专利名称：光学插分复用器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学插分复用器(optical add/drop multiplexer)，更具体来说，涉及这样一种光学插分复用器，其中可以扩展波长复用光学传输系统中的波长交叉连接(wavelength cross-connect)功能以及光学插分功能。
背景技术：
近年来，随着通信量的增加，存在对大容量网络的需求。为了满足该需求，把使用波分复用(WDM)的光网络应用于传统的基本网络。在该光网络中，对波长交叉连接功能和光学插分复用器(OADM)的需要正在增加。通过该波长交叉连接功能，针对WDM光的各波长来改变输入光被输出到的目的地。例如，在日本专利申请特开平第8-195972号公报中公开了这种技术。通过OADM，把具有任意波长的信号光插入任意路径，然后引出(drop)它。由此，接收到信号光。OADM包括波长选择开关(WSS)。存在多种类型的WSS，例如一种WSS具有使用(利用微机电系统(MEMS)技术的)MEMS镜的衍射光栅和矩阵开关，一种WSS具有使用MEMS镜的薄膜滤光器和矩阵开关。
从具有波长交叉连接功能中的功能的装置以及OADM的尺寸和成本的角度来看，优选的是，使得这种功能可按需要扩展，同时在引入时把该装置设计得尽可能小，而不仅仅使这些功能先进。当把该装置更换成另一装置时，必须把连接到该装置的光纤重新连接到更换后的另一装置。然而，由于光纤的数量多达数千条，所以重新连接需要大量时间。此外，为了执行重新连接，必须断开正在传输的信号。因此，希望实现这样一种结构(运行中(in-service)升级)，即，其使得在不断开正在传输的信号的情况下可以扩展所述功能。
然而，在常规结构中，当要引入一装置时，按与将来需求的波长数量和开关路由数量对应地估计出的数量来配备装置。结果，最初引入时所需装置的尺寸变得很大，并且最初引入时的装置的引入成本增加。
图59是网络中的传输路径和波长交叉连接装置的示意图。传输路径A和B的两个环连接到形成光学插分复用器的波长交叉连接装置1300。传输路径A包括两条光纤1301a和1301b，而传输路径B包括两条光纤1302a和1302b。波长交叉连接装置1300通过光纤1301a到光纤1302b四条线路在四个方向上(#1到#4共四条路由)对信号进行交换。更具体来说，可以在以下路由之间交换信号路由#1与路由#2之间，路由#1与路由#3之间，路由#1与路由#4之间，路由#2与路由#3之间，路由#2与路由#4之间，以及路由#3与路由#4之间。
图60是光交叉连接的结构的示意图。以下作为示例对使用80×80矩阵开关1310的情况(其中波长的输入数量和输出数量为80(λ1到λ80))进行阐释。如果预计到在引入装置之后最终路由的数量(传输路径数量)是4个，那么用于具有一个波长的信号的光纤的数量是8条线路，即“4条线路(用于传输信号)+4条线路(当所有波长瞄向插入/引出时)＝8条线路”。因此，把80/8＝10个波长指配给一个矩阵开关1310。
如果在最初引入时的路由数量为2，则使用矩阵开关1310的通过“(2条线路(用于传输信号)+2条线路(用于插入/引出))×10个波长”而得到的40条线路的输入/输出端口。其余40条线路的其他输入/输出端口保留未用，这是很浪费的。如果发现在最初引入时进行的预计不准确并且需要为高于预计数量的路由数进行功能扩展，那可能无法满足要求。
发明内容
本发明的一个目的是至少解决常规技术中的上述问题。
根据本发明一个方面的光学插分复用器包括核心单元，该光学插分复用器用于切换光路以把具有经复用的多个波长并被输入至输入端口的输入光改变成针对各波长的输出信号，并用于引出或插入具有预定波长的信号光。该核心单元包括通过路径(through path)，使输入光通过到达输出端口；引出端口，用于引出具有预定波长的输入光；以及插入端口，用于向输入光插入信号光。
本发明的其他目的、特征以及优点在以下对本发明的详细描述中得到了具体阐释，或者在结合附图阅读时从中可以显见。
图1是用于阐释通过根据本发明实施例的光学插分复用器进行的功能扩展的示意图；图2是用于对光学插分复用器的功能进行比较的表；图3是从低计数(count)信道DOADM到高计数信道DOADM的功能扩展的示意图；图4是从ROADM到DOADM的功能扩展的示意图；图5是从DOADM到WXC的功能扩展的示意图；图6是核心单元的结构的示意图；图7是核心单元的另一结构的示意图；图8是核心单元的又一结构的示意图；图9是核心单元的再一结构的示意图；图10是插入单元的结构的示意图；图11A是插入单元的另一结构的示意图；图11B是插入单元的另一结构的示意图；图12是插入单元的另一结构的示意图；图13是插入单元的另一结构的示意图；图14是插入单元的另一结构的示意图；图15是插入单元的另一结构的示意图；图16是插入单元的另一结构的示意图；图17是插入单元的另一结构的示意图；图18是引出单元的结构的示意图；图19A是引出单元的另一结构的示意图；图19B是引出单元的另一结构的示意图；
图20是引出单元的另一结构的示意图；图21是引出单元的另一结构的示意图；图22是引出单元的另一结构的示意图；图23是引出单元的另一结构的示意图；图24是引出单元的另一结构的示意图；图25是引出单元的另一结构的示意图；图26是用于改变波长间距的核心单元的示意图；图27是用于改变波长间距的核心单元的示意图；图28是用于改变波长间距的引出单元的示意图；图29是用于阐释核心单元的功能扩展的示意图；图30A是核心单元中的光功率控制的示意图；图30B是核心单元中的另一光功率控制的示意图；图31是核心单元中的另一光功率控制的示意图；图32A是核心单元中的另一光功率控制的示意图；图32B是核心单元中的另一光功率控制的示意图；图33是核心单元中的另一光功率控制的示意图；图34A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的示意图；图34B是用于阐释图34A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图34C是用于阐释图34A所示的光学插分复用器的另一扩展的示意图；图34D是用于阐释图34A所示的光学插分复用器的另一扩展的示意图；图34E是用于阐释图34A所示的光学插分复用器的另一扩展的示意图；图34F是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图34G是用于形成图34F所示的分组滤光器(grouping filter)(GF)的交织器(interleaver)的示意图；图34H是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图34I是用于形成图34H所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图；图34J是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图34K是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图34L是用于形成图34J所示的分组滤光器(GF1、3、5)的带分滤光器(band division filter)的示意图；图34M是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图34N是用于形成图34M所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的带分滤光器的示意图；图34O是用于形成图34M所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的带分滤光器的示意图；图34P是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图34Q是用于形成图34P所示的分组滤光器(GF1到5)的无色(colorless)AWG的示意图；图34R是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图34S是用于形成图34R所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的无色AWG的示意图；图34T是用于形成图34R所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的无色AWG的示意图；图35A是在最初引入时的光学插分复用器的示意图(运行中升级示例2)；图35B是用于阐释图35A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图35C是用于阐释图35A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图35D是用于阐释图35A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图35E是图35C所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图35F是用于形成图34E所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图；图35G是如图35C所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图35H是用于形成图35G所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的带分滤光器的示意图；
图35I是用于形成图35G所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的带分滤光器的示意图；图35J是图35C所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图35K是用于形成图35J所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的无色AWG的示意图；图35L是用于形成图35J所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的无色AWG的示意图；图36A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的示意图(运行中升级示例3)；图36B是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图36C是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图36D是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图36E是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图36F是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图36G是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图36H是用于形成图36G所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图；图36I是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图36J是用于形成图361所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图；图36K是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图36L是用于形成图36K所示的分组滤光器(GF2、4)的带分滤光器的示意图；图36M是用于形成图36K所示的分组滤光器(GF1、3、5)的带分滤光器的示意图；图36N是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图36O是用于形成图36N所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的带分滤光器的示意图；图36P是用于形成图36N所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的带分滤光器的示意图；图36Q是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图36R是用于形成图36Q所示的分组滤光器(GF1到5)的无色AWG的示意图；图36S是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图36T是用于形成图36S所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的无色AWG的示意图；图36U是用于形成图36S所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的无色AWG的示意图；图37A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的示意图(运行中升级示例4)；图37B是用于阐释图37A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图37C是用于阐释图37A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图37D是用于阐释图37A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图37E是用于阐释图37A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图37F是图37D所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图37G是用于形成图37F所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图；图37H是图37D所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图37I是用于形成图37H所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的带分滤光器的示意图；图37J是用于形成图37H所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的带分滤光器的示意图；图37K是图37D所示的光学插分复用器的具体结构的示意图；图37L是用于形成图37K所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的无色AWG的示意图；图37M是用于形成图37K所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的无色AWG的示意图；图38A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的示意图(运行中升级示例5)；图38B是用于阐释图38A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图38C是用于阐释图38A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图39A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的示意图(运行中升级示例6)；图39B是用于阐释图39A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图39C是用于阐释图39A所示的光学插分复用器的扩展的示意图；图39D是用于阐释在执行图39C所示的扩展时在多条传输路径之间进