[发明专利]多级NxN空间耦合装置的运行方法

说明书

现代有广阔前景的光长途通信网络必须在容量、适应性、可靠性和透明性方面满足高要求。在光分频多路传输中进行数据传输和转接时可最佳满足这些对传输网络的要求。光分频多路传输(波分多路传输-WDM)是在一条光纤上集中了多个传输频道，这些频道通过其彼此相差几百GHz的光载频(波长)彼此分离。这时最高可能的频道数受限于光纤放大器的增益带宽。

光十字接头(OCC)用于光频道的半永久性无阻塞的耦合。这种光十字接头通常既配备频率转换级也配备空间转换级。

从ICC’93 Conf.Rec.Vol.3/3，1300-1307，Fig.10在这方面可以获悉一种WDM耦合装置，在其输入一侧具有，进入到附属的输入光纤上的光信号各按频率分离的波长信号分离器，跟随其后的空间耦合装置(空间开关)，各输入的波长转换为出发的波长的可调节的波长转换器以及在其输出一侧具有，传送到这一侧的波长合并的波长多路转换器。

从通信技术杂志(ntz)46(1993)1，16-21页，图13和14可以获悉WDM-耦合装置，在这种装置中也在输入一侧配备有波分多路传输器(图13中为1/N；图14中未命名)，在其输出一侧配备有波分多路传输器(图13中为N/1；图14中未命名)，波长转换器(图13中为频率分级；图14中为滤波器和变频器)用于波长转换为各发出的波长，以及处于其间的空间耦合装置(图13中为空间分级，图14中为光纤开关)。

在光学多路传输器(多路分离器)以及空间耦合装置的这种装置中，有时于空间耦合装置每一种输入端总是加相同的光频(波长)，因而在各具有M光载频的同一分频多路传输的单个光波导的同一频率复盖时，所有M个输入都重复空间耦合装置输入端的光频。

空间耦合装置的任务是让输入端无阻塞地与输出端相连接，即：在每一种负载情况下在任一空闲的输入端和任一空闲的输出端之间能够通过空间耦合装置接通一条途径。

对于具有N输入端和N输出端的空间耦合装置，一种可能的结构是在N个输入端或N个输出端上的各N个1×N树形结构与输入和输出树形结构之间的一个中间通路网络(Shuffle网络)的一种组合；这时具有角锥体的每一树形结构由1×2开关组成。

可是光1×2开关的技术上实现只显示出有限的串音衰减。各信号的一部分也到达恰好未选择的输出端，这作为空间耦合装置的一个信号途径的串音影响另一个信号途径。因此在还不能有令人满意的串音衰减的，今天可使用的半导体为基础的光开关情况下，由这种开关构成的空间耦合装置，并不能直接了当地满足系统技术上的那些要求。这时，尤其是同一光频的两频道之间的串音是关键性的，而在另一光频的串音信号情况下，通过置于空间耦合装置后的多路转换器级滤波器的附加的足够大的串音衰减能够起作用。

(根据DE-A1-4 432 728)为了在具有一个光输入端/输出端和N个光输出端/输入端的树形结构内的光1×N开关矩阵有比较高的串音抑制，其组成如下：

—把输入端/输出端与每一输出端/输入端相连接的光波导结构，由自行从输入端/输出端向着输出端/输入端的方向在分叉点树形分叉的光波导组成，以及

—由为了在从该分叉点分叉的波导之间有选择地转换的每个分叉点的每一个光转换开关组成；

给输出端/输入端各派给一光门开关；为了依据分叉点转换开关的开关状态有选择地对该输出端/输入端的光放行和阻塞，从该分叉点把一个分叉的波导与该输出端/输入端连接在一起；

在具有N个光输入端和N个光输出端的树形结构的光N×N开关矩阵内，其组成如下：

—二矩阵系；由各N个光1×N开关矩阵组成，其中每一1×N开关矩阵各配备一个光输入端/输出端和各N个光输出端/输入端；和

—具有二个由各N×N光接口组成的接口系的光交换网络；其每一接口用作光输入端和/或输出端，其中一个接口系的每一接口光学上与另一个接口系的每一接口是可连接的，其中

—每一矩阵系的N个光1×N开关矩阵的全部N×N光输出端/输入端与每一接口系的N×N光接口并联；

—每一矩阵系的N个光1×N开关矩阵的总共N个光输入端/输出端组成N×N开关矩阵的N个输入端和/或N个输出端，

光1×N开关矩阵可以是以上述方式组成的1×N开关矩阵。