一种光波长选择耦合器 【技术领域】
本发明涉及通信领域的光网络系统， 尤其涉及一种光波长选择耦合器。背景技术 随着光纤通信技术的快速发展， 光线通信技术越来越成熟， 光网络的成本也越来 越低， 目前能够到达大部分网络用户的光网络已经得到了普及， 形成了大规模的光网络系 统。
随着光纤通信技术的进一步发展， 利用现有的光网络系统进行远程控制以及提高 光网络系统的智能化， 成为了今后光网络发展的一种趋势。
为了适应这种趋势， 目前出现了许多无源的光分离功能模块和光导向功能模块， 比如， 光功率分离器和光分插复用器 (Optical add and dropmultiplexier， OADM)。其 中的光功率分离器， 可以将一束光按照一定的功率比例分给各分支光线， OADM 是波分复用 (WDM) 光网络的关键器件， 用于从传输光路中有选择地接收和发送不同波长的光， 同时不影 响其他波长的光的传输。薄膜滤波器 (Thin Film Filter， TFF) 是一种典型的 OADM 器件， 分支耦合器 (Tap coupler) 是一种典型的光功率分离器， 关于薄膜滤波器和分支耦合器的 具体结构， 请参见图 1 和图 2。
图 1 是目前薄膜滤波器的结构示意图。
如图 1 所示， 薄膜滤波器共有三个端口， 分别为通用端口 C、 透射端口 P 和反射端口 R， 其中透射光和反射光均能从端口 C 进出， 只有透射光能够进出端口 P， 只有反射光能够进 出端口 R， 同一薄膜滤波器的端口 C 和端口 P 可以通光， 端口 C 和端口 R 可以通光， 但是端口 P 和端口 R 不能通光。
图 2 是目前分支耦合器的结构示意图。
如图 2 所示， 分支光线耦合器共有三个端口， 分别为一个通用端口 C 和两个分支端 口， 其中两个分支端口记为端口 A 和端口 B。其中， 从端口 C 进入的光可以按照预定的比例 分别传输到端口 A 和端口 B 中， 例如， 将 20％ ( 功率比例 ) 的光传输到端口 A， 将 80％ ( 功 率比例 ) 的光传输到端口 B ； 从端口 B 进入的光可以传输到端口 C， 从端口 A 传输的光也可 以传输到端口 C， 但是端口 A 和端口 B 之间不能通光。
可见， 目前的光功能模块可以只透射或反射特定波段的光或者将一束光分到不同 的光纤。 然而， 在光网络检测和诊断等特殊应用中， 有时需要既从主流光通道中分离出所需 波段的光， 又将该波段的光耦合回主流通道， 但是目前的光功能模块还不能满足这种需要。
发明内容 有鉴于此， 本发明实施例的目的在于提供一种光波长选择耦合器， 以实现从光通 道中分离出所需波段的光， 同时将该波段的光耦合回所述光通道。
为达到上述目的， 本发明实施例的技术方案具体是这样实现的 ：
一种光波长选择耦合器， 该耦合器包括第一薄膜滤波器、 第二薄膜滤波器和分支
耦合器 ；
所述第一薄膜滤波器的端口 P 或端口 R 与所述第二薄膜滤波器的端口 P 或端口 R 相连 ；
所述第一薄膜滤波器中的未与所述第二薄膜滤波器相连的端口 R 或端口 P 与所述 分支耦合器的端口 C 相连 ；
所述第二薄膜滤波器中的未与所述第一薄膜滤波器相连的端口 R 或端口 P 与所述 分支耦合器的端口 A 相连 ；
所述分支耦合器的端口 B 与应用端口相连 ；
所述第一薄膜滤波器的端口 C 和所述第二薄膜滤波器的端口 C 与第一光通道相 连；