行的信号交换的示意图；图40A是当在引出侧使用交织器作为分组滤光器时的结构的示意图；图40B是当在插入侧使用交织器作为分组滤光器时的结构的示意图；图41A是当在引出侧使用带分滤光器作为分组滤光器时的结构的示意图；图41B是当在插入侧使用带分滤光器作为分组滤光器时的结构的示意图；图42A是当在引出侧使用无色AWG作为分组滤光器时的结构的示意图；图42B是当在插入侧使用无色AWG作为分组滤光器时的结构的示意图；图43A是其中把光谱监测器用于引出信号的光功率控制的结构的示意图；图43B是其中把光谱监测器用于主信号和引出信号的光功率控制的结构的示意图；图44是用于阐释包括交织器的核心单元的扩展的示意图；图45A是分立成块的位于引出侧的波长选择开关的示意图；图45B是分立成块的位于插入侧的波长选择开关的示意图；图46A是用于实现波长交叉连接功能的根据本发明一实施例的光学插分复用器的示意图；图46B是用于插入单元/引出单元的信道的数量与用于波长交叉连接的路由的最大数量之间的关系的图；图47是用于阐释图46A所示的对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图；图48是用于阐释图46A所示的对光学插分复用器的路由的另一端口扩展的示意图；图49是用于阐释当把1×2光耦合器插入核心单元时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图；图50是用于阐释当把1×2光耦合器插入核心单元时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图；图51是用于阐释当把1×2光耦合器插入核心单元时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图；图52是用于阐释当在引出侧使用1×6光耦合器时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图；图53是用于阐释当在引出侧使用1×6光耦合器时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图；图54是用于阐释当在核心单元的引出侧使用1×6光耦合器时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图；图55是用于阐释基于ROADM对路由的端口扩展的示意图；图56是用于阐释基于ROADM对路由的端口扩展的示意图；图57是用于阐释当把1×2光耦合器插入核心单元时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图；图58是用于阐释当把1×2光耦合器插入核心单元时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图；图59是网络中的传输路径和波长交叉连接装置的结构的示意图；以及图60是光交叉连接的结构的示意图。
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的多个示例性实施例进行详细描述。
近来，代替矩阵开关，对波长选择开关和波长阻隔器(blocker)进行了活跃的研究和开发。波长选择开关可以用于在任意方向上对任意波长进行开关，而波长阻隔器可以将任意波长与任意波长阻隔开。这些器件具有这样的优点，如尺寸紧凑、成本低、插入损耗低以及在安装时需要的光纤数量小。
将波长选择开关或波长阻隔器用于根据本发明一实施例的光学插分复用器中。将功能从支持小波长数(LCC低计数信道)的动态OADM(DOADM)扩展到支持多波长(HCC高计数信道)的DOADM。此外，将功能扩展到波长交叉连接(WXC)。由此可以在不断开传输信号的情况下实现功能扩展。
图1是用于阐释通过根据本发明一实施例的光学插分复用器进行的功能扩展的示意图。其中示出了这样的功能扩展(运行中升级)示例，即，根据网络需求的变化，将光学插分复用器的功能从低计数信道(LCC)DOADM扩展到高计数信道(HCC)DOADM，然后扩展到WXC。
在最初引入时，为一个环网格(城域环(metro ring)1a)布置了DOADM 2a。这是基于这样的预计，即，五年后可能要将环网络扩展到三个环网络1a到1c。
由于在最初引入时仅对某些波长存在插入/引出要求，所以布置了具有必需最小功能的低计数信道(LCC)DOADM 2a。如图1所示，3a表示“插入”单元，3b表示“引出”单元。在最初引入时布置的DOADM 2a具有可扩展结构，以支持五年后的预期网络需求。
参照“两年后”，例如，期望该结构支持一个环网络1a中的所需波长数的增加。DOADM 2b使用插入单元3a和引出单元3b的可用端口。另选地，通过向可用端口添加插入/引出模块，在运行过程中在不断开传输信号的情况下把功能扩展到高计数信道(HCC)DOADM 2b。
参照“五年后”，例如，在不断开现有传输信号的情况下把功能从DOADM 2b扩展到波长交叉连接(WXC)2c，以使得可以在与城域环#1到城域环#3分别对应的三个环网络1a到1c之间进行通信。从DOADM 2b到WXC 2c的改变表示功能扩展而非装置交换。通过功能扩展，名称从DOADM 2b变成WXC 2c。WXC 2c允许在传输路径中执行波长交叉连接装置的功能。
图2是用于对光学插分复用器的功能进行相互比较的表。该图描述了以下结构示例存在或缺少用于针对任意端口插入/引出任意波长的功能，以及允许或禁止针对OADM、ROADM(可重构OADM)、DOADM以及波长受限DOADM中的每一个进行重构。如参照图1所阐释的，通过使用DOADM，可以在将来设置针对任意端口插入/引出任意波长的功能，并且也可以进行重构。
参照本发明的功能扩展，还可以使用除OADM以外的任何结构示例，即，ROADM和波长受限DOADM。采用ROADM，可以进行重构。在波长受限的DOADM中，与DOADM相比，针对任意端口插入/引出任意波长的功能在波长方面受到限制，但是可以按与DOADM相同的方式进行重构。如果存在待插入或引出的小波长数，那么可以使用以比DOADM低的成本获得的波长受限DOADM。
图3到图5是各光学插分复用器中的功能扩展的示意图。如图所示，光学插分复用器包括核心单元，该核心单元包括波长选择开关或波长阻隔器；引出单元，用于从核心单元引出信号光以将其引导至用于进行引出的输出端口(引出端口)；以及插入单元，用于从用于进行插入的输入端口(插入端口)输出待插入核心单元的信号光。
图3是从低计数信道DOADM到高计数信道DOADM的功能扩展的示意图。在传输路径上对N个波长进行了复用的输入信号通过核心单元11a并被输出。核心单元11a包括波长选择开关(WSS)或波长阻隔器(WB)，并使得引出单元12a引出具有预定波长的信号。此外，核心单元11a把来自插入单元13a的信号复用到主信号上。
在低计数信道(LCC)DOADM 10a中，通过引出单元12a的端口“i”向接收器(Rx)输出从核心单元11a引出的信号的波长“i”通过插入单元13a的端口“i”输入来自传输器(Tx)的信号，并将其插入到核心单元11a中。尽管引出单元12a的端口i的数量与插入单元13a的端口i的数量相同，但是它们可以互不相同。
当将功能扩展到高计数信道(HCC)DOADM 10b并且将波长数从i增加到k(端口数i＜k)时，原样使用核心单元11a，并使用引出单元12a和插入单元13a的可用端口把端口数量增加到k。此外，还将另一引出单元和插入单元(未示出)添加到可用端口。通过该添加，可以把功能扩展到高计数信道DOADM 10b。
图4是从ROADM到DOADM的功能扩展的示意图。在ROADM 20a中，连接到核心单元21a的引出单元22a和插入单元23a的端口仅对应于分别在最初引入时确定的多个固定波长(λ1到λn)。当将功能扩展到DOADM 20b时，在不更换的情况下原样使用核心单元21a，但是把引出单元22a更换成引出单元22b，把插入单元23a更换成插入单元23b，其中每个中的端口都对应于任意波长。引出单元22b和插入单元23b中的每一个都包括光开关或滤光器，并且可以为每个端口选择波长λ1到λn中的任何一个波长(λ1到λn中的一个波长)。通过该选择，可以在不断开核心单元21a中的传输路径中的信号的情况下对功能进行扩展。
图5是从DOADM到WXC的功能扩展的示意图，并示出了把图4的DOADM 20b的功能扩展到WXC 20c的示例。核心单元21a包括引出侧端口25a和插入侧端口25b。根据网络需求，与传输路径数量的增加对应地附加设置核心单元21a。在图5的示例中，路由数量(传输路径数量)从1增加到3，并相应地添加核心单元21b和核心单元21c。
尽管从图5的WXC 20c略去了引出单元和插入单元，但是在DOADM 20b中描述的引出单元22b和插入单元23b连接到核心单元21a、21b以及21c。在核心单元21a、21b以及21c中设置的引出侧端口25a的端口和插入侧端口25b的端口在WXC 20c的内部相互连接。
核心单元21a的引出侧端口25a连接到核心单元21b的插入侧端口25b并连接到核心单元21c的插入侧端口25b。核心单元21b的引出侧端口25a连接到核心单元21a的插入侧端口25b并连接到核心单元21c的插入侧端口25b。此外，核心单元21c的引出侧端口25a连接到核心单元21a的插入侧端口25b并连接到核心单元21b的插入侧端口25b。
通过这些连接示例，如参照图1所阐释的那样，可以与三个城域环(#1到#3)中的路由数量对应地对功能进行扩展。因此，可以在不断开通过核心单元的主信号的情况下对功能进行扩展，以增加形成WXC 20c的核心单元的数量并增加路由数量。
以下参照图6到图9对核心单元的各种结构示例进行阐释。图6是核心单元的结构示例1的图。如图6所示的核心单元30包括核心1(30a)和核心2(30b)。核心1(30a)包括1×2(以下，把输入数量与输出数量表示成“输入数量×输出数量”)光耦合器31；波长阻隔器(WB)32，连接到光耦合器31的多个输出中的一个；以及2×1光耦合器33，其一个输入连接到波长阻隔器32的输出。核心2(30b)包括用于引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)34，连接到光耦合器31的其他输出；和用于插入的M×1-端口波长选择开关(WSS)35，连接到光耦合器33的其他输出。
多输入和单输出光耦合器把输入的多个信号光耦合起来，并作为复用波长输出它们。单输入和多输出光耦合器引出照原样输入的复用信号光，并输出信号光。多输入和单输出波长选择开关对输入的多个任意波长进行复用，单输入和多输出波长选择开关从输入的复用信号光去复用出具有任意波长的信号光，并输出该信号光(如果存在N个输出，则输出N个波长)。因此，当信号通过光耦合器并被引出时，引出经复用的整个信号光，这导致与波长选择开关相比衰减增加了。设置光放大器等以采取措施防止衰减。
波长选择开关(WSS)等(未示出)还连接到分别布置在引出单元和插入单元中的波长选择开关34和35的端口。根据该连接，可以把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。此外，通过把这些波长选择开关相互组合起来，将功能扩展到WXC，这使得可以在不增大设备尺寸的情况下抑制损耗。如图6所示，要在核心单元30中的组件之间连接的光纤数量较小，这使得容易执行连接。此外，即使在系统运行的过程中，也可以在不必重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。此外，可以实现“引出和继续”功能，该功能用于在作为主信号传输某个波长的同时向引出侧传输与主信号相同的波长信号。
图7是核心单元的另一结构的示意图。图7的核心单元30包括1×2光耦合器41；M×1-端口波长选择开关(WSS)42，连接到光耦合器41的一个输出；以及用于引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)43，连接到光耦合器41的其他输出。
波长选择开关和分组滤光器等(未示出)还连接到用于引出的波长选择开关43的多个端口，并且光耦合器等(未示出)连接到插入单元。根据该连接，把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。此外，通过把这些波长选择开关相互组合起来，将功能扩展到WXC，这使得可以在不增大设备尺寸的情况下抑制损耗。如图7所示，要在核心单元30中的组件之间连接的光纤数量较小，这使得容易执行连接。此外，即使在系统运行的过程中，也可以在不必重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。此外，可以实现引出和继续功能，该功能用于在作为主信号传输某个波长的同时还向引出侧传输与主信号相同的波长。
图8是核心单元的又一结构的示意图。图8的核心单元30包括1×N-端口波长选择开关(WSS)51；2×1光耦合器52，其多个输入中的一个连接到波长选择开关51的多个输出端口中的一个；以及用于插入的M×1-端口波长选择开关(WSS)53，连接到光耦合器52的一个输入。
波长选择开关和分组滤光器等(未示出)还连接到用于引出的波长选择开关51的多个端口，并且光耦合器等(未示出)连接到插入单元。根据该连接，可以把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。此外，通过把这些波长选择开关相互组合起来，将功能扩展到WXC，这使得可以在不增大设备尺寸的情况下抑制损耗。如图8所示，要在核心单元30中的组件之间连接的光纤数量较小，这使得容易执行连接。此外，即使在系统运行的过程中，也可以在不必重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。
图9是核心单元的再一结构的示意图。图9的核心单元30包括1×N-端口波长选择开关(WSS)61；和M×1-端口波长选择开关(WSS)62，其多个输入端口中的一个连接到波长选择开关61的多个输出端口中的一个。
波长选择开关、分组滤光器、光耦合器等(未示出)还连接到分别布置在引出单元和插入单元中的波长选择开关61和62的端口。根据该连接，把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。此外，通过把这些波长选择开关相互组合起来，将功能扩展到WXC，这使得可以在不增大设备尺寸的情况下抑制损耗。如图9所示，要在核心单元30中的组件之间连接的光纤数量较小，这使得容易执行连接。此外，即使在系统运行的过程中，也可以在不必重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。
以下参照图10到图17对插入单元的各种结构示例进行阐释。图10是插入单元的结构的示意图。图10的插入单元70包括用于固定波长的光学复用器71。当使用光学复用器71时，可以把功能扩展到可重构的OADM(ROADM)，这是因为设置在光学复用器71中的输入端口(1到M)支持固定波长。插入单元70连接到核心单元30的插入侧端口(见图6到图9)，光学复用器71的多个输入端口中的一部分用于进行接收，而其另一部分用于WXC。从而将功能扩展到包括WXC的ROADM。图10的插入单元70连接到核心单元30的插入侧端口，这允许以低成本构造简单的OADM。
图11A是插入单元的另一结构的示意图。插入单元70包括M×1-端口波长选择开关(WSS)81。图11B是插入单元的另一结构的示意图。在如图11B所示的示例中，设有多个(图11B的示例中是两个)M×1-端口波长选择开关81(每个都是如图11A所示的基本结构)，以分别将波长选择开关81的多个输出连接到2×1光耦合器82的多个输入。
设置具有如图11B所示结构的光耦合器82以增加插入单元70的信道数量。这种结构示例允许实现任意波长类型的DOADM。这些插入单元70连接到核心单元30的插入侧端口(见图6到图9)，这使得可以把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。根据该结构，可以容易地将插入单元70连接到核心单元30的插入侧端口，并可以向核心单元30的各个插入侧端口传输具有任意波长的信号。
