TW201044803A - Bidirectional multiwavelength optical signal routing and amplification module - Google Patents

Description

201044803 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種光纖網路架構，特別係指 雙向性之多波長路由與放大模組應用於分波多工被ς :=·刚)系統中’其可有效地偵測分波多工被動光: 【先前技術】 Ο Ο 許多利用分波多工技術之方案已經提出來擴張 網路的谷置。分波多工被動光網路的吸引特性，、例如 ^高容量以及低每秒位元價格，使得如此之網路提：了 二=:=高容量即時性隨選資料傳輸。為了維 度的可罪度，分波多工被動光網路需要有效 及回應失效情況與緊急狀況。此外，在網際網路 ^ WF ’光纖通訊網路架構的監控與維護逐漸 =生=光纖通訊網路的光纖分支路徑發生錯誤時，能找出 =斷點的光纖分支路徑’甚至找出發生錯誤的位置，對 ;維護與監控光纖通訊網路的傳輸是極為重要的。Μ虚 斷之方法必需具有較高的彈性以使得可以連續^夺 情的狀態，當通訊線路發生故障或波長頻道之斷點 况日τ可以被檢測出來。 ^時域反射儀是用來量測光纖特性的儀器。操作時， 驗=反射儀會打人—連串的光脈衝進人光纖來進行檢 由=驗的方法係利用打入脈衝的同一侧接收光信號，而 ;丁入的k號遇到不同折射率的介質會散射及反射回 3 201044803 來。反射回來的光信號強度會被量測到，並且是時間的函 數，可以將之轉算成光纖的長度。因此，光時域反射儀可 以用來量測光纖的長度、衰減。 許多先前的觀念已經提出利用光時域反射儀（Optical Time Domain ReHectometer: 0TDR)來獨立地監控每一分 波多工頻道。在這些觀念中，光時域反射儀係位於主控端 (Central Office : CO)，並且光時域反射儀之信號傳遞於主 控端中的陣列波導光柵（Arrayed Waveguide Grating : AWG) 〇與光網路節點所在位置之間。寬頻的光時域反射儀之另一 ' 代替方案係使得每一分佈光纖具有一不同的長度，不過這 •是一個較繁瑣的實施策略，參考加拿大魁北克市之EXFO 光電工程公司於2005年提供之技術方案FTTx ΡΟΝ Technology and Testing。 由於需要一可調式雷射光源於主控端以及需要安排光 時域反射儀脈衝以逐個頻道依序循環的方式依序傳遞於分 0波多工被動光網路支線之間，基於可調式光時域反射儀方 法之解決方案增加了成本以及複雜性。在發表於Proc. Symp. IEEE/LEOS Benelux Chapter, 2006, Eindhoven, pp.l3_16(W. Chen, B. De Mulder, J. Vandewege 以及 X.Z. Qiu 等人提出），其標題為 “Embedded OTDR Monitoring of the Fiber Plant behind the PON Power Splitter”之内容中， 需要嵌入一光時域反射儀功能至每一光網路節點收發器 中，因此增加了使用元件之成本。而在發表於Meas. Sci. Technol., vol. 17, pp. 1070-1074, April 2006(S. Hann, J.-S. 4 201044803

Yoo,以及C.-S. Park等人提出），其標題為“Monitoring technique for a hybrid PS/WDM-PON by using a tunable OTDR and FBGs”）之方法中，提出基於利用可調式光時域 反射儀連接各別光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating: FBG) 於每一光網路節點，其需要複雜的實施策略並且不容易擴 展開來。另外，在發表於Optics Express，vol. 15， ρρ.1461-1466, 19 Feb. 2007(J. Park, J. Baik 以及 C. Lee 等 人提出），標題為 “Fault-detection technique in a WDM-PON” €)之監測方案中，需要一可調式光時域反射儀，因此其限制 了擴展能力而無法增加更多的使用者。此外，在發表於 IEEE Photonics Technol. Letters, vol. 17, pp 2691-2693, Dec. 2005(K. W. Lim, E. S. Son, K. H. Han 以及 Y. C. Chung 等人提出），標題為“Fault Localization in WDM Passive Optical Network by Reusing Downstream Light Sources”之 提案内容中，利用了光發射器於主控端以傳遞一光時域反 ❹射儀脈衝以檢測上行信號之存在，其亦需要利用可調式光 時域反射儀以傳送特定波長信號至給定的失效分支。 其他種類之監控方法係利用寬頻光源（spectrally sliced於遠端節點）之使用，結合多重監控頻道。波長相依 或頻帶相依光反射器於每一光網路節點，然後藉由波長相 依元件（例如光纖布拉格光柵、或波長耦合器以及集中於寬 頻來源之發射波帶上的寬頻鏡射之組合）之光反射器來反 射監控頻道回至主控端，分別參考發表於IEEE. Lett., vol 42, pp. 239-240, Feb. 2006(S.B. Park, D.K. Jung, H.S. Shin, 5 201044803 S. Hwang, Y. Oh以及C. Shim等人提出）之内容，以及發表 於 IEEE Photonics Technol. Letters, vol. 18，pp 523-525，1

Feb. 2006(K. Lee, S. B. Kang, D. S. Lim, Η. K. Lee 以及 W. V. Sorin 等人提出），標題為“Fiber Link Loss Monitoring

