專(zhuān)利名稱(chēng)：一種帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信網(wǎng)絡(luò)中的光開(kāi)關(guān)，特別涉及一種帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
光通信網(wǎng)絡(luò)中，出于光路重構(gòu)、路由、保護(hù)和監(jiān)控的需要，對(duì)于光路的切換是必需的，小通道數(shù)的光開(kāi)關(guān)已普遍應(yīng)用，如Ix2、lx4等，但光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，特別是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，簡(jiǎn)稱(chēng)PON)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的需要，大通道數(shù)如1x128以上的光開(kāi)光有著迫切的需求。如圖1所示一個(gè)帶光時(shí)閾反射儀(Optical Time-Domain Reflectometer，簡(jiǎn)稱(chēng)0TDR)監(jiān)控功能的PON網(wǎng)，該網(wǎng)共享一個(gè)OTDR 102，需要將OTDR 信號(hào)光切換到眾多光信號(hào)路終端103(0ptical Line Terminal，簡(jiǎn)稱(chēng)0LT)到光分束器 105 (splitter)鏈路中的一條，一個(gè)IxN光開(kāi)關(guān)101可實(shí)現(xiàn)這一功能，N表示由0LT103、 WDM104、光分束器105構(gòu)成的光鏈路數(shù)目，并通過(guò)波分復(fù)用器(Wavelength-Division Multiplexing,簡(jiǎn)稱(chēng)WDM) 104將光耦合到OLT 103到光分束器105光鏈路中。光分束器105 將用戶(hù)擴(kuò)展至眾多光網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)106 (Optical Network Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)0NU)現(xiàn)有技術(shù)中，如美國(guó)專(zhuān)利5，621，829，提出了一種帶校準(zhǔn)的光電開(kāi)關(guān)，如圖2所示， 光纖陣列201由多個(gè)光纖形成，并固定在光纖陣列固定器202上，光信號(hào)從信號(hào)源208通過(guò)光纖209連接到光纖陣列201的一根光纖上，并從光纖陣列固定器202的端面出射，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡203變換成準(zhǔn)直光入射到反射鏡204上，該反射鏡通過(guò)掃描機(jī)構(gòu)205驅(qū)動(dòng)，可以獲得不同的反射角，從而使反射后的光信號(hào)再次通過(guò)準(zhǔn)直透鏡203準(zhǔn)直后，由光纖陣列201中的其中一根光纖輸出。上述裝置，在使用之前，需要進(jìn)行校準(zhǔn)。通過(guò)光功率計(jì)210獲得光纖陣列 201每根光纖的光功率，通過(guò)控制器211及掃描機(jī)構(gòu)205得到要使每根光纖到達(dá)最大耦合的控制參數(shù)，并將參數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)存212里。在使用過(guò)程中，由于溫度及器件內(nèi)部應(yīng)力的影響， 所需要的參數(shù)可能發(fā)生變化，上述發(fā)明由于采用了校準(zhǔn)光纖207，通過(guò)校準(zhǔn)功率計(jì)206測(cè)得新環(huán)境下針對(duì)校準(zhǔn)光纖207的參數(shù)變化，與原參數(shù)比較得到一個(gè)修正值，并將修正值應(yīng)用到光纖陣列201的耦合中。上述發(fā)明雖可以在一定程度上減輕環(huán)境變化造成的參數(shù)變化的影響，但做校準(zhǔn)的步驟繁瑣，在非線(xiàn)性特性存在的情況下，取樣的校準(zhǔn)光纖207并不能完全代表其它光纖，修正參數(shù)的不準(zhǔn)確使得耦合不能達(dá)到最大，因此不能滿(mǎn)足PON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)對(duì)大通道數(shù)光開(kāi)關(guān)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為克服以上缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種能滿(mǎn)足PON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)對(duì)大通道數(shù)光開(kāi)關(guān)要求的帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)。