图12是插入单元的另一结构的示意图。插入单元70包括M×1光耦合器91。若有必要，可以设置用于对光耦合器91的输出进行放大的光放大器92。这种插入单元70允许实现任意波长类型的DOADM，并连接到核心单元30的插入侧端口(见图6到图9)，这使得可以把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。通过将插入单元70连接到核心单元30的插入侧端口，可以按低成本构造简单的OADM。
图13是插入单元的另一结构的示意图。插入单元70包括M×M矩阵开关96和用于对来自M个端口的输入进行复用的光学复用器97。若有必要，可以设置用于对光学复用器97的输出进行放大的光放大器98。这种设置允许构造任意波长类型的DOADM。这种插入单元70连接到核心单元30的插入侧端口(见图6到图9)，这使得可以把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。通过将具有所需波长端口数量的矩阵开关96连接到核心单元30的插入侧端口，可以向各插入侧端口传输具有任意波长的信号。在此情况下，即使包括在最初引入时未使用的某些端口，也不必配备多个矩阵开关。
图14到图17是插入单元的结构的示意图。将分组滤光器应用于各插入单元。通过使用相对比较容易地制造出的滤波器可以实现该分组滤光器。该分组滤光器连接到核心单元30的插入侧端口(见图6到图9)，这允许以低成本按简单的方式将功能扩展到DOADM。
图14是插入单元的另一结构的示意图。插入单元100包括M×1分组滤光器101。根据该结构，分组滤光器101的多个端口对应于多个指配波长，以实现波长受限DOADM。
图15是插入单元的另一结构的示意图。插入单元100包括充当M×1分组滤光器的交织器(IL)102。稍后对交织器102的内部结构进行详细阐释。将指配给交织器102的M个端口中的每一个端口的波长中的波长逐个地输入给该M个端口中的每一个，并对具有输入波长的M个信号进行复用并输出它们。
图16是插入单元的另一结构的示意图。插入单元100包括充当M×1分组滤光器的带分滤光器(BDF)103。稍后对带分滤光器103的内部结构进行详细阐释。将指配给带分滤光器103的M个端口中的每一个端口的波长中的波长逐个地输入给该M个端口中的每一个，并对具有输入波长的M个信号进行复用并输出它们。
图17是插入单元的另一结构的示意图。插入单元100包括充当M×1分组滤光器的无色AWG(无色阵列波导光栅)104。通过使用AWG的周期特性来设计无色AWG 104，其根据各波长把输入到输入端口的具有复用波长的光信号分配给不同的输出端口。将指配给无色AWG 104的M个端口中的每一个端口的波长中的波长逐个地输入给该M个端口中的每一个，并对具有输入波长的M个信号进行复用并输出它们。无色AWG 104的一具体产品是NEL制造的AWG路由器。与其他系统相比，无色AWG具有较高的设计灵活度，并可以实现紧凑尺寸和低成本(参见“PressRelease”[online]，March 20th，2003，NTT Electronics Corp.，[SearchJuly 15th，2004]，Internet＜URLhttp//www.nel.co.jp/new/information/2003_03_20.html＞)。
以下参照图18到图25对引出单元的各种结构示例进行阐释。图18是引出单元的结构的示意图。图18的引出单元110包括用于固定波长的光学去复用器111，该光学去复用器111具有N个输出端口。当使用光学去复用器111时，可以把功能扩展到波长受限DOADM，这是因为设置在光学去复用器111中的输出端口支持固定波长。引出单元110连接到核心单元30的引出侧端口(见图6到图9)，光学去复用器111的一部分端口用于进行传输，而其另一部分端口用于WXC。从而将功能扩展到包括WXC的ROADM。图18的引出单元110连接到核心单元30的引出侧端口，这允许以低成本构造简单的OADM。
图19A是引出单元的另一结构的示意图。图19A的引出单元110包括1×N-端口波长选择开关(WSS)121。图19B是引出单元的另一结构的示意图。在如图19B所示的示例中，设有多个(图中是两个)1×N-端口波长选择开关(WSS)121(每个都是如图19A所示的基本结构)，以将1×2光耦合器122的多个输出连接到这些波长选择开关121的输入侧的多个端口。
设置具有如图19B所示结构的光耦合器122以增加引出单元110的信道数量。这种结构示例允许实现任意波长类型的DOADM。这些引出单元110连接到核心单元30的引出侧端口(见图6到图9)，这使得可以把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。根据该结构，可以容易地将引出单元110连接到核心单元30的引出侧端口，并可以向核心单元30的各个引出侧端口传输具有任意波长的信号。
图20是引出单元的另一结构的示意图。引出单元110包括1×N光耦合器131和连接到光耦合器131的N个输出端口的多个波长可变滤光器132。若有必要，可以在光耦合器131的输入侧设置光放大器133。这种设置允许实现任意波长类型的DOADM。引出单元110连接到核心单元30的引出侧端口(见图6到图9)，这使得可以把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。通过将引出单元110连接到核心单元30的引出侧端口，可以按低成本构造简单的OADM。
图21是引出单元的另一结构的示意图。引出单元110包括具有N个输出端口的光学去复用器141和N×N矩阵开关142。若有必要，可以在光学去复用器141的输入侧设置光放大器143。这种设置允许实现任意波长类型的DOADM。引出单元110连接到核心单元30的引出侧端口(见图6到图9)，这使得可以把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。通过将具有所需波长端口数量的矩阵开关142连接到核心单元30的引出侧端口，可以向各引出侧端口传输具有任意波长的信号。在此情况下，即使包括在最初引入时未使用的某些端口，也不必配备多个矩阵开关。
图22到图25是其中每个都在引出单元中使用分组滤光器的多个结构示例。图22是引出单元的另一结构的示意图。引出单元150包括1×N分组滤光器151。根据该结构，分组滤光器151的多个端口对应于多个指配的波长，以实现波长受限DOADM。
图23是引出单元的另一结构的示意图。引出单元150包括充当1×N分组滤光器的交织器152。稍后对交织器152的内部结构进行详细阐释。交织器152通过把指配给交织器的N个端口的波长中的引出信号的波长逐个地分配给该N个端口中的每一个来实现引出单元的功能。
图24是引出单元的另一结构的示意图。引出单元150包括充当1×N分组滤光器的带分滤光器(BDF)153。稍后对带分滤光器153的内部结构进行详细阐释。带分滤光器153通过把指配给带分滤光器的N个端口的波长中的引出信号的波长逐个地分配给该N个端口中的每一个来实现引出单元的功能。
图25是引出单元的另一结构的示意图。引出单元150包括充当1×N分组滤光器的无色AWG 154。无色AWG 154通过把指配给无色AWG的N个端口的波长中的引出信号的波长逐个地分配给该N个端口中的每一个来实现引出单元的功能。
图26是用于改变波长间距的核心单元的示意图。核心单元160包括BHz/2BHz输入侧交织器161；两个1×2光耦合器162a和162b，连接到交织器161；两个1×N-端口2BHz间距波长选择开关(WSS)163a和163b，用于进行引出；BHz/2BHz输出侧交织器164；两个M×1-端口2BHz间距波长选择开关(WSS)165a和165b，用于进行插入。核心单元160可以支持按BHz(例如50Hz)间距的传输信号。输出侧交织器164把按2BHz间距的传输信号复原成按BHz间距的传输信号，并输出该传输信号。注意，2BHz表示BHz的两倍的频率(如果B＝50G，2BHz＝100GHz)。
波长选择开关或分组滤光器等(未示出)还连接到用于在核心单元160中进行引出的波长选择开关163a和163b的多个端口，并且光耦合器等连接到用于进行插入的端口，这允许把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。此外，对多个波长选择开关的组合允许把功能扩展到WXC。当具体针对波长选择开关的设计或制造缩窄波长间距时，端口数量有时受到限制。根据具有该结构的核心单元160，通过使用支持信号波长间距(BHz)的两倍宽的间距(2BHz)的波长选择开关163a、163b、165a以及165b，可以容易地实现扩展。
图27是用于改变波长间距的核心单元的示意图。插入单元170包括BHz/2BHz交织器171和M×1-端口2BHz间距波长选择开关(WSS)172。即使传输信号是BHz的，该结构也允许把由波长选择开关172处理的波长间距加宽(放宽)到2BHz。插入单元170连接到图26的核心单元160的插入侧端口，以允许把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。
图28是用于改变波长间距的引出单元的示意图。引出单元180包括BHz/2BHz交织器181和1×N-端口2BHz间距波长选择开关(WSS)182。即使传输信号是BHz的，该结构也允许把由波长选择开关182处理的波长间距加宽(放宽)到2BHz。引出单元180连接到图26的核心单元160的引出侧端口，以允许把功能从低计数信道DOADM扩展到高计数信道DOADM。
图29是用于阐释核心单元的功能扩展的示意图。在功能扩展前(在最初引入时)设置核心单元190a，此时的传输信号是BHz的。在具有小通信容量的最初引入时，在一对交织器191与192之间布置1×2光耦合器193a、1×N-端口2BHz间距波长选择开关(WSS)194a以及M×1-端口2BHz间距波长选择开关(WSS)195a，并且启动该设备以进行操作。
当通信容量增加并需要添加设备时，要对功能进行扩展。此时，通过在一对交织器191与192之间附加设置另一组1×2光耦合器193b、1×N-端口2BHz间距波长选择开关(WSS)194b以及M×1-端口2BHz间距波长选择开关(WSS)195b，可以配置核心单元190b。该结构允许在操作传输信号的同时进行扩展，这使得可以使用通用波长选择开关增加插入/引出端口的数量。此外，不必将内部结构更换成另一内部结构，这使得可以按低成本实现功能扩展。
以下对核心单元的多个部分中的光功率控制进行阐释。图30A是核心单元中的光功率控制的示意图。核心单元200包括1×2光耦合器201、用于进行引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)202、以及用于进行插入的M×1-端口波长选择开关(WSS)203。在该M×1-端口波长选择开关(WSS)203的输出部分中布置有功率监测器的分支部分和光功率的监测器204。监测器204包括诸如PD的光电探测器并用于检测光WDM信号中的各信道强度或整个光信号功率。波长选择开关203针对各信道对通过核心单元200的通过信号(主信号)以及插入信号的光耦合进行调节，以执行光功率控制。
图30B是核心单元中的另一光功率控制的示意图。核心单元210包括用于进行引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)211和用于进行插入的M×1-端口波长选择开关(WSS)212。在该M×1-端口波长选择开关(WSS)212的输出部分中布置有功率监测器的分支部分和针对各信道光功率或全部光功率的监测器213。根据该布置，针对各信道对通过核心单元210的通过信号(主信号)以及插入信号的光耦合进行调节，以执行光功率控制。
图31是核心单元中的另一光功率控制的示意图。核心单元220包括1×2光耦合器221、用于进行引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)222、以及用于进行插入的M×1-端口波长选择开关(WSS)223。在用于进行引出的波长选择开关222的输出部分中布置有功率监测器的分支部分和监测器224。在波长选择开关222中针对各波长调节光耦合以调节要从波长选择开关222输出的光功率电平。该调节使得可以控制各信道的引出信号的光功率电平。
图32A是核心单元中的另一光功率控制的示意图。核心单元230包括用于进行引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)231、2×1光耦合器232、以及用于进行插入的M×1-端口波长选择开关(WSS)233。在波长选择开关231的输出部分中布置有功率监测器的分支部分和监测器234。在波长选择开关231中针对各波长调节光耦合以调节在波长选择开关231的输出部分处的光功率电平。该调节使得可以针对各信道对通过核心单元230的通过信号(主信号)并对引出信号进行光功率控制。
图32B是核心单元中的另一光功率控制的示意图。核心单元240包括用于进行引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)241和用于进行插入的M×1-端口波长选择开关(WSS)242。在波长选择开关241的输出部分中布置有功率监测器的分支部分和光功率监测器243。在波长选择开关241中针对各信道调节光耦合，这使得可以针对各信道对通过核心单元230的通过信号(主信号)并对引出信号进行光功率控制。
图33是核心单元中的另一光功率控制的示意图。核心单元250包括用于进行引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)251、2×1光耦合器252、以及用于进行插入的M×1-端口波长选择开关(WSS)253。在波长选择开关253的输出部分中布置有功率监测器的分支部分和监测器254。在波长选择开关253中针对各信道调节光耦合，以使得可以针对各信道执行对引出信号的光功率控制。
在这些核心单元中的光功率控制的结构示例1到6(图30A到图33)中，可以使用光谱监测器来代替监测器204到监测器254。另选地，可以使用光功率监测器阵列作为监测器。
以下对根据本发明的光学插分复用器的运行中升级示例1进行阐释。图34A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的图。光学插分复用器300a形成低计数信道(LCC)DOADM。如图所示，光学插分复用器300a的核心单元301a包括1×2光耦合器310、用于进行引出的1×8-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)311、以及用于进行插入的9×1-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)312。核心单元301a与引出单元302a和插入单元303a相连接。根据该结构，将由核心单元301a引出给引出单元302a的信号的数量对应于最多8个端口，要从插入单元303a插入的信号的数量对应于最多9个端口。从波长交叉连接装置(未示出)等可以引出或插入待引出或插入的一部分信号。
图34B是用于阐释图34A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器300b的核心单元301a具有与图34A中相同的结构。即，在核心单元301a中未改变任何部分。然而，改变了引出单元302a和插入单元303a的各结构。新引出单元302b包括光学去复用器(DeMux)321，而新插入单元303b包括光学复用器(Mux)322。该结构允许光学插分复用器300b把功能扩展到支持波长交叉连接的ROADM。
图34C是用于阐释图34A所示的光学插分复用器的另一扩展的示意图。光学插分复用器300c的核心单元301a具有与图34A中相同的结构。即，在核心单元301a中未改变任何部分。然而，分别把引出单元302a和插入单元303a改变成引出单元302c和插入单元303c。引出单元302c包括1×8-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)331，而插入单元303c包括16×1-端口光耦合器(CPL)333。如图34C所示，通过在引出单元302c中设置1×2光耦合器332，也可以把从核心单元301a的多个端口中的一个端口引出的信号引出到多个1×8-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)331。在插入单元303c中可以布置多个16×1-端口光耦合器(CPL)333。该结构允许光学插分复用器300c把功能扩展到高计数信道(HCC)DOADM。