所述端口 P 是薄膜滤波器透射光出入的端口 ； 所述端口 R 是薄膜滤波器反射光出 入的端口 ； 所述端口 C 是薄膜滤波器通用端口， 透射光和反射光均能够从薄膜滤波器的端 口 C 出入 ； 所述端口 A 和所述端口 B 是分支耦合器的分支端口， 分支耦合器通用端口 C 将进 入的光按照预定比例分到端口 A 和端口 B。
由上述技术方案可见， 本发明通过将两个薄膜滤波器和一个分支耦合器进行组 合， 具体地， 将第一薄膜滤波器的端口 P 或端口 R 与第二薄膜滤波器的端口 P 或端口 R 相连， 第一薄膜滤波器中没有与第二薄膜滤波器相连的端口 R 或端口 P 与分支耦合器的端口 C 相 连， 第二薄膜滤波器中没有与第一薄膜滤波器相连的端口 R 或端口 P 与分支耦合器的端口 A 相连， 第一薄膜滤波器的端口 C 和第二薄膜滤波器的端口 C 与第一光通道相连， 所述分支 耦合器的端口 B 与应用端口相连， 既可以将第一光通道中特定波段的光通过第一薄膜滤波 器和分支耦合器从第一光通道中分离出来， 经由分支光线耦合器的端口 B 发送到特定的应 用端口， 又可以将该特定波段的光经由分支耦合器的端口 A 和第二薄膜滤波器耦合回第一 光通道， 实现了从光通道中分离出所需波段的光， 同时将该波段的光耦合回所述光通道的 功能。 附图说明
图 1 是目前薄膜滤波器的结构示意图 ；
图 2 是目前分支耦合器的结构示意图 ；
图 3 是本发明提供的光波长选择耦合器的第一结构示意图 ；
图 4 是本发明提供的光波长选择耦合器的第二结构示意图 ；
图 5 是本发明提供的光波长选择耦合器的第三结构示意图 ；
图 6 是本发明提供的光波长选择耦合器的第四结构示意图。 具体实施方式
为使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下参照附图并举实施例， 对 本发明进一步详细说明。
本发明提供的光波长选择耦合器， 包括第一薄膜滤波器、 第二薄膜滤波器和分支 耦合器。
其中， 第一薄膜滤波器的端口 P 或端口 R 与第二薄膜滤波器的端口 P 或端口 R 相连， 第一薄膜滤波器中的未与第二薄膜滤波器相连的端口 R 或端口 P 与分支耦合器的端口 C 相连， 第二薄膜滤波器中的未与第一薄膜滤波器相连的端口 R 或端口 P 与分支耦合器的端 口 A 相连， 第一薄膜滤波器的端口 C 和所述第二薄膜滤波器的端口 C 与第一光通道相连， 分 支耦合器的端口 B 与应用端口相连。
所述第一薄膜滤波器的端口与分支耦合器的端口 C 相连和所述第二薄膜滤波器 的端口与分支耦合器的端口 A 相连共同构成的光通道可以称为第二光通道， 所述第二光通 道是被薄膜滤波器过滤出来的波长或波段上下行的光通道。
所述第一薄膜滤波器的端口与分支耦合器的端口 C 相连和所述的分支耦合器的 端口 B 与应用端口相连共同构成的光通道可以称为第三光通道， 所述第三光通道是被控制 的仪器进行控制命令和数据传输的上下行光通道。
其中应用端口可以是控制端口或者数据传输端口或者第三光通道的入口。
当第一薄膜滤波器的端口 P 与第二薄膜滤波器的端口 P 相连， 或者第一薄膜滤波 器的端口 R 与第二薄膜滤波器的端口 R 相连时， 第一薄膜滤波器的透射光的波段与第二薄 膜滤波器的透射光的波段相同、 第一薄膜滤波器的反射光的波段与第二薄膜滤波器的反射 光的波段相同。
当第一薄膜滤波器的端口 P 与第二薄膜滤波器的端口 R 相连， 或者第一薄膜滤波 器的端口 R 与第二薄膜滤波器的端口 P 相连时， 第一薄膜滤波器的透射光的波段与第二薄 膜滤波器的反射光的波段相同、 第一薄膜滤波器的反射光的波段与第二薄膜滤波器的透射 光的波段相同。