為達(dá)到以上發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，由一個(gè)反射機(jī)構(gòu)，一個(gè)準(zhǔn)直透鏡和至少含有兩個(gè)以上光波導(dǎo)的光纖陣列及光纖陣列固定器組成，還包含一個(gè)平面波導(dǎo)陣列，一端與所述光纖陣列固定器耦合；一個(gè)耦合陣列從所述平面波導(dǎo)陣列中耦合出部分光信號(hào)；一個(gè)光接收器陣列接受來(lái)自所述耦合陣列的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從所述光纖陣列中的一條光纖傳導(dǎo)的光信號(hào)經(jīng)所述光纖陣列固定器耦合進(jìn)所述平面波導(dǎo)陣列的一個(gè)波導(dǎo)，并從平面波導(dǎo)陣列的另一端出射至準(zhǔn)直透鏡，變成準(zhǔn)直光信號(hào)后入射到反射機(jī)構(gòu)，被反射后再經(jīng)準(zhǔn)直透鏡聚焦，耦合進(jìn)所述平面波導(dǎo)陣列其中一條波導(dǎo)，再傳導(dǎo)并耦合至所述光纖陣列。

所述反射機(jī)構(gòu)位于準(zhǔn)直透鏡一側(cè)的焦平面上，所述平面波導(dǎo)陣列的出射面位于準(zhǔn)直透鏡另一側(cè)的焦平面上。 所述平面波導(dǎo)陣列含有至少與光纖陣列的光纖數(shù)相同的波導(dǎo)數(shù)，波導(dǎo)間距在與光纖陣列耦合的一端大于其光信號(hào)出射端。所述耦合陣列是集成到平面波導(dǎo)陣列的耦合波導(dǎo)陣列。所述光接收器陣列與所述耦合波導(dǎo)陣列貼合，接受來(lái)自耦合波導(dǎo)陣列的光信號(hào)， 并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。所述平面波導(dǎo)陣列與光纖陣列之間有一斜面，所述耦合陣列是指這一斜面，該斜面處的平面波導(dǎo)和光纖陣列鍍有多層介質(zhì)膜，以反射部分光信號(hào)。所述光接收器陣列在與所說(shuō)平面波導(dǎo)陣列一側(cè)，接收從斜面耦合出的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。所述反射機(jī)構(gòu)是一個(gè)具有兩軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的，由電壓或電流驅(qū)動(dòng)的微電子機(jī)械反射機(jī)構(gòu)。還包括一個(gè)內(nèi)存部件和一個(gè)反饋控制電路，內(nèi)存部件存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于所有開(kāi)關(guān)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電流或電壓信息，該信息通過(guò)所述反饋控制電路施加到反射機(jī)構(gòu)上，所述反饋控制電路還接受來(lái)自光接收器陣列的電信號(hào)，并調(diào)整施加在反射機(jī)構(gòu)上的電流或電壓信號(hào)，控制反射機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角，直至光接收器陣列的某個(gè)光接受器的信號(hào)最強(qiáng)。還包括一個(gè)內(nèi)存部件和一個(gè)反饋控制電路，內(nèi)存部件存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于所有開(kāi)關(guān)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電流或電壓信息，該信息通過(guò)所述反饋控制電路施加到所述微電子機(jī)械反射機(jī)構(gòu)上，所述反饋控制電路還接受來(lái)自光接收器陣列的電信號(hào)，并調(diào)整施加在微電子機(jī)械反射機(jī)構(gòu)上的電流或電壓信號(hào)，控制它的轉(zhuǎn)角，直至某一個(gè)光接受器的信號(hào)最強(qiáng)。由于上述平面波導(dǎo)陣列的取樣信號(hào)經(jīng)光接收器陣列，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)至反饋控制電路，反饋控制電路再作用于反射機(jī)構(gòu)，并判斷是否達(dá)到最大耦合，若沒(méi)有，則調(diào)整反射機(jī)構(gòu)的反射角度，使光纖陣列與平面波導(dǎo)陣列直至達(dá)到最大耦合，并且每個(gè)通道的參數(shù)可以存儲(chǔ)在內(nèi)存中，供下次通道切換使用，以快速找到耦合最大化的附近位置，在該位置附近尋找最佳的耦合點(diǎn)。


圖1表示IxN光開(kāi)關(guān)用于PON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的示意圖。圖2表示現(xiàn)有技術(shù)IxN光開(kāi)關(guān)的構(gòu)造示意圖。圖3表示本發(fā)明帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)的構(gòu)造示意圖。圖4表示圖3所示的光開(kāi)關(guān)第一實(shí)施例平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5表示圖3所示的光開(kāi)關(guān)第二實(shí)施例平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖6表示圖5所示光纖陣列固定器與平面波導(dǎo)陣列光耦合結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明最佳實(shí)施例。