此外，核心单元301a的1×8-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)311的一部分与引出单元302c的1×8-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)331相连接，而其余端口连接到波长交叉连接装置(未示出)，这允许把功能扩展到支持波长交叉连接的高计数信道(HCC)DOADM。
图34D是用于阐释图34A所示的光学插分复用器的另一扩展的示意图。光学插分复用器300d的核心单元301a具有与图34A中相同的结构，但是核心单元301a的数量增加到4个(核心单元1到核心单元4)。该结构允许把路由数量从1个增加到4个并把功能扩展到WXC结构。在把功能扩展到ROADM(见图34B)之后可以把功能扩展到图34D的功能，或者在把功能扩展到高计数信道(HCC)DOADM(见图34C)之后可以把功能扩展到图34D的功能。注意，为简明起见在图34D中略去了引出单元和插入单元。
图34E是用于阐释图34A所示的光学插分复用器的另一扩展的示意图。光学插分复用器300e是修改了如图34C所示的引出单元302c和插入单元303c后的示例。在引出单元302e中设有1×10分组滤光器(GF)341，在插入单元303e中设有16×1-端口光耦合器(CPL)342。该结构允许光学插分复用器300e把功能扩展到高计数信道(HCC)DOADM。分组滤光器341比WSS 311(见图34C)廉价，这使得可以降低成本。
引出单元302e的分组滤光器341连接到核心单元301a中的1×8-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)311的一部分端口，而其余端口连接到波长交叉连接装置(未示出)。从而可以把功能扩展到支持波长交叉连接的波长受限DOADM。
可以在不更换核心单元301a的情况下设置如图34B到图34E所示的功能扩展的结构。因此，即使在系统运行过程中，也可以在不重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。
以下对根据本发明的光学插分复用器的运行中升级示例2进行阐释。图35A是在最初引入时的光学插分复用器的示意图。光学插分复用器350a形成低计数信道(LCC)DOADM。如图所示，光学插分复用器350a的核心单元351a包括位于其输入侧和输出侧的一对50GHz/100GHz交织器(IL)352a和352b。交织器352a包括两个1×2光耦合器353a和353b、用于进行引出的两个1×8-端口100GHz间距波长选择开关(WSS)354a和354b、以及用于进行插入的两个9×1-端口100GHz间距波长选择开关(WSS)355a和355b。
核心单元351a与引出单元361a和插入单元362a相连接。根据该结构，将由核心单元351a引出给引出单元361a的信号的数量对应于最多16个端口，要从插入单元362a插入的信号的数量对应于最多18个端口。可以针对波长交叉连接装置(未示出)等引出或插入已引出或插入信号中的一部分。
图35B是用于阐释图35A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器350b的核心单元351a具有与图35A中相同的结构。即，在核心单元351a中未改变任何部分。然而，改变了引出单元361a和插入单元362a的各结构。引出单元361b包括两个光学去复用器(DeMux)363a和363b，而插入单元362b包括光学复用器(Mux)364a和364b。该结构允许光学插分复用器350b把功能扩展到支持波长交叉连接的ROADM。
图35C是用于阐释图35A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器350c的核心单元351a具有与图35A中相同的结构。然而，改变了引出单元361a和插入单元362a的各结构。引出单元361c包括两个1×16-端口分组滤光器(GF)371a和371b，而插入单元362c包括两个16×1-端口光耦合器(CPL)372a和372b。该结构允许光学插分复用器350c把功能扩展到支持波长交叉连接的波长受限高计数信道(HCC)DOADM。在引出单元361c中可以与所需引出用信道数量对应地设置大数量个分组滤光器。类似地，在插入单元362c中可以与所需插入用信道数量对应地设置更大数量个光耦合器。可以将待引出或插入信号中的一部分引出或插入至波长交叉连接装置(未示出)等。
图35D是用于阐释图35A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器350d的核心单元351a具有与图35A中相同的结构，但是核心单元351a的数量增加到4个(核心单元1到核心单元4)。该结构允许把路由数量从1个增加到4个并把功能扩展到WXC结构。在把功能扩展到ROADM(见图35B)之后可以把功能扩展到图35D的功能，或者在把功能扩展到高计数信道(HCC)DOADM(见图35C)之后可以把功能扩展到图35D的功能。注意，为简明起见在图35D中略去了引出单元和插入单元。
可以在不更换核心单元351a的情况下设置如图35B到图35D所示的功能扩展的结构。因此，即使在系统运行过程中，也可以在不重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。
以下对根据本发明的光学插分复用器的运行中升级示例3进行阐释。图36A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的示意图。光学插分复用器380a形成ROADM。光学插分复用器380a的核心单元381a包括1×2光耦合器391、50GHz间距波长阻隔器(WB)392以及2×1光耦合器393。引出单元382a包括光学去复用器(DeMux)400，而插入单元383a包括光学复用器(Mux)401。
图36B是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器380b的核心单元381a具有与图36A中相同的结构。即，在核心单元381a中未改变任何部分。然而，在核心单元381a的引出侧端口中设有用于进行光去复用的1×8-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)395。在核心单元381a的插入侧端口中设有用于进行光复用的8×1-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)396。将这些部分配置成与核心单元381a不同的单元，并且附加地布置作为核心单元381b的单元。该布置允许光学插分复用器380b实现作为低计数信道(LCC)DOADM的功能扩展。在该结构中，可以把如图36A所示的置于引出单元382a中的光学去复用器400和置于插入单元383a中的光学复用器401分开并将它们用于另一装置。也可以把波长选择开关395的一部分输出端口和波长选择开关396的一部分输入端口引出或插入到波长交叉连接装置(未示出)。
图36C是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器380c的核心单元381a具有与图36A中相同的结构。即，在核心单元381a中未改变任何部分。然而，在核心单元381b的引出侧端口中设有用于进行光去复用的1×8-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)395。在核心单元381b的插入侧端口中设有用于进行光复用的8×1-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)396。位于引出侧的波长选择开关395的多个输出端口中的至少一个连接到引出单元382a的光学去复用器(DeMux)400，而位于插入侧的波长选择开关396的多个输入端口中的至少一个连接到插入单元383a的光学复用器(Mux)401。该布置允许光学插分复用器380c实现作为支持波长交叉连接的ROADM的功能扩展。也可以通过扩展光学插分复用器380b(见图36B)的功能来配置光学插分复用器380c。
图36D是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。在紧接在对其进行配置之前的如图36D所示的光学插分复用器380d的功能状态等同于基于(LCC)DOADM的光学插分复用器380b(见图36B)。不改变核心单元381a和381b的结构。然而，引出单元382b包括1×2光耦合器411和两个1×8-端口50GHz间距波长选择开关(WSS)412。插入单元383b包括16×1光耦合器(CPL)413。该结构允许把功能扩展到高计数信道(HCC)DOADM。可以按所需数量增加设置在引出单元382b中的光耦合器411和波长选择开关412的数量、以及设置在插入单元383b中的光耦合器413的数量。也可以把波长选择开关395的一部分输出端口和波长选择开关396的一部分输入端口引出或插入到波长交叉连接装置(未示出)。
图36E是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。在紧接在对其进行配置之前的如图36E所示的光学插分复用器380e的功能状态等同于在ROADM的功能状态中的光学插分复用器380c(见图36C)，或等同于在(HCC)DOADM的功能状态中的光学插分复用器380d(见图36D)。连接有多对核心单元381a和381b，以允许把功能扩展到包括WXC的光学插分复用器380e。为简明起见，在如图36E所示的一个核心单元中对一对核心单元381a和381b的功能进行描述。未示出引出单元382a和382b以及插入单元383a和383b的结构，但是这些单元分别连接到核心单元。
图36F是用于阐释图36A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。如图36F所示的光学插分复用器380f处于(HCC)DOADM的功能扩展状态，并且是可以更换图36D的结构的另一结构示例。在如图36F所示的光学插分复用器380f中，在引出单元382c中布置有1×16-端口分组滤光器(GF)416。插入单元383b使用16×1-端口光耦合器(CPL)413。在图36F的结构示例中，可以把功能进一步扩展到如图36E所示的WXC。
可以在不更换核心单元381a的情况下设置如图36B到36F所示的功能扩展的结构。因此，即使在系统运行过程中，也可以在不重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。
以下对根据本发明的光学插分复用器的运行中升级示例4进行阐释。图37A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的示意图。光学插分复用器430a形成ROADM。光学插分复用器430a的核心单元431a包括1×2光耦合器432、50GHz间距波长阻隔器(WB)433以及2×1光耦合器434。将核心单元431b按与核心单元431a不同的方式形成为模块。核心单元431b包括连接到其引出侧端口的50GHz/100GHz交织器(IL)435和连接到其插入侧端口的50GHz/100GHz交织器(IL)436。引出单元432a包括两个光学去复用器(DeMux)441，而插入单元433a包括两个光学复用器(Mux)442。
图37B是用于阐释图37A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器430b的核心单元431a和431b具有与图37A中相同的结构。即，在核心单元431a和431b中未改变任何部分。然而，核心单元431b还与被配置成另一单元的核心单元431c相连接。核心单元431c包括用于进行引出的多个1×8-端口100GHz间距波长选择开关(WSS)451，和用于进行插入的多个8×1-端口100GHz间距波长选择开关(WSS)452。该布置允许光学插分复用器430b实现作为低计数信道(LCC)OADM的功能扩展。也可以把波长选择开关(WSS)451的一部分输出端口和波长选择开关(WSS)452的一部分输入端口引出或插入到波长交叉连接装置(未示出)。在该结构中，可以把如图37A所示的置于引出单元432a中的光学去复用器441和置于插入单元433a中的光学复用器442分开并将它们用于另一装置。
图37C是用于阐释图37A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。以下对从如图37B所示的低计数信道(LCC)DOADM的功能进行的功能扩展进行描述。光学插分复用器430c的各核心单元431a、431b以及431c具有与图37B中相同的结构。即，在其中未改变任何部分。
位于引出侧的波长选择开关451的多个输出端口中的至少一个连接到引出单元432a的光学去复用器(DeMux)441。位于插入侧的波长选择开关452的多个输入端口中的至少一个连接到插入单元433a的光学复用器(Mux)442。该布置允许光学插分复用器430c实现作为支持波长交叉连接的ROADM的功能扩展。可以通过扩展光学插分复用器430a(见图37A)的功能来配置光学插分复用器430c。当要从图37A的初始状态改变功能时，可以按以上方式附加地布置核心单元431c。
图37D是用于阐释图37A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。在紧接在对其进行配置之前的如图37D所示的光学插分复用器430d的功能状态等同于基于低计数信道(LCC)DOADM的光学插分复用器(见图37B)。不改变核心单元431a、431b以及431c的结构。引出单元432b包括1×10-端口分组滤光器(GF)455。插入单元433b包括16×1-端口光耦合器(CPL)456。该结构允许把功能扩展到高计数信道(HCC)DOADM。也可以把波长选择开关451的一部分输出端口或波长选择开关452的一部分输入端口引出或插入到波长交叉连接装置(未示出)。也可以按所需端口数量附加设置设置在引出单元432b中的分组滤光器455的数量和设置在插入单元433b中的光耦合器456的数量。
图37E是用于阐释图37A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。在紧接在对其进行配置之前的如图37E所示的光学插分复用器430e的功能状态等同于在ROADM的功能状态中的光学插分复用器430c(见图37C)，或等同于在(HCC)DOADM的功能状态中的光学插分复用器430d(见图37D)。诸如核心单元431a、431b以及431c这三个单元构成的组连接有多个，这允许把功能扩展到包括WXC的光学插分复用器430e。如图37E所示，为简明起见，按一个核心单元对诸如核心单元431a、431b以及431c的三个单元进行描述。其中未示出引出单元432a和432b以及插入单元433a和433b的结构，但是这些单元分别连接到核心单元431a、431b以及431c。
可以在不更换核心单元431a的情况下设置如图37B到37E所示的功能扩展的结构。因此，即使在系统运行过程中，也可以在不重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。
以下对根据本发明的光学插分复用器的运行中升级示例5进行阐释。图38A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的示意图。光学插分复用器500a形成ROADM。光学插分复用器500a的核心单元501a包括1×2光耦合器511和4×1-端口波长选择开关(WSS)512。引出单元502a包括1×N-端口光学去复用器(DeMux)515，而插入单元503a包括M×1-端口光学复用器(Mux)516。