其中的第一光通道既可以是上行光通道， 也可以是下行光通道。
其中的第一薄膜滤波器和第二薄膜滤波器既可以是边带滤波器也可以是带通滤 波器， 可以使得所需波段的光从端口 P 或者端口 R 传输， 也就是仅透射所需波段的光或者仅 反射所需波段的光。
下面结合图 3 ～图 6 对本发明提供的光波长选择耦合器进行说明。
图 3 ～图 6 中， 薄膜滤波器 A 是第一薄膜滤波器， 薄膜滤波器 B 是第二薄膜滤波器。
图 3 是本发明提供的光波长选择耦合器的第一结构示意图。
薄膜滤波器 A 的端口 C 和薄膜滤波器 B 的端口 C 均与第一光通道相连， 薄膜滤波 器 A 的端口 P 与薄膜滤波器 B 的端口 P 相连， 薄膜滤波器 A 的端口 R 与分支耦合器的端口 C 相连， 薄膜滤波器 B 的端口 R 与分支耦合器的端口 A 相连， 分支耦合器的端口 B 与应用端 口相连， 其中， 图 3 示出的应用端口是控制端口， 实际应用时还可以是数据传输端口或者第 二光通道的入口。
下面对图 3 所示波长选择耦合器的工作原理进行介绍。
第一光通道上的光通过薄膜滤波器 A 的端口 C 进入薄膜滤波器 A， 滤波器 A 从端 口 C 进入的光中过滤出所需波段的光， 将所需波段的光通过端口 R 发送到分支耦合器的端 口 C， 将其他波段的光通过端口 P 发送到薄膜滤波器 B 的端口 P。分支耦合器将从其端口 C 进入的光按照预定的比例分到端口 A 和端口 B 上， 分到端口 A 上的光通过薄膜滤波器 B 的 端口 R 进入薄膜滤波器 B， 从薄膜滤波器 B 的端口 R 进入的光与从薄膜滤波器 B 的端口 P 进 入的光在薄膜滤波器的端口 C 汇合并进入第一光通道， 也就是说， 分支耦合器端口 A 发出的 光经过薄膜滤波器 B 的端口 R 和端口 C 耦合回第一光通道， 分到端口 B 上的光进入特定的应用端口， 图 3 示出的是控制端口。
其中， 从分支耦合器的端口 C 进入的光分到端口 A 上的比例与分到端口 B 上的比 例可以根据需要确定， 例如当与端口 B 相连的控制端口需要较高功率的光控制信号时， 可 以将分到端口 B 的光的比例设计的高一些， 但分到端口 A 上的比例与分到端口 B 上的比例 之和是 100％。
当与分支耦合器的端口 B 相连的应用端口是控制端口时， 可以在第一光通道的远 程端口 I 处向薄膜滤波器 A 的端口 C 发送光控制信号， 则薄膜滤波器 A 可以根据该光控制信 号所在波段将该光控制信号通过端口 R 传到分支耦合器的端口 C， 进而通过分支耦合器的 端口 B 发送到相应的控制端口， 从而实现远程光控制， 并且由于该光控制信号所在波段的 光还可以耦合回第一光通道， 因此也不会影响第一光通道中光信号的传输， 其中， 第一光通 道中的光信号可以对第一光通道进行第一光通道故障探测， 也可以仅用于携带数据信息， 或者仅用于携带控制信息， 或者用于携带数据信息和控制信息。