如圖3所示的帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，包括一光信號(hào)源308、一光纖陣列301和一光纖陣列固定器313、一光接收器陣列306、一平面波導(dǎo)陣列302、一準(zhǔn)直透鏡303、一反射機(jī)構(gòu)304、一 反饋控制電路311和用于存貯控制參數(shù)的一內(nèi)存部件312。平面波導(dǎo)陣列302兩端的波導(dǎo)間距由大到小分布，大波導(dǎo)間距端3021與光纖陣列固定器313的出射光端耦合， 小波導(dǎo)間距端3022和反射機(jī)構(gòu)304分別位于準(zhǔn)直透鏡303兩側(cè)的焦平面上，光信號(hào)源308 發(fā)射一光信號(hào)309由光纖陣列301的其中一路光纖輸入，經(jīng)光纖陣列固定器313出光端面后，耦合至平面波導(dǎo)陣列302的大波導(dǎo)間距端3021，并經(jīng)小波導(dǎo)間距端3022輸出后，由準(zhǔn)直透鏡303匯聚至反射機(jī)構(gòu)304反射，其反射信號(hào)310再經(jīng)準(zhǔn)直透鏡303聚焦至平面波導(dǎo)陣列302的小波導(dǎo)間距端3022輸入，輸入后的反射信號(hào)310分成兩路光信號(hào)大部分光信號(hào)作為主傳信號(hào)310a由大波導(dǎo)間距端3021與光纖陣列固定器313耦合后輸出，一小部分反射光信號(hào)作為取樣信號(hào)310b由光接收器陣列306接收，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后，其電信號(hào)傳輸至反饋控制電路311，反饋控制電路給出反饋信號(hào)至反射機(jī)構(gòu)304，由其調(diào)整反射角，對(duì)于不同的反射角，主傳信號(hào)310a將通過(guò)光纖陣列301的不同光纖輸出，每個(gè)通道的參數(shù)可以存儲(chǔ)在內(nèi)存部件312中，以供下次通道切換時(shí)使用，可以快速找到耦合最大化的附近位置，在該位置附近尋找最佳的耦合點(diǎn)。本發(fā)明的反射機(jī)構(gòu)304可以是一微電子機(jī)械反射鏡，由電壓或電流驅(qū)動(dòng)。其中光纖陣列固定器313與平面波導(dǎo)陣列302的光路耦合結(jié)構(gòu)有兩個(gè)實(shí)施例實(shí)施例A如圖4所示，光纖陣列固定器313A與平面波導(dǎo)陣列302A的大波導(dǎo)間距端3021A 的耦合端面為直平面，反射信號(hào)310入射至平面波導(dǎo)陣列302A的小波導(dǎo)間距端3022A后， 其主傳信號(hào)310a和取樣信號(hào)310b位于同一平面進(jìn)行分光，分光后主傳信號(hào)310a由光纖陣列固定器313A輸出，而取樣信號(hào)310b則由光接收器陣列306A接收。實(shí)施例B如圖5和圖6所示，光纖陣列固定器313B與平面波導(dǎo)陣列302B的大波導(dǎo)間距端 3021B的耦合端面為斜面，大波導(dǎo)間距端3021B的斜面鍍有多層介質(zhì)膜，該膜將反射信號(hào) 310進(jìn)行分光，透射主傳信號(hào)310a由光纖陣列固定器313B輸出，反射取樣信號(hào)310b則由光接收器陣列306B接收。
權(quán)利要求
1.一種帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，由一個(gè)反射機(jī)構(gòu)，一個(gè)準(zhǔn)直透鏡和至少含有兩個(gè)以上光波導(dǎo)的光纖陣列及光纖陣列固定器組成，其特征在于，還包含a.一個(gè)平面波導(dǎo)陣列，一端與所述光纖陣列固定器耦合；b.一個(gè)耦合陣列從所述平面波導(dǎo)陣列中耦合出部分光信號(hào)；c.一個(gè)光接收器陣列接受來(lái)自所述耦合陣列的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從所述光纖陣列中的一條光纖傳導(dǎo)的光信號(hào)經(jīng)所述光纖陣列固定器耦合進(jìn)所述平面波導(dǎo)陣列的一個(gè)波導(dǎo)，并從平面波導(dǎo)陣列的另一端出射至準(zhǔn)直透鏡，變成準(zhǔn)直光信號(hào)后入射到反射機(jī)構(gòu)，被反射后再經(jīng)準(zhǔn)直透鏡聚焦，耦合進(jìn)所述平面波導(dǎo)陣列其中一條波導(dǎo)，再傳導(dǎo)并耦合至所述光纖陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述反射機(jī)構(gòu)位于準(zhǔn)直透鏡一側(cè)的焦平面上，所述平面波導(dǎo)陣列的出射面位于準(zhǔn)直透鏡另一側(cè)的焦平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述平面波導(dǎo)陣列含有至少與光纖陣列的光纖數(shù)相同的波導(dǎo)數(shù)，波導(dǎo)間距在與光纖陣列耦合的一端大于其光信號(hào)出射端。