图38B是用于阐释图38A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器500b的核心单元501a具有与图38A中相同的结构。即，在核心单元501a中未改变任何部分。然而，核心单元501a还与被配置成另一单元的核心单元501b相连接。核心单元501b包括用于进行引出的1×3光耦合器(CPL)520。光耦合器520的多个输出端口中的一个连接到引出单元502a，并可以扩展其他输出端口的功能以使其具有波长交叉连接。
图38C是用于阐释图38A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器500c包括多对(图38C中示出了四对)如图38B所示的核心单元501a和501b，以把功能扩展到WXC。在该结构示例中，可以如图59所示地在两个传输路径环A与B之间交换信号。
如图38C所示，在用于进行引出的光耦合器520的多个输出端口与用于进行插入的波长选择开关512的多个输入端口之间，不同的核心单元相互连接。例如，核心单元1中的光耦合器520的一些输出端口连接到核心单元3和核心单元4中的波长选择开关512的多个输入端口。核心单元2中的光耦合器520的一些输出端口连接到核心单元3和核心单元4中的波长选择开关512的多个输入端口。核心单元3中的光耦合器520的一些输出端口连接到核心单元1和核心单元2中的波长选择开关512的多个输入端口。核心单元4中的光耦合器520的一些输出端口连接到核心单元1和核心单元2中的波长选择开关512的多个输入端口。使用符号“#”描述输入到核心单元的传输路径路由或从核心单元输出的传输路径路由。核心单元1向路由#2输出路由#1的输入。核心单元2向路由#1输出路由#2的输入。核心单元3向路由#4输出路由#3的输入。核心单元4向路由#3输出路由#4的输入。
如图59所示，光学插分复用器500c被配置成包括四个路由的波长交叉连接部，并可以在路由#1与路由#2、路由#1与路由#3、路由#1与路由#4、路由#2与路由#3、路由#2与路由#4、以及路由#3与路由#4之间交换信号。
可以在不更换核心单元501a的情况下设置如图38B和38C所示的功能扩展的结构。因此，即使在系统运行过程中，也可以在不重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。
以下对根据本发明的光学插分复用器的运行中升级示例6进行阐释。图39A是在最初引入时的光学插分复用器的结构的示意图。光学插分复用器530a形成ROADM。光学插分复用器530a的核心单元531a包括1×2光耦合器531和3×1-端口波长选择开关(WSS)532。引出单元532a包括1×N-端口光学去复用器(DeMux)541，而插入单元533a包括M×1-端口光学复用器(Mux)542。
图39B是用于阐释图39A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器530b的核心单元531a具有与图39A中相同的结构。即，在核心单元531a中未改变任何部分。然而，核心单元531a还与被配置成另一单元的核心单元531b相连接。核心单元531b包括用于进行引出的1×2光耦合器(CPL)544。光耦合器544的多个输出端口中的一个连接到引出单元532a，并可以扩展其功能以使得其他输出端口具有波长交叉连接。
图39C是用于阐释图39A所示的光学插分复用器的扩展的示意图。光学插分复用器530c包括多对(图39C中示出了四对)如图39B所示的核心单元531a和531b，以把功能扩展到WXC。
如图39C所示，在用于进行引出的光耦合器544的多个输出端口与用于进行插入的波长选择开关532的多个输入端口之间，不同的核心单元相互连接。例如，核心单元1中的光耦合器544的多个输出端口中的一个连接到核心单元4中的波长选择开关532的多个输入端口中的一个。核心单元2中的光耦合器544的多个输出端口中的一个连接到核心单元3中的波长选择开关532的多个输入端口中的一个。核心单元3中的光耦合器544的多个输出端口中的一个连接到核心单元2中的波长选择开关532的多个输入端口中的一个。核心单元4中的光耦合器544的多个输出端口中的一个连接到核心单元1中的波长选择开关532的多个输入端口中的一个。使用符号“#”描述输入到核心单元的传输路径路由或从核心单元输出的传输路径路由。核心单元1向路由#2输出路由#1的输入。核心单元2向路由#1输出路由#2的输入。核心单元3向路由#4输出路由#3的输入。核心单元4向路由#3输出路由#4的输入。
可以在不更换核心单元531a的情况下设置如图39B和39C所示的功能扩展的结构。因此，即使在系统运行过程中，也可以在不重连光纤和断开主信号的情况下对功能进行扩展。
图39D是用于阐释在执行图39C所示的扩展时在多条传输路径之间进行的信号交换的示意图。如图39D所示，存在由包括WXC的光学插分复用器530c形成的传输路径A(光纤1301a和光纤1301b)和传输路径B(1302a和光纤1302b)的两个环，并在传输路径A与B之间执行信号交换。如参照图39C所阐释的光学插分复用器530c被配置成包括四个路由的波长交叉连接部，并可以在路由#1与路由#2之间、路由#1与路由#4之间、路由#2与路由#3之间以及路由#3与路由#4之间切换信号。光学插分复用器530c具有与光学插分复用器500c(见图38C)相比可选路由数量受到限制的功能，但是具有实现了简化结构的优点。
图40A是当在引出侧使用交织器作为分组滤光器时的结构的示意图。交织器551连接到1×N-端口波长选择开关(WSS)550的多个输出端口中的一个。如图40A所示，传输信号的波长(λ)的数量最多是80个波，把1×8-端口交织器551用作分组滤光器(GF)。到交织器551的输入信号按50GHz间距最多具有8个波。
在如图40A所示的示例中，该8个波是λ1、λ2、λ14、λ23、λ27、λ52、λ69以及λ80。在交织器551中顺序地连接一个100GHz/50GHz交织器551a、两个200GHz/100GHz交织器551b以及四个400GHz/200GHz交织器551c。该连接允许从总共8个端口的输出对按50GHz间距的输入信号进行去复用，并把10个波(10λ)指配给各端口。在实际操作过程中，输出该10个波中的一个波(例如，端口1输出λ23)。
图40B是当在插入侧使用交织器作为分组滤光器时的结构的示意图。把8×1-端口交织器(IL)553用作分组滤光器(GF)。在如图40B所示的示例中，到交织器553的输入信号是λ1、λ2、λ14、λ23、λ27、λ52、λ69以及λ80。在交织器553中顺序地连接四个400GHz/200GHz交织器553a、两个200GHz/100GHz交织器553b以及一个100GHz/50GHz交织器553c。该连接允许向总共8个端口进行输入，并把10个波指配给各端口。在实际操作过程中，输入该10个波中的一个波(例如，向端口1输入λ23)。按50GHz间距把交织器553的输出设置为多个信号，并将其连接到N×1-端口波长选择开关(WSS)554的多个输入端口中的一个。与其中把这些交织器用作分组滤光器的另一系统相比这些交织器551和553的传输特性很优异。
以下对使用交织器作为分组滤光器的结构的具体示例进行阐释。图34F是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图34G是形成图34F所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图。在图34E的结构中，如果向核心单元301a输入的主信号的波长数是40个波长，则作为分组滤光器(GF)341的交织器343(见图34G)连接到波长选择开关311的8个输出端口中的5个输出端口中的每一个，并把不同的波长指配给所有交织器343的输出端口。通过把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置，可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有40个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图34H是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图34I是形成图34H所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图。在图34E的结构中，如果向核心单元301a输入的主信号的波长数是80个波长，则把1×2光耦合器346连接到波长选择开关(WSS)311的8个输出端口中的5个输出端口中的每一个，把作为分组滤光器(GF)341的1×8-端口交织器343a(见图34I)连接到光耦合器346的两个输出端口。由此，把不同的波长指配给交织器343a的所有输出端口。通过把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置，可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图36G是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图36H是形成图36G所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图。在图36F的结构中，如果向核心单元381a输入的主信号的波长数是40个波长，则把作为分组滤光器416的1×8-端口交织器417(见图36H)连接到波长选择开关(WSS)395的8个输出端口中的5个输出端口中的每一个。把不同的波长指配给交织器417的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有40个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图36I是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图36J是形成图36I所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图。如果向如图36F所示的核心单元381a输入的主信号的波长数是80个波长，则把1×2-端口光耦合器418连接到波长选择开关(WSS)395的8个输出端口中的5个输出端口中的每一个，并把作为分组滤光器(GF)416的1×8-端口交织器417(见图36J)连接到光耦合器418的两个输出端口。把不同的波长指配给交织器417的所有输出端口，并把各剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图35E是图35C所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图35F是形成图35E所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图。在图35C的结构中，如果向核心单元351a输入的主信号的波长数是80个波长，则把作为分组滤光器371a/371b的1×8-端口交织器373(见图35F)连接到波长选择开关(WSS)354a和354b的8个输出端口中的5个输出端口中的每一个。把不同的波长指配给交织器373的所有输出端口，并把各剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图37F是图37D所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图37G是形成图37F所示的分组滤光器(GF)的交织器的示意图。在图37D的结构中，如果向核心单元431a输入的主信号的波长数是80个波长，则把作为分组滤光器(GF)455的1×8-端口交织器457连接到波长选择开关(WSS)451的8个输出端口中的5个输出端口中的每一个。把不同的波长指配给交织器457的所有输出端口，并把各剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图41A是在引出侧使用带分滤光器作为分组滤光器的结构示例的示意图。带分滤光器(BDF)561连接到1×N-端口波长选择开关(WSS)560的多个输出端口中的一个。如图41A所示，传输信号的波长(λ)的数量最多是80个波，把1×8-端口带分滤光器561用作分组滤光器(GF)。把8个波长(8λ)分别指配给带分滤光器561的8个输出端口，并把该8个波长中的一个用于实际操作。
图41B是在插入侧使用带分滤光器作为分组滤光器的结构示例的示意图。把8个波长分别指配给8×1-端口带分滤光器(BDF)563的8个输入端口，并把该8个波长中的一个用于实际操作。把带分滤光器563的输出连接到N×1-端口波长选择开关(WSS)564的多个输出端口中的一个。根据带分滤光器561和563，可能有必要确保不可用的保护带(guardband)。该防护带可能导致可用导带(guide band)受到限制。然而，与某些其他系统(其中使用带分滤光器作为分组滤光器)相比，可以按低成本实现带分滤光器561和563。
以下对使用带分滤光器作为分组滤光器的结构的具体示例进行阐释。图34J是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图34K是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图34L是形成图34J所示的分组滤光器(GF1、3、5)的带分滤光器的示意图。在图34E的结构中，如果向核心单元301a输入的主信号的波长数是40个波长，则把作为分组滤光器341的带分滤光器(BDF)344a和344b连接到波长选择开关(WSS)311的8个输出端口中的5个输出端口中的每一个。把不同的波长指配给带分滤光器344a和344b的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以放宽对使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与所述40个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图34M是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。
