基于同频串绕特性浅析光纤光栅组合型交错解复用器

　　摘　要：结合分插复用器的同频串绕特性,主要就光纤光栅组合型交错复用器(Interleaver)的解复用原理做了介绍。本文提出的思路对今后该器件的制作有一定的参考价值。

　　关键词：光纤光栅；交错复用器；同频串绕；解复用器

1引言

　　密集波分复用DWDM作为光纤通信的技术之一，其核心器件是光波分复用/解复用器，实质是一个光学波段的滤波器，将不同波长的信号光在频率域和空间域分开，或实现合波功能。

　　波分复用的一个重要指标就是信道间隔，即相邻信道间标称中心波长/频率的间隔。为实现50 GHz信道间隔的密集波分系统，同时避免器件技术的过分复杂和高成本，在2000年3月的OFC展会上，多家公司提出一种群组滤波器，Chroum公司称之为Slicer，Wave Splitter和JDSUniphase等公司称之为Interleaver［1］。他的出现巧妙地解决了DWDM系统信道间隔不断细化同传统光学滤波技术间的矛盾，是一种快速发展、很有前景的新型复用/解复用器件。

2光纤光栅组合型Interleaver

2.1Interleaver的工作原理

　　Interleaver的基本工作原理［1，2］如图1所示，由2个中心波长交错且频率间隔均为目标间隔2倍的普通复用/解复用器组合使用，一个专门配合偶信道，另一个专门配合奇信道，再接续1个可以将信号按奇偶信道分开的Interleaver，就可实现目标频率间隔。

2.2光分插复用器的同频串绕分析

　　光纤光栅型光分插复用器器件倍受青睐。但是光网络中光分插复用器会引入串扰，如何减小串扰特别是同频串扰［3］是亟待解决的问题。本文对两种不同结构的光纤光栅和环形器组成的光分插复用器的同频串扰进行了实验研究，结果表明，与常规的Ⅰ型结构光分插复用器相比，在光纤光栅的反射率相同的情况下，Ⅱ型结构中因为串接一个与第一个光纤光栅常量相同的光栅来反射由第一个光栅泄漏的光，则由上载端泄漏到下载端的同频串扰减少了24.4dB，由下载端泄漏到上载端的同频串扰减少了23.6 dB。这样可以减小上载通道与下载通道以及上载通道与光分插复用器输出端口的同频串扰。

2.3光纤光栅组合型Interleaver

　　自从1989年Meltz等人用紫外光写入技术制作出第一根实用型光纤光栅以来，光纤光栅在光电子领域以及光纤通信系统中被广泛应用。其中一个主要应用是基于光纤光栅窄带滤波特性的密集波分复用，光纤光栅的基本原理相当于一个带阻滤波器。

　　受光纤光栅型光分插复用器的同频串绕特性研究的启发，并结合美国ETek Dyn amics公司推出的一种组合型波分复用器件［1，4］，本文提出一种采用熔融拉锥耦合器，光纤布拉格光栅及其环形器构成的解复用器，其信道间隔可达0.4nm。虽说 他比以往的组合型N路波分复用器件多接了N个光纤光栅，但与传统的组合型波分复用器件相比，对抑制同频串绕却非常见效。8信道解复用器的工作原理如图3所示。





　　在解复用器中，信道间隔为0.4 nm的8波长光信号通过光隔离器输入到熔锥3 dB光纤耦合器，并被分配到2个相等的输出臂中，每个臂上配置4个高反射率的光纤光栅，相继阻止了4个波长的光信号。通过4个波长的光信号的间隔由0.4 nm变为0.8 nm。对光纤耦合器臂1来说，4个奇数波长的光信号被4个光纤光栅阻止，而剩下的4个偶数波长的光信号被环形器1的端口1传送到端口2，其中λ2，λ6两个波长的光信号被4个光纤光栅（两个λ2和两个λ6）从端口2反射到端口3，λ4，λ8两个波长的光信号直接通过。此时信道间隔变为1.6 nm，实现Interleaver的解复用功能。4个奇数波长的光信号原理同上。

3结语

　　本文依据对光纤光栅型光分插复用器的同频串绕特性研究，并结合美国ETek Dy namics公司推出的一种组合型波分复用器件，提出一种采用熔融拉锥耦合器，光纤布拉格光栅及其环形器构成的复用器。并以8信道解复用器的工作原理为例，介绍了光纤光栅组合型复用器Inter leaver的工作原理。虽说他比以往的组合型N路波分解复用器件多接了N个光纤光栅，但与传统的组合型波分复用器件相比，其抑制同频串绕非常见效。但是，他使用价格昂贵的光环形器，随着复用信道数目N的增加，复杂性和成本也随之增加。此外，光纤光栅的典型尺寸为cm量级或更长，级连很多个光纤光栅将使器件体积增大。但是光纤光栅温度稳定性较好，实用化技术成熟。所以，采用本文所提出的这种Interleaver虽说多接了N个光纤光栅，却可以大大抑制同频串绕，为以后的光纤光栅组合型复用器Interlea ver的制作提供了一个很好的思路。

参考文献

［1］蔡燕民，陈高庭，方祖捷.波分复用系统中的交错复用器(Interleaver)技术［J］.激光与光电子学进展，2002，39(1)：16.
［2］张瑞峰，葛春风，王书慧，等.奇偶交错空分滤波器［J］.光电子·激光，2002，13(6)：652-656.
［3］黄永林，项阳，李杰，等.光纤光栅和环形器组成的光分插复用器同频串扰特性研究［J］.光学学报，2003，23(4)：438-440.
［4］傅永军，谭中伟，刘艳，等.利用光纤光栅研制分插复用器，光隔离器与分插复用器［J］.2002，(6)：46-48.

作者：
周　玲1，鲁怀伟1,2，李湘文1
(1.兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州730 070；
2.兰州交通大学数理与软件工程学院兰州730070)
来源：现代电子技术