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)3所述帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述耦合陣列是集成到平面波導(dǎo)陣列的耦合波導(dǎo)陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)4所述帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述光接收器陣列與所述耦合波導(dǎo)陣列貼合，接受來(lái)自耦合波導(dǎo)陣列的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)3所述帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，在所述平面波導(dǎo)陣列與光纖陣列之間有一斜面，所述耦合陣列是指這一斜面，該斜面處的平面波導(dǎo)和光纖陣列鍍有多層介質(zhì)膜，以反射部分光信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)6所述帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述光接收器陣列在與所說(shuō)平面波導(dǎo)陣列一側(cè)，接收從斜面耦合出的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1-7中任意一條所述帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述反射機(jī)構(gòu)是一個(gè)具有兩軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的，由電壓或電流驅(qū)動(dòng)的微電子機(jī)械反射機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1-7中任意一條所述帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，還包括一個(gè)內(nèi)存部件和一個(gè)反饋控制電路，內(nèi)存部件存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于所有開(kāi)關(guān)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電流或電壓信息，該信息通過(guò)所述反饋控制電路施加到所述反射機(jī)構(gòu)上，所述反饋控制電路還接受來(lái)自光接收器陣列的電信號(hào)，并調(diào)整施加在反射機(jī)構(gòu)上的電流或電壓信號(hào)，控制反射機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角，直至光接收器陣列的某個(gè)光接受器的信號(hào)最強(qiáng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)8所述帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，還包括一個(gè)內(nèi)存部件和一個(gè)反饋控制電路，內(nèi)存部件存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于所有開(kāi)關(guān)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電流或電壓信息，該信息通過(guò)所述反饋控制電路施加到所述微電子機(jī)械反射機(jī)構(gòu)上，所述反饋控制電路還接受來(lái)自光接收器陣列的電信號(hào)，并調(diào)整施加在微電子機(jī)械反射機(jī)構(gòu)上的電流或電壓信號(hào)，控制它的轉(zhuǎn)角，直至某一個(gè)光接受器的信號(hào)最強(qiáng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶監(jiān)控反饋的光開(kāi)關(guān)，由一個(gè)反射機(jī)構(gòu)，一個(gè)準(zhǔn)直透鏡和至少含有兩個(gè)以上光波導(dǎo)的光纖陣列及光纖陣列固定器組成，還包含一個(gè)平面波導(dǎo)陣列，一端與光纖陣列固定器耦合；一個(gè)耦合陣列從平面波導(dǎo)陣列中耦合出部分光信號(hào)；一個(gè)光接收器陣列接受來(lái)自耦合陣列的光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從光纖陣列中的一條光纖傳導(dǎo)的光信號(hào)經(jīng)耦合進(jìn)平面波導(dǎo)陣列的一個(gè)波導(dǎo)，并從平面波導(dǎo)陣列的另一端出射至準(zhǔn)直透鏡，變成準(zhǔn)直光信號(hào)后入射到反射機(jī)構(gòu)，被反射后再經(jīng)準(zhǔn)直透鏡聚焦，耦合進(jìn)所述平面波導(dǎo)陣列其中一條波導(dǎo)，再傳導(dǎo)并耦合至所述光纖陣列。調(diào)整反射機(jī)構(gòu)的反射角度，使光纖陣列與平面波導(dǎo)陣列直至達(dá)到最大耦合，每個(gè)通道的參數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中。
文檔編號(hào)G02B6/35GK102243341SQ201010175669
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者陳波 申請(qǐng)人:深圳新飛通光電子技術(shù)有限公司