图34N是形成图34M所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的带分滤光器的示意图。图34N是形成图34M所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的带分滤光器的示意图。图34O是形成图34M所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的带分滤光器的示意图。如果向如图34E所示的核心单元301a输入的主信号的波长数是80个波长，则把1×2-端口光耦合器344连接到波长选择开关(WSS)311的8个输出端口中的5个输出端口中的每一个，并把作为分组滤光器(GF)341的(1×8-端口)带分滤光器344c和344d连接到光耦合器344的两个输出端口中的每一个。把不同的波长指配给带分滤光器344c和344d的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图36K是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图36L是形成图36K所示的分组滤光器(GF2、4)的带分滤光器的示意图。图36M是形成图36K所示的分组滤光器(GF1、3、5)的带分滤光器的示意图。如果向如图36F所示的核心单元381a输入的主信号的波长数是40个波长，则把作为分组滤光器(GF)416的(1×8-端口)带分滤光器419a和419b连接到波长选择开关(WSS)395的8个输出端口中的5个端口中的每一个。把不同的波长指配给带分滤光器419a和419b的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有40个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图36N是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图36O是形成图36N所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的带分滤光器的示意图。图36P是形成图36N所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的带分滤光器的示意图。如果向如图36F所示的核心单元301a输入的主信号的波长数是80个波长，则把1×2-端口光耦合器418连接到波长选择开关(WSS)395的8个输出端口中的5个端口中的每一个，并把(1×8-端口)带分滤光器419c和419d连接到光耦合器418的两个输出端口中的每一个。把不同的波长指配给带分滤光器419c和419d的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图35G是如图35C所示的光学插分复用器的另一具体结构的示意图。图35H是形成图35G所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的带分滤光器373a的示意图。图35I是形成图35G所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的带分滤光器373d的示意图。在图35C的结构中，如果向核心单元351a输入的主信号的波长数是80个波长，则把作为分组滤光器(GF)371a/371b的(1×8-端口)带分滤光器373a和373b连接到波长选择开关(WSS)354a和354b的8个输出端口中的5个端口中的每一个。把不同的波长指配给带分滤光器373a和373b的所有输出端口，并把各剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图37H是图37D所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图37I是形成图37H所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的带分滤光器的示意图。图37J是形成图37H所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的带分滤光器的示意图。在图37D的结构中，如果向核心单元431a输入的主信号的波长数是80个波长，则把作为分组滤光器(GF)455的(1×8-端口)带分滤光器458a和458b连接到相应的波长选择开关(WSS)451的8个输出端口中的5个端口中的每一个。把不同的波长指配给带分滤光器458a和458b的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图42A是当在引出侧使用无色AWG作为分组滤光器时的结构的示意图。无色AWG 571连接到1×N-端口波长选择开关(WSS)570的多个输出端口中的一个。如图所示，传输信号的波长(λ)的数量最多是80个波，并把1×10-端口无色AWG 571用作分组滤光器(GF)。把4个波长(4λ)作为一组指配给无色AWG 571的10个输出端口中的每一个，并把该4个波长中的一个用于实际操作。
图42B是当在插入侧使用无色AWG作为分组滤光器时的结构的示意图。把4个波长作为一组指配给10×1-端口无色AWG 573的多个输入端口中的每一个，并把该4个波长中的一个用于实际操作。把无色AWG573的输出连接到N×1-端口波长选择开关(WSS)574的多个输入端口中的一个。
图34P是图34E所示的光学插分复用器的另一具体结构的图。图34Q是形成图34P所示的分组滤光器(GF1到5)的无色AWG的示意图。如果向图34E的核心单元301a输入的主信号的波长数是40个波长，则把作为分组滤光器(GF)341的1×8-端口无色AWG 345连接到波长选择开关(WSS)311的8个输出端口中的5个端口中的每一个。把不同的波长指配给无色AWG 345的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有40个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图34R是图34E所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图34S是形成图34R所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的无色AWG的示意图。图34T是形成图34R所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的无色AWG的示意图。如果向图34E的核心单元301a输入的主信号的波长数是80个波长，则把1×2-端口光耦合器344连接到波长选择开关(WSS)311的8个输出端口中的5个端口中的每一个，并把(1×8-端口)无色AWG 345a和345b连接到光耦合器344的两个输出端口中的每一个。把不同的波长指配给无色AWG 345a和345b的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图36Q是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图36R是形成图36Q所示的分组滤光器(GF1到5)的无色AWG的示意图。如果向图36F的核心单元381a输入的主信号的波长数是40个波长，则把作为分组滤光器(GF)416的1×8-端口无色AWG 420连接到波长选择开关(WSS)395的8个输出端口中的5个端口中的每一个。把不同的波长指配给无色AWG(CMDX)420的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有40个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图36S是图36F所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图36T是形成图36S所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的无色AWG 420a的示意图。图36U是形成图36S所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的无色AWG 420b的示意图。如果向图36F的核心单元381a输入的主信号的波长数是80个波长，则把1×2-端口光耦合器418连接到波长选择开关(WSS)395的8个输出端口中的5个端口中的每一个，并把(1×8-端口)无色AWG(CMDX)420a和420b连接到相应的光耦合器418的两个输出端口中的每一个。把不同的波长指配给无色AWG(CMDX)420a和420b的所有输出端口，并把剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图35J是图35C所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图35K是形成图35J所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的无色AWG 374a的示意图。图35L是用于图35J所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的无色AWG 374b的示意图。如果向图35C的核心单元351a输入的主信号的波长数是80个波长，则把作为分组滤光器(GF)371a/371b的1×8-端口无色AWG 374a和374b连接到相应的波长选择开关(WSS)354a和354b的8个输出端口中的5个端口中的每一个。把不同的波长指配给无色AWG 374a和374b的所有输出端口，并把各剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
图37K是图37D所示的光学插分复用器的具体结构的示意图。图37L是形成图37K所示的分组滤光器(GF1、3、5、7以及9)的无色AWG的示意图。图37M是形成图37K所示的分组滤光器(GF2、4、6、8以及10)的无色AWG的示意图。在图37D的结构中，如果向核心单元431a输入的主信号的波长数是80个波长，则把作为分组滤光器(GF)455的1×8-端口无色AWG 374c和374d连接到相应的波长选择开关(WSS)451的8个输出端口中的5个端口中的每一个。把不同的波长指配给无色AWG(CMDX)374c和374d的所有输出端口，并把各剩下的3个端口连接到波长交叉连接装置。由此可以克服使用波长数量的限制(这是在使用分组滤光器时产生的问题)，并允许引出与主信号的所有80个波长对应的信号并同时实现波长交叉连接。
以下对为光功率控制使用光谱监测器的示例进行阐释。图43A是其中把光谱监测器用于引出信号的光功率控制的结构的示意图。核心单元580包括1×2光耦合器581、M×1-端口波长选择开关(WSS)582以及用于进行引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)583。在引出侧的多个输出端口中分别设置有光耦合器584a到584n。通过N×1光耦合器585把由光耦合器584a到584n分支的光信号组合起来，并把组合光信号输出给光谱监测器586。光谱监测器586对波长选择开关(WSS)583的每个端口的光组合状态进行调节，使得每个端口处的光功率是所需值。由此可以控制引出侧的光信号的光功率。
图43B是其中把光谱监测器用于引出信号的光功率控制的结构的示意图。核心单元590包括用于进行引出的1×N-端口波长选择开关(WSS)591、2×1光耦合器592以及用于进行插入的M×1-端口波长选择开关(WSS)593。分别在波长选择开关591的主信号侧和引出侧的输出端口中设置光耦合器594a到594n。通过N×1光耦合器595把由光耦合器594a到594n分支的光信号组合起来，并把组合光信号输出给光谱监测器596。光谱监测器596对波长选择开关(WSS)591的每个端口的光组合状态进行调节，使得在每个端口处的光功率是所需值。由此可以控制引出侧的主信号和光信号的光功率。
以下对在扩展使用了交织器的核心单元时的结构示例进行阐释。图44是用于阐释包括交织器的核心单元的扩展的示意图。把在最初引入光学插分复用器600时的核心单元600a可切换地配置在4个路由(#1到#4)中。
核心单元600a包括4个50/100GHz交织器601a到601d，置于该核心单元600a的与所述4条路由对应的输入侧；和4个100/50GHz交织器604a到604d，置于该核心单元600a的输出侧。在输入侧交织器与输出侧交织器之间布置有4个1×4-端口100GHz间距波长选择开关(WSS)602a到602d和4个4×1-端口100GHz间距波长选择开关(WSS)603a到603d。根据对每个所需路由进行的开关，把波长选择开关602a到602d的输出端口相互连接到波长选择开关603a到603d的输入端口。按50GHz间距向光学插分复用器600输入传输信号或从光学插分复用器600输出传输信号。在最初引入通信容量小的设备时，核心单元600a使用偶数信道启动设备的操作。在此情况下的传输信号的波长间距是100GHz。
如果通信容量增加，对核心单元600b进行扩充以实现功能扩展。核心单元600b包括1×4-端口100GHz间距波长选择开关(WSS)610a到610d，其输入端口连接到核心单元600a的输入侧的交织器601a到601d；和4×1-端口100GHz间距波长选择开关(WSS)611a到611d，其输出端口连接到核心单元600a的输出侧的交织器604a到604d。在扩充核心单元600b时，核心单元600a处理传输信号的偶数信道，而核心单元600b处理传输信号的奇数信道。根据基于该结构的功能扩展的示例，可以降低最初引入时的成本。
以下对其中把核心单元的内部结构拆分成多块的结构示例进行阐释。图45A是被分立成块的位于引出侧的波长选择开关的示意图。核心单元620包括1×2光耦合器621和M×1波长选择开关(WSS)622。此外，根据允许信号被引出的端口数量，可以把包括用于进行引出的1×N波长选择开关(WSS)623的核心块620a连接到核心单元620。由此，根据是否需要用于进行引出的波长选择开关623可以仅改变该块。
图45B是被分立成块的位于插入侧的波长选择开关的示意图。核心单元630包括1×N波长选择开关(WSS)631和2×1光耦合器632。此外，根据允许信号被插入的端口数量，可以把包括用于进行插入的M×1波长选择开关(WSS)633的核心块630a连接到核心单元630。由此，根据是否需要用于进行插入的波长选择开关633可以仅改变该块。当如在多个运行中升级示例中所阐释的那样进行功能扩展时，可以把形成在心单元的引出侧或插入侧的块用作核心单元的结构。
在这些光学插分复用器中，把插入单元或引出单元的用于进行插入/或引出的多个端口中的剩余端口用作波长交叉连接的路由的端口，但是以下参照附图对WXC路由的端口的扩展示例(用以确保固定数量的路由)进行阐释。
图46A是用于实现波长交叉连接功能的根据本发明一实施例的光学插分复用器的示意图。光学插分复用器700a包括核心单元701a、引出单元702a以及插入单元703a。核心单元701a包括1×2光耦合器710a；用于进行引出的1×7-端口波长选择开关(WSS)711a，连接到1×2光耦合器710a的多个输出中的一个；以及用于进行插入的8×1-端口波长选择开关(WSS)712a，连接到1×2光耦合器710a的其他输出。
1×7-端口波长选择开关(WSS)711a与引出单元702a相连接，8×1-端口波长选择开关(WSS)712a与插入单元703a相连接。此外，为了实现波长交叉连接(WXC)，把1×7-端口波长选择开关(WSS)711a的输出侧的两个端口和8×1-端口波长选择开关(WSS)712a的输入侧的两个端口连接到其他路由(#3、#4)。图46A的波长选择开关(WSS)712a的输入端口数量和波长选择开关(WSS)711a的输出端口数量是用于实现4个路由的波长交叉连接的最少数量。因此，可以把这些波长选择开关更换成包括较多端口数量的另一波长选择开关。按所需最少端口数量配置如下所示的所有波长选择开关。
引出单元702a包括多个1×8-端口波长选择开关(WSS)721。每个波长选择开关(WSS)721都可以把波长引出成8个波长。如果如本实施例所示那样对40个波长(λ1到λ40)进行复用，那么需要5个波长选择开关(WSS)721以引出具有所有波长的光信号。引出单元703a包括多个8×1光耦合器(CPL)731和多个光放大器732，以恢复由于8×1光耦合器(CPL)731而造成的衰减。在该8×1光耦合器(CPL)731中，可以向每个8×1光耦合器(CPL)731插入8个波长，因此需要5个8×1光耦合器(CPL)731以插入具有所有波长的信号光。设置有光放大器732以对由于8×1光耦合器(CPL)731而造成衰减的信号光进行放大。
参照在核心单元701a中设置的波长选择开关的输出端口或输入端口，把所需数量的端口插入用端口和引出用端口，使得在要插入或引出具有8个波长的信号光时需要一个端口，或者在要插入或引出具有16个波长的信号光时需要两个端口。把剩余端口用作波长交叉连接开关。因此，可以用作WXC的端口数量随所需的用于进行插入或引出的端口数量而变化。换句话说，路由数量取决于要插入或引出的波长数量。
图46B是用于插入单元/引出单元的信道数量与用于波长交叉连接的最大路由数量之间的关系的图。x轴表示插入/引出信道的数量，y轴表示波长交叉连接的最大路由数量。其中示出了在插入单元/引出单元中使用8×1(1×8)个元件时获得的值。因此，插入/引出信道的数量与用于波长交叉连接的最大路由数量之间的关系变成[最大路由数量＝(核心单元中的用于进行引出的波长选择开关的输出端口中不用于进行插入的输出端口数量)+2]。右侧的值“+2”表示到路由#2的通过(主信号)端口(如图46A所示，主信号通过该路由#2)，并表示路由#1(其中并不将信号直接输出给输入端口)的端口。
