的规定对于一特定的系统，信道间隔是一定的，例如100GHZ的通信系统，信道间隔为0.8nm。对于基于微环谐振器的ROADM而言，微环的自由普范围(FSR)必须覆盖整个信道范围，所以对于基于微环谐振器的ROADM而言，提高传输容量可以通过增大微环的自由普范围(FSR)从而增加信道数来实现。由此可见，采取一定的措施扩展微环的自由普范围(FSR)显得尤为重要。本方案采用级联半径不同的双环的办法来扩展自由普范围(FSR)。

3)光网络向着大规模、高速、大容量方向的发展，对通信系统的可靠性提出了更高的要求。对于基于微环谐振器的ROADM而言，单环的洛伦茨型的滤波特性很难满足通信系统可靠性的要求，例如：假设微环的谐振波长为λ₀而实际工作的波长与λ₀可能有一个很小的偏差，这样实际工作的波长就不能准确的上下载，所以单环的洛伦茨型的滤波特性就很难满足系统可靠性的要求了。因为很小的波长漂移就很可能导致数据传输的错误。由此可见，对于高度稳定的通信系统而言，级联双环独特的平顶型的滤波特性具有很大的优势。它可以容许小范围的波长漂移。本方案就是采用级联双环独特的平顶滤波特性来提高通信系统的稳定性。