[实用新型]一种可动态重构的多通道光分插复用器

说明书

本实用新型涉及一种光通信器件，更确切地说是涉及一种可动态重构的多通道光分插复用器结构。

光分插复用器OADM(Optical Add/Drop Multiplexer)的功能是从传输设备中选择地下路(Drop)通道中通往本地用户的信号，同时上路(Add)由本地用户发往另一节点用户的信号，上、下路进行的同时不能影响其它波长通道的传输。光分插复用器OADM的基本原理是：波分复用光信号(WDM)首先由解复用器把复用的各个波长解开，然后经过波长交换单元动态选择上、下路的波长，最后再由复用器复用到同一链路输出。用不同的方法实现解复用和复用，就可构成不同的光分插复用器OADM结构。

目前，已有多种光分插复用器OADM的实现方案，但总的说来可以分为可重构与非重构两种。其中可动态重构的布拉格光纤光栅(FBG)加环形器结构的OADM，在下路多路波长时，因多个波长通道下路在一根光纤中，还需用解复用器将它们分开；而阵列波导光栅(AWG)型的OADM，则存在通道间泄漏较大、串扰严重和不能下路干线上波长通道的缺点。

一种基于马赫-泽德干涉仪(MZI)和布拉格光纤光栅(FBG)的OADM模块，其结构如图1中所示，包括两个2×2的光耦合器(3dB)11、12，一个马赫-泽德干涉仪13和位于马赫-泽德干涉仪13两臂上的布拉格光纤光栅14。干线波分复用(WDM)信号从输入端口经2×2输入光耦合器11输入马赫-泽德干涉仪13的两臂，由于两臂上都具有反射特定波长的布拉格光纤光栅14，故输入波分复用WDM信号的特定波长将被布拉格光纤光栅14反射，从而使特定波长的信号再次从马赫-泽德干涉仪13的两臂反射回输入光耦合器11，在2×2的光耦合器11中发生干涉，在输入端口1(in)发生相消干涉，在另一3(drop)端口发生相长干涉，于是就实现了该波长信号的下路。同理，在输出光耦合器12实现上路(add)的目的。

上述过程可进一步解释为：2×2的光耦合器11或12，具有4个端口，其耦合通道与直通通道相比有π/2的位相差。如果波分复用(WDM)信号从1(in)端口输入，经过光耦合器11后分为两束，2端口与4端口的两束信号强度相同，但4端口的信号较2端口有π/2的相位滞后，两束有位相差的光信号在到达处于马赫-泽德干涉仪13两臂上的布拉格光纤光栅14时，与布拉格光纤光栅反射波长不同的光信号将通过布拉格光纤光栅，而与布拉格光纤光栅反射波长相同的光信号将受到布拉格光纤光栅的反射而从原路返回，并再次经过光耦合器11，这样在光耦合器11的1端口的两束光中有一束是二次经过光耦合器11的耦合通道，另一束却是二次经过光耦合器11的直通通道，因此两束反射光就有了π的位相差，发生了相消干涉导致反射光不会从1(in)端口输出，而在3(drop)端口输出，由于两束来源于1(in)端口的光束都有π/2的位相延迟，发生了相长干涉而从3(drop)端口输出，即，经过布拉格光纤光栅14反射的光信号通过相长干涉从3(drop)端口下路。同理，由于光耦合器12的π/2的相移使通过布拉格光纤光栅14的波长通道从其3(out)端口输出。至于发生在光耦合器12的上路信号具有与下路相同的过程，上路信号从1(add)端口输入，经光耦合器12分成等强度的两束，经布拉格光纤光栅14反射后再次通过光耦合器12并在3(out)端口干涉相长而输出。

上述基于马赫-泽德干涉仪(MZI)和布拉格光纤光栅(FBG)的OADM模块，与布拉格光纤光栅(FBG)加环形器结构的OADM相比，由于仅仅由光纤组成，故损耗低、体积小，且允许有高的输入功率，而与阵列波导光栅(AWG)型的OADM相比，其优点是能下路所有波长通道，且通道间串扰很小。

但，通过对上述基于马赫-泽德干涉仪(MZI)和布拉格光纤光栅(FBG)的OADM模块的分析，该基本结构的主要问题是只能上、下一路波长λ，不能适应目前高速发展的光网络越来越高的要求，因此迫切需要一种基于马赫-泽德干涉仪(MZI)和布拉格光纤光栅(FBG)的、可实现上、下路任意波长及上、下路任意1～N路光通道的OADM。