与分支耦合器的端口 B 相连的应用端口除了可以是控制端口外， 还可以是数据传 输端口， 或者是第二光通道等其他类型的应用端口。当是数据传输端口时， 可以通过端口 B 依次经由分支耦合器的端口 C、 薄膜滤波器的端口 R 和端口 A 与第一光通道的端口 I 进行光 数据信号的传输， 其中， 该光数据信号的传输可以是单向的， 也可以是双向的。当是第二光 通道时， 可以通过薄膜滤波器 A 的端口 C、 端口 R、 分支耦合器的端口 C 和端口 B 构成的光通 路， 从第一光通道的远程端口 I 发送探测信号， 对第二光通道进行检测和故障诊断。 图 3 所示光波长选择耦合器中， 对于与分支耦合器的端口 B 相连的应用端口所需 波段的光， 薄膜滤波器 A 和薄膜滤波器 B 都仅对该所需波段的光进行反射。其中， 所述所需 波段的光可以是大于第一预定波长的光或者小于第二预定波长的光， 则相应地， 薄膜滤波 器 A 和薄膜滤波器 B 相当于边带滤波器， 所述所需波段的光还可以是大于第三预定波长且 小于第四预定波长的光， 则相应地， 薄膜滤波器 A 和薄膜滤波器 B 相当于带宽滤波器。
图 4 是本发明提供的光波长选择耦合器的第二结构示意图。
图 4 所示的第二结构与图 3 所示的第一结构的区别在于， 薄膜滤波器 A 的端口 R 与薄膜滤波器 B 的端口 R 相连， 薄膜滤波器 A 的端口 P 与分支耦合器的端口 C 相连， 薄膜滤 波器 B 的端口 P 与分支耦合器的端口 A 相连。
关于图 4 所示波长选择耦合器的工作原理， 薄膜滤波器 A 和薄膜滤波器 B 都透射 应用端口所需波段的光， 其他部分可以参照 3 所示波长选择耦合器的工作原理的介绍， 此 处不再赘述。
图 5 是本发明提供的光波长选择耦合器的第三结构示意图。
图 5 所示的第三结构与图 3 所示的第一结构的区别在于， 薄膜滤波器 A 的端口 P 与薄膜滤波器 B 的端口 R 相连， 薄膜滤波器 A 的端口 R 与分支耦合器的端口 C 相连， 薄膜滤 波器 B 的端口 P 与分支耦合器的端口 A 相连。
关于图 5 所示波长选择耦合器的工作原理， 薄膜滤波器 A 反射应用端口所需波段 的光、 且薄膜滤波器 B 透射应用端口所需波段的光， 其他部分可以参照 3 所示波长选择耦合 器的工作原理的介绍， 此处不再赘述。
图 6 是本发明提供的光波长选择耦合器的第四结构示意图。
图 6 所示的第四结构与图 3 所示的第一结构的区别在于， 薄膜滤波器 A 的端口 R
与薄膜滤波器 B 的端口 P 相连， 薄膜滤波器 A 的端口 P 与分支耦合器的端口 C 相连， 薄膜滤 波器 B 的端口 R 与分支耦合器的端口 A 相连。
关于图 6 所示波长选择耦合器的工作原理， 薄膜滤波器 A 透射应用端口所需波段 的光、 且薄膜滤波器 B 反射应用端口所需波段的光， 其他部分可以参照 3 所示波长选择耦合 器的工作原理的介绍， 此处不再赘述。
图 3 ～图 6 所示光波长选择耦合器中， 薄膜滤波器的端口 P 对光信号的损耗相对 较小， 一般为 0.3db， 端口 R 对光信号的损耗相对较大， 一般为 0.5db， 因此从信号损耗角度 考虑， 图 3 所示结构为优选结构。
通过以上发明的波长选择耦合器可以把任何所需的监控光波长通道从同一根光 纤的上下行通道中分离出来， 然后用它来对远程的光模块进行控制， 并且用它来接收相应 的反馈信号。这在不影响正常业务时对光网络进行智能检测和监视有很大的作用。这些都 将大大降低运营商对光网络的运行和维护的成本。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围， 凡在 本发明的精神和原则之内所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范 围之内。