图47和图48是用于阐释图46A所示的光学插分复用器的路由端口的扩展的示意图。在图47的光学插分复用器700b和图48的光学插分复用器700c中，通过用于实现光学插分功能的必需最小数量表示各核心单元中的波长选择开关(WSS)的端口数量。因此，该数量取决于扩展示例而不同。在实际情况下，光学插分复用器使用用于进行引出的1×8-端口波长选择开关(WSS)和用于进行插入的9×1-端口波长选择开关(WSS)，因此，通过相同的核心单元来配置光学插分复用器700b和光学插分复用器700c。
图47的光学插分复用器700b的核心单元701b包括用于进行引出的1×6-端口波长选择开关(WSS)711b，其输出侧的5个端口连接到引出单元702a；和用于进行插入的9×1-端口波长选择开关(WSS)712b，其输入侧的5个端口连接到插入单元703a。用于从1×6-端口波长选择开关(WSS)711b连接到引出单元702a的端口的数量和用于从插入单元703a连接到9×1-端口波长选择开关(WSS)712b的端口的数量分别固定到5个端口(对于40个波长)。由此可以引出或插入所有复用后的信号光(λ1到λ40)。为了增加用于连接到路由的端口的数量，把1×6-端口波长选择开关(WSS)742(作为用于输出到路由的扩展单元741)连接到用于进行引出的1×6-端口波长选择开关(WSS)711b的多个输出中的一个。此外，把2×1光耦合器752(作为用于从路由输入的扩展单元751)连接到用于进行插入的9×1-端口波长选择开关(WSS)712b的输入侧的3个端口。
如图47所示，在1×6-端口波长选择开关(WSS)711b与扩展单元741之间设有光放大器743，光放大器743用于放大待输出到路由的光信号。然而，也可以在用于输出到路由和从路由输入的多个端口中的任一端口中设置光放大器743。因此，也可以在扩展单元751与9×1-端口波长选择开关(WSS)712b之间设置光放大器743。
光学插分复用器700c的核心单元701c包括用于进行引出的1×8-端口波长选择开关(WSS)711c，其输出侧的5个端口连接到引出单元702a；和用于进行插入的7×1-端口波长选择开关(WSS)712c，其输入侧的5个端口连接到插入单元703a。用于从1×8-端口波长选择开关(WSS)711c连接到引出单元702a的端口的数量和用于从7×1-端口波长选择开关(WSS)712c连接到插入单元703a的端口的数量分别固定到5个端口(对于40个波长)。由此可以引出或插入所有复用后的信号光(λ1到λ40)。
在光学插分复用器700c中，把作为扩展单元741的3个1×2光耦合器744连接到用于进行引出的1×8-端口波长选择开关(WSS)711c的输出侧的3个端口，并且把作为扩展单元751的6×1-端口波长选择开关(WSS)753连接到用于进行插入的7×1-端口波长选择开关(WSS)712c的多个输入中的一个。这些方面与光学插分复用器700b(见图47)不同。通过使用针对扩展单元741的光耦合器744，可以根据路由输入不需要的信号光。因此，对核心单元701c中的用于进行插入的7×1-端口波长选择开关(WSS)712c进行控制，以截去不需要的信号光。
如上所述，在图47和图48的扩展示例中，在用于连接到另一路由的用于进行引出和插入的波长选择开关(WSS)中设置路由的扩展单元(741、751)，这使得可以确保6个独立的端口。换句话说，无论待插入或引出的波长数是多少，始终都可以配置8个路由的波长交叉连接。如果把光耦合器(744、752)用于扩展单元(741、751)，则对具有同一波长的多个信号光进行复用，这可能导致由于其中出现的光干扰而造成信号劣化。如图47或图48所示，如果使用光耦合器，只将其置于用于输出的扩展单元741和用于输入的扩展单元751中的任何一个中，并把波长选择开关(WSS)布置在另一个扩展单元(741、751)。如上所述，当把光耦合器用于扩展单元(741、751)时，还将其仅置于如下参照附图所阐释的光学插分复用器中的多个扩展单元中的一个中。
图49到图51是用于阐释当把1×2光耦合器添加到核心单元时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图。通过添加1×2光耦合器710b作为扩展单元713获得如图49到图51所示的各光学插分复用器的核心单元(701d、701e、701f)。把光耦合器710b添加在光学插分复用器700a(见图46A)中的核心单元701a的1×2光耦合器710a的到引出单元702a的输出与用于向引出单元702a引出信号的1×7-端口波长选择开关(WSS)711a之间。
通过用于实现所述功能的必需最小数量表示如图49到图51所示的各光学插分复用器的核心单元中的用于进行引出或插入的波长选择开关(WSS)的端口数量。在实际情况中，光学插分复用器使用用于进行引出的1×8-端口波长选择开关(WSS)和用于进行插入的9×1-端口波长选择开关(WSS)。因此，图49到图51的核心单元(701d、701e、701f)具有彼此相同的结构。在核心单元的扩展单元713与路由的扩展单元741之间设有光放大器743，光放大器743用于放大待输出到路由的光信号。可以把该光放大器743设于路由的插入侧和引出侧中的任一个处。
在图49的光学插分复用器700d中，用于进行引出的1×5-端口波长选择开关(WSS)711d连接到核心单元701d中的扩展单元713的多个输出中的一个。此外，用于进行引出的1×5-端口波长选择开关(WSS)711d的输出侧的5个端口连接到引出单元702a。作为路由的扩展单元741的一个1×2光耦合器744连接到扩展单元713的另一端口。从插入单元703a连接用于进行插入的8×1-端口波长选择开关(WSS)712a的5个输入端口，并从其他路由连接其2个端口，以形成4个路由的波长交叉连接。
如上所述，将用于连接到引出单元702a的端口与用于连接到核心单元701d中的路由的扩展单元741分离开来。通过该分离，与交叉连接的路由数量的增加相互独立地执行待插入或引出的波长数量的增加或减少。此外，把光耦合器744用于扩展单元741，并对该情况与使用波长选择开关的情况进行比较以使得可以简化结构并降低其成本。此外，若有必要，可以把光放大器743作为扩展单元741置于光耦合器744的上游或下游，以补偿由于核心单元701d的扩展单元713而造成的光损耗。
图50的光学插分复用器700e包括与光学插分复用器700d(见图49)中相同的核心单元701e。然而，光学插分复用器700e的不同之处在于在从路由输入信号的情况下，充当路由的扩展单元741的1×6-端口波长选择开关742连接到扩展单元713的多个输出中的一个，从插入单元703a连接用于进行插入的9×1-端口波长选择开关(WSS)712b的输入侧的5个端口，其3个端口与充当扩展单元751的3个2×1光耦合器752相连接。
按上述方式配置8个路由的波长交叉连接，并可以进一步增加路由数量。此外，若有必要，可以把光放大器743作为扩展单元741置于1×6-端口波长选择开关742的上游或下游中，以补偿由于核心单元701e的扩展单元713而造成的光损耗。
图51的光学插分复用器700f包括与光学插分复用器700d(见图49)中相同的核心单元701f。然而，光学插分复用器700f的不同之处在于充当路由的扩展单元741的1×6光耦合器(CPL)745连接到扩展单元713的一个端口，从插入单元703a连接用于进行插入的7×1-端口波长选择开关(WSS)712c的输入侧的5个端口，从充当扩展单元751的一个6×1-端口波长选择开关(WSS)753连接其一个端口。
按上述方式配置8个路由的波长交叉连接。使用扩展单元741的光耦合器745可能取决于路由而输入不需要的信号光。因此，对核心单元701f中的用于进行插入的7×1-端口波长选择开关(WSS)712c进行控制，以截去不需要的信号光。此外，与1×2光耦合器744(见图49)相比，用作路由的扩展单元741的1×6光耦合器(CPL)745具有较大的光损耗。因此，如果要求具有与光学插分复用器700d和700e的路由输出电平相同的路由输出电平，则需要在1×6光耦合器745的上游或下游设置光放大器743，以补偿光损耗。
如果把光耦合器(744、745、752)用于扩展单元(741、751)，则对具有同一波长的多个信号光进行复用，这可能导致由于其中出现的光干扰而造成信号劣化。因此，如图50或图51所示，必须在扩展单元(741、751)的任何一个中布置波长选择开关(WSS)。
图52到图54是用于阐释当在引出侧使用1×6光耦合器时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图。如图52到图54所示的光学插分复用器的各核心单元(701g、701h以及701i)包括还充当引出侧的扩展单元713的1×6光耦合器745，而不包括光学插分复用器700a(见图46A)中的核心单元701a的用于进行引出的1×7-端口波长选择开关(WSS)711a。
图52到图54的光学插分复用器中的各核心单元的用于进行引出和插入的各波长选择开关的端口数量是用于实现功能的必需最少端口数量。使用用于进行引出的1×8-端口波长选择开关(WSS)和用于进行插入的9×1-端口波长选择开关(WSS)，以使得可以实现相同的功能。因此，图52到图54的核心单元(701g、701h、70li)具有实际上彼此相同的结构。此外，与1×2光耦合器相比，1×6光耦合器具有较大的光损耗。因此，若有必要，则可以把光放大器743置于引出单元702a中的各波长选择开关721的输入侧，以补偿光损耗。
在图52的光学插分复用器700g中，作为为核心单元701g的引出而设置的扩展单元713的1×6光耦合器745的输入侧的5个端口被固定用于进行引出并连接到引出单元，剩余的一个端口连接到作为路由的扩展单元741的1×2光耦合器744。在用于进行插入的8×1-端口波长选择开关(WSS)712a中，从插入单元703a连接其输入侧的5个端口，从其他路由连接其2个端口。
按上述方式把引出单元702a从路由的扩展单元741分离开来，以配置4个路由的波长交叉连接。通过把路由数量限制在4个，在不使用路由的扩展单元741的波长选择开关(WSS)的情况下可以按低成本相互独立地形成多个路由。
图53的光学插分复用器700h包括与光学插分复用器700g(见图52)中相同的核心单元701h。然而，光学插分复用器700f的不同之处在于在从路由输入信号的情况下，从用于进行引出的扩展单元713连接作为路由的扩展单元741的1×6-端口波长选择开关(WSS)742，从插入单元703a连接用于进行插入的9×1-端口波长选择开关(WSS)712b的输入侧的5个端口，并且其3个端口与充当扩展单元751的2×1光耦合器752相连接。
按上述方式配置8个路由的波长交叉连接，并可以进一步增加路由数量。此外，可以把光放大器743作为扩展单元741置于1×6-端口波长选择开关742的上游或下游，以补偿由于核心单元701h的扩展单元713而造成的光损耗。
图54的光学插分复用器700i包括与光学插分复用器700g(见图52)中相同的核心单元701i。然而，光学插分复用器700i的不同之处在于在从路由输入信号的情况下，从用于进行引出的扩展单元713连接作为路由的扩展单元741的1×6波长耦合器745，从插入单元703a连接用于进行插入的7×1-端口波长选择开关(WSS)712c的输入侧的5个端口，并且其一个端口与作为扩展单元751的6×1-端口波长选择开关(WSS)753相连接。
按上述方式配置8个路由的波长交叉连接。使用扩展单元741的光耦合器745可能取决于路由而输入不需要的信号光。因此，对核心单元701i中的用于进行插入的7×1-端口波长选择开关(WSS)712c进行控制，以截去不需要的信号光。此外，若有必要，可以把光放大器743作为扩展单元741置于1×6光耦合器(CPL)745的上游或下游，以补偿由于核心单元70li中的扩展单元713而造成的光损耗如果把光耦合器(744、745、752)用于扩展单元(741、751)，则对具有同一波长的多个信号光进行复用，这可能导致由于其中出现的光干扰而造成信号劣化。因此，如图53或图54所示，必须在扩展单元(741、751)的任何一个中布置波长选择开关(WSS)。
在图47到图53的各光学插分复用器中，可以把光耦合器、矩阵开关、或分组滤光器而非波长选择开关用于引出单元702a。此外，可以把波长选择开关、矩阵开关、或分组滤光器而非光耦合器用于其中的插入单元703a。
图55到图56是用于阐释基于ROADM的路由的端口扩展的示意图。在图46A到图54的所有光学插分复用器中，功能基于作为DOADM的任意波长的插入和引出。把如图55和图56所示的光学插分复用器700j和700k形成为ROADM，并插入或引出具有固定波长的信号光。在此情况下，把诸如AWG的固定波长器件用作进行插入或引出的光学去复用器，以使得可以通过单个器件插入或引出所有波长的信号。
因此，在基于ROADM的结构中，可以为路由指配核心单元701j中的用于进行插入的4×1-端口波长选择开关(WSS)712j的多个端口中的更多个端口。图55和图56示出了用于实现功能的必需最少端口数量。在实际情况下，光学插分复用器(700j和700k)使用用于进行插入的9×1-端口波长选择开关(WSS)。因此，通过相同的核心单元来配置图55的核心单元701j和图56的核心单元701k。
图55的光学插分复用器700j包括核心单元701j、引出单元702j以及插入单元703j。核心单元701j包括1×2光耦合器710a；1×2光耦合器710b，作为连接到1×2光耦合器710a的一个端口的扩展单元713并用于进行引出的连接；以及用于进行插入的4×1-端口波长选择开关(WSS)712j，连接到1×2光耦合器710a的其他端口。包括光学去复用器722的引出单元702j连接到作为扩展单元713的1×2光耦合器710b的一个端口，作为路由的扩展单元741的1×2光耦合器744连接到其另一端口。从包括光学复用器733的插入单元703j连接用于进行插入的4×1-端口波长选择开关(WSS)712j的输入侧的一个端口，从其他路由连接其两个端口。
按上述方式配置4个路由的波长交叉连接。核心单元701j中的扩展单元713把连接到引出单元702j的信号与连接到路由的信号分离开来。此外，把路由限制在4个，以允许按简单的结构实现功能，使得路由的信号光衰减得更少。
图56的光学插分复用器700k包括与光学插分复用器700j(见图55)中相同的核心单元701k。然而，光学插分复用器700k的不同之处在于作为路由的扩展单元741的1×6光耦合器(CPL)745连接到核心单元701k，从插入单元703j连接8×1-端口波长选择开关(WSS)712a的输入侧的一个端口，从其他路由连接其6个端口。
按上述方式配置8个路由的波长交叉连接。使用扩展单元741的光耦合器745可能取决于路由而输入不需要的信号光。因此，对核心单元701k中的用于进行插入的8×1-端口波长选择开关(WSS)712a进行控制，以截去不需要的信号光。此外，可以设置光放大器743，以补偿由于置于扩展单元741的上游或下游的1×6光耦合器(CPL)745而产生的光损耗。
如上所述，与基于DOADM的结构不同，图55和图56的光学插分复用器700j和700k只需要一个端口用于连接到插入单元和引出单元，这使得可以按低成本实现功能，这是因为不必为路由的扩展单元741设置波长选择开关(WSS)。此外，与光学插分复用器700d、700e以及700f的核心单元(701d、701e、701f)相比，各个核心单元(701d、701e、701f)的不同之处在于把1×5端口波长选择开关(WSS)711d添加到作为用于进行引出的扩展单元713的1×2光耦合器710b的输出侧的一个端口(见图49到图51)。因此，参照从#1入到#2出传递的主信号、从另一路由输入的信号或向另一路由输出的信号，可以在不断开信号的情况下执行从光学插分复用器700j和700k到光学插分复用器700d、700e以及700f的功能扩展(运行中升级)。
在如参照图47到图56所阐释的光学插分复用器的WXC路由的各端口的扩展示例中，可以固定并确保路由数量，在不断开光学插分复用器的从输入端口到输出端口经过的通过路径的情况下可以扩展WXC路由的端口。
图57是用于阐释当把1×2光耦合器添加到核心单元时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图。图57示出了各光学插分复用器的核心单元。通过添加1×2耦合器C2作为扩展单元713获得图57所示的各光学插分复用器的核心单元。把耦合器C2添加在1×2耦合器C1的输出与用于进行引出的单元D1和到其他路由的单元D2中的每一个之间。通过用于实现所述功能的必需最小数量表示图57所示的各光学插分复用器的核心单元中的用于进行引出或插入的AWG端口数量。
在引出单元D1中，用于进行引出的AWG AWG1连接到扩展单元C2的多个输出中的一个。用于进行引出的AWG AWG1的输出侧的每个端口都连接到用于进行引出的接收器。1×N WSS WSS1连接到扩展单元C2的多个输出中的一个。1×N WSS WSS1的每个端口都连接到其他路由以形成波长交叉连接。其中，这些端口用于实现执行引出功能的波长交叉连接。
如上所述，把用于连接到引出单元D1的端口与用于连接到其他路由的端口分离开来。通过该分离，与交叉连接的路由数量的增加或减少相互独立地执行待插入或引出的波长数量的增加或减少。此外，对用于引出和插入的AWG的使用使得可以简化节点配置并降低成本。
图58是用于说明当把1×2光耦合器添加到核心单元时对光学插分复用器的路由的端口扩展的示意图。图58示出了各光学插分复用器的核心单元。通过添加1×2耦合器C2作为扩展单元713获得图58所示的各光学插分复用器的核心单元。把光耦合器C2添加在1×2光耦合器C1的输出与引出单元D1和D2中的每一个之间。通过用于实现所述功能的必需最小数量表示图2所示的各光学插分复用器的核心单元中的用于进行引出或插入的波长选择开关(WSS)的端口数量。在实际情况下，光学插分复用器使用用于进行引出的1×N-端口WSS和用于进行插入的M×1-端口WSS。
在图58所示的引出单元D1中，用于进行引出的1×N端口WSSWSS 1连接到扩展单元C2的多个输出中的一个。用于进行引出的1×NWSS WSS1的输出侧的每个端口都连接到接收器。1×N WSS WSS2连接到扩展单元C2的多个输出中的一个。1×N WSS WSS2的某些端口连接到用于进行引出的接收器，而其他端口连接到其他路由以形成波长交叉连接。其中，这些端口用于实现执行引出功能的波长交叉连接。
如上所述，把用于连接到引出单元D1的端口与用于连接到其他路由的端口分离开来。在DOADM功能的情况下，多达N个的所需引出信号数量只能准备1×N WSS WSS1。当所需引出信号数量超过N时，通过向其他路由布置1×N WSS WSS2的空端口可以实现所述配置。通过最小组成可以实现与所需波长(端口)数对应的引出和插入结构。此外，通过与需求数量成比例的最小组成可以实现到其他网络的路由的结构。
如上所述，根据光学插分复用器，当要引出或插入较数量个波长时，在最初引入时利用最少组件配置设备。然后，当要引出和插入多个波长并且路由数量增加时，添加与各情况对应的配置以允许进行功能扩展。在此情况下，不必把插入单元更换成另一传输信号所通过的单元。这使得可以进行运行中升级，以在不断开传输信号的情况下对功能进行扩展。
根据本发明，可以与网络需求的变化对应地对光学插分功能进行扩展。
尽管针对用于完整且清楚公开的具体实施例对本发明进行了描述，但是所附权利要求并不受此限制，而是应当被解释成体现了本领域技术人员可以发现的落在这里所阐释的基本教导之内的所有修改例和另选构造。
权利要求
1.一种光学插分复用器，用于切换光路并引出或插入具有预定波长的信道，该光路用于把具有经复用的多个波长并输入至输入端口的输入信号改变成各波长的输出信号，该输出信号被引导至各传输路径中的针对多个路由的输出端口，该光学插分复用器包括核心单元，包括通过路径，使输入信号通过到达输出端口；引出端口，用于引出具有预定波长的输入信号；以及插入端口，用于向输入信号插入所述信道。
2.如权利要求1所述的光学插分复用器，还包括连接到引出端口的引出单元，其针对各波长对从引出端口引出的输入信号进行去复用，并输出作为去复用的结果而形成的多个信号。
3.如权利要求2所述的光学插分复用器，其中所述引出端口设置有多个；该多个引出端口中的一部分连接到引出单元；并且该多个引出端口中的另一部分连接到一波长交叉连接部。
4.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述引出端口是1×N光耦合器的输出端口，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量。
5.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述引出端口是1×N波长选择开关的输出端口，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量。
6.如权利要求1所述的光学插分复用器，还包括连接到插入端口的插入单元，其对具有多个波长的信号光针对各波长进行复用，该信号光要被插入到该插入单元。
7.如权利要求6所述的光学插分复用器，其中所述插入端口设置有多个，该多个插入端口中的一部分连接到插入单元，并且该多个插入端口中的另一部分连接到一波长交叉连接部。
8.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述插入端口是M×1光耦合器的输入端口，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量。
9.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述插入端口是M×1波长选择开关的输入端口，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量。
10.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元设有与路由的数量相同的数量个，并且每个核心单元都包括具有N个引出端口的1×N波长选择开关，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量；和具有M个插入端口的M×1波长选择开关，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量，其中所述多个核心单元中的一个核心单元中的1×N波长选择开关的多个引出端口与所述多个核心单元中的另一核心单元中的M×1波长选择开关的多个插入端口相连接，以用于波长交叉连接。
11.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元包括1×N光耦合器，用于接收输入信号并具有N个输出端口，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量；和M×1光耦合器，具有M个输入端口并将输入信号输出为输出信号，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量；通过路径，其是通过将1×N光耦合器的一个输出端口连接至M×1光耦合器的一个输入端口来形成的；以及波长阻隔器，置于通过路径中。
12.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元包括1×N光耦合器，用于接收输入信号并具有N个输出端口，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量；和M×1光耦合器，具有M个输入端口并将输入信号输出为输出信号，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量；通过路径，其是通过把1×N光耦合器的一个输出端口连接到M×1光耦合器的一个输入端口来形成的；1×N波长选择开关，连接到1×N光耦合器的一个输出端口并具有N个引出端口；以及M×1波长选择开关，连接到M×1光耦合器的一个输入端口并具有M个插入端口。
13.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元包括1×N波长选择开关，用于接收输入信号并具有N个输出端口，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量；N×1光耦合器，具有N个输入端口并将输入信号输出为输出信号，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量；通过路径，其是通过把1×N光耦合器的一个输出端口连接到N×1光耦合器的一个输入端口来形成的；以及M×1波长选择开关，连接到N×1光耦合器的一个输入端口并具有M个插入端口，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量。
14.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元包括1×N波长选择开关，用于接收输入信号并具有N个输出端口，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量；M×1波长选择开关，具有M个输入端口并将输入信号输出为输出信号，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量；以及通过路径，其是通过把1×N波长选择开关的一个输出端口连接到M×1波长选择开关的一个输入端口来形成的。
15.如权利要求1所述的光学插分复用器，包括一对交织器，该一对交织器用于改变输入信号的波长间距，并被置于插入端口与引出端口中。
16.如权利要求15所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元包括第一核心单元，其包括置于所述一对交织器之间的波长选择开关，用于向引出端口输出输入信号，第一波长组的该输入信号具有由所述交织器改变的多个波长间距中的一波长间距，和用于接收信号的波长选择开关；和用于扩展的第二核心单元，其包括附加地连接在所述交织器之间的波长选择开关，用于向引出端口输出输入信号，第二波长组的该输入信号具有与由所述交织器改变并被输入至第一核心单元的波长间距相同的波长间距，和用于接收信号的波长选择开关。
17.如权利要求2所述的光学插分复用器，其中，所述引出单元包括用于固定波长的光学去复用器和1×N波长选择开关中的任何一个，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出、分组滤光器、光耦合器以及波长可变滤波器的数量。
18.如权利要求6所述的光学插分复用器，其中，所述插入单元包括用于固定波长的光学复用器和M×1波长选择开关中的任何一个，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出、分组滤光器以及光耦合器的数量。
19.如权利要求17所述的光学插分复用器，其中，所述分组滤光器是交织器，并且在使用所述分组滤光器时对使用波长数的限制得到解决。
20.如权利要求18所述的光学插分复用器，其中，所述分组滤光器是交织器，并且在使用所述分组滤光器时对使用波长数的限制得到解决。
21.如权利要求17所述的光学插分复用器，其中，所述分组滤光器是带分滤光器，并且在使用所述分组滤光器时对使用波长数的限制得到解决。
22.如权利要求18所述的光学插分复用器，其中，所述分组滤光器是带分滤光器，并且在使用所述分组滤光器时对使用波长数的限制得到解决。
23.如权利要求17所述的光学插分复用器，其中，所述分组滤光器是阵列波导光栅，并且在使用所述分组滤光器时对使用波长数的限制得到解决。
24.如权利要求18所述的光学插分复用器，其中，所述分组滤光器是阵列波导光栅，并且在使用所述分组滤光器时对使用波长数的限制得到解决。
25.如权利要求1所述的光学插分复用器，包括用于调节信号功率的功率调节器，其中，该功率调节器设置在通过路径、引出端口以及插入端口中的至少一个中。
26.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述引出端口设置有多个，该多个引出端口中的至少一个被设置成波长交叉连接用端口，并且用于增加端口数量的输出用扩展单元可连接到该波长交叉连接用端口。
27.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述插入端口设置有多个，该多个输入端口中的至少一个被设置成波长交叉连接用端口，并且用于增加端口数量的输入用扩展单元可连接到该波长交叉连接用端口。
28.如权利要求26所述的光学插分复用器，其中，作为所述输出用扩展单元连接有1×N波长选择开关和光耦合器中的任何一个，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量。
29.如权利要求27所述的光学插分复用器，其中，作为所述输入用扩展单元连接有M×1波长选择开关和光耦合器中的任何一个，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量。
30.如权利要求28所述的光学插分复用器，其中，所述光耦合器仅专门设置在输出用扩展单元和输入用扩展单元中的任何一个中。
31.如权利要求29所述的光学插分复用器，其中，所述光耦合器仅专门设置在输出用扩展单元和输入用扩展单元中的任何一个中。
32.如权利要求30所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元包括M×1波长选择开关，该M×1波长选择开关包括M个输入端口并将输入信号输出为输出信号，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量。
33.如权利要求31所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元包括M×1波长选择开关，该M×1波长选择开关包括M个输入端口并将输入信号输出为输出信号。
34.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元包括第一1×2光耦合器，用于接收输入信号并具有两个输出端口；M×1波长选择开关，具有M个输入端口并将输入信号输出为输出信号，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量；通过路径，其是通过把第一1×2光耦合器的一个输出端口连接到M×1波长选择开关的一个输入端口来形成的；第二1×2光耦合器，具有连接到第一1×2光耦合器的另一输出端口的两个输出端口；以及具有N个输出端口的1×N波长选择开关，连接到第二1×2光耦合器的一个输出端口，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量，其中第二1×2光耦合器的另一输出端口被设为波长交叉连接用端口；并且M×1波长选择开关的多个输入端口中的一部分被设为波长交叉连接用端口。
35.如权利要求1所述的光学插分复用器，其中，所述核心单元包括1×2光耦合器，用于接收输入信号并具有两个输出端口，这里1是输入的数量，2是输出的数量；M×1波长选择开关，具有M个输入端口并将输入信号输出为输出信号，这里M是正整数并表示输入的数量，1是输出的数量；通过路径，其是通过把1×2光耦合器的一个输出端口连接到M×1波长选择开关的一个输入端口来形成的；以及具有N个输出端口的1×N光耦合器，这里1是输入的数量，N是正整数并表示输出的数量，该1×N光耦合器连接到1×2光耦合器的另一输出端口，其中1×N光耦合器的一个输出端口被设为波长交叉连接用端口，并且M×1波长选择开关的多个输入端口中的一部分被设为波长交叉连接用端口。
全文摘要
光学插分复用器。布置在传输路径中的核心单元包括通过路径，用于使到输入端口的输入信号通过到达输出端口；引出侧端口(25a)，用于引出具有预定波长的输入信号；以及插入侧端口(25b)，用于向输入光插入具有预定波长的信道。
文档编号G02B6/293GK1737625SQ20051009213
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月16日 优先权日2004年8月16日
发明者秋山祐一, 寺原隆文, 大井宽己, 延斯·C·拉斯穆森, 三浦章, 磯村章彦 申请人:富士通株式会社