Scheme in Bidirectional WDM Transmission Using ASE-Injected FP-LD”之内容。上述發表於電機電子工程師 學會（IEEE)之技術内容中，主控端中的頻道係分別利用一 系列的光纖光功率表或光譜分析儀來檢測。這些方法皆受 〇限於檢測連接損耗並且無法確認斷點的位置。

此外，其他替代性的方法包括：（1).發表於IEEE

Photonics Technol. Letters, vol. 20, pp. 2039-2041, 15 Dec. 2008(H. Fathallah, Μ. M. Rad 以及 L. A, Rusch 等人提出）， 標題為 “PON Monitoring: Periodic Encoders with Low

Capital and Operational Cost”之技術内容，其中利用光學編 碼方法；（2).發表於 Optics Communications, vol. 281, pp. ^ 2218-2226, 2008(E. Wong, X. Chao 以及 C. J. ❹

Chang-Hasnain 等人提出），標題為 “Upstream vertical cavity surface-emitting lasers for fault monitoring and localization in WDM passive optical networks”之技術内容，其中實施低 成本垂直共振腔面射型雷射（VCSELs)提供於頻道監控；或 者是（3).發表於 OFC/NFOEC 2008 Conf. Proc.，San Diego, Paper JThA95(A. Chowdhury, M.-F. Huang, H.-C. Chien, G. Ellinas 以及 G.-K. Chang 等人提出）標題為“A Self-Survivable WDM-PON Architecture with Centralized 6 201044803

Wavelength Monitoring, Protection and Restoration for both Upstream and Downstream Links”、發表於 IEEE Photonics Technol. Letters, vol. 15, pp 1660-1662, Nov. 2003(T.-J. Chan, C.-K. Chan，L.-K. Chen 以及 F. Tong 等人提出）標題 為 “A Self-Protected Architecture for

Wave length-Division-Multiplexed Passive Optical

Networks”、發表於 Optics Express, vol. 15, pp. 4863-4868, 16 Apr. 2007(K. Lee, S. B. Lee, J. H. Lee, Y.-G. Han, S.-G. O Mun, S.-M. Lee以及C.-H. Lee等人提出）標題為“A self-restorable architecture for bidirectional wavelength-division-multiplexed passive optical network with colorless ONUs”）、發表於 Optics Communications, vol. 281, pp. 4606-4611, 2008(X. Cheng, Y. J. Wen, Z. Xu, Y. Wang以及 Y.-K. Yeo等人提出）標題為“Survivable WDM-PON with self-protection and in-service fault localization capabilities,”等之技術内容，提出失效安全

U (Fail-Safe)架構之設計，其可以提供防護以防止光纖失 效。然而，上述方法均無法準確地確定斷點的精確位置所 在。 有鑑於上述所提習知技術之缺點，本發明提出一種新 穎的監控錯誤之系統架構，可以監控節點及診斷斷點的精 確位置。 【發明内容】 本發明之一目的係在於提供一種具雙向性之多波長路 7 201044803 由與放大模組，能夠提供一個高彈性的上下行信號，藉由 選擇摻餌光纖光放大器，本發明之系統可以操作於 lOGbps、4〇Gbps或者更高’因此’升級本發明之系統很容 易辦到’只要選擇正確的摻斜光纖光放大器，提供不同信 號的增益以符合系統的要求即可達到目的。 本發明之再一目的係在於提供一種具雙向性之多波長 由/、放大模組，可以監控節點及診斷斷點的精確位置， 使用者可依系统需求，應用於短、中、長途的光網系統， ❹達到無距離限制光網監控系统。 本發明之另一目的係在於提供一種通訊及監控信號路 由拉組配置於分波多工被動光網路系統架構之中，其中通 汛及監控信號路由模組可以擴展系統至長距離（超過5〇公 里）應用。 »本發明之又一目的係在於提供一種通訊及監控信號路 由桓、、且，經過通5fl及監控信號路由模組之光時域反射儀光 〇路徑可以使系統一起適用於上下行信號及光時域反射儀光 路U九跡，其解決了光時域反射儀信號無法經過推斜光纖 光放大器路徑之問題。 依據本發明之—觀點，本發明之上述具雙向性之多波 長路由與放大模組，包含：幼合器，用以將第—資料信 遗、第-監測光信號及/或—錯㈣測信號麵合；二向色l 頻㈣波^ ’包含二個頻帶，純光搞合器，用以 ς疋第-貝料k 、第—監測光信號及—錯誤偵測信號係 個頻帶之其中之—頻帶傳遞其信號；第-光放大器， 8 201044803 ㈣二向色頻帶滤波器’用以放大第 測光信號；3_埠来循俨„„ ^ 貝枓t 5虎及第一監 第2璋_—㈣14純第—光放大器， 放大器及二向色頻帶遽波器；第二光隔胸=-先 循環器之第3埠；第二朵h 離器，麵接3_蟑光 以放夫笛. 先放大器，耦接第二光隔離器，用 ^大^詞信號及第二監測光信號；以及，4-埠光循 二璋耦接第二光放大器，第2埠麵接二向色 ο :Γ ，第3璋相接錯誤偵測信號，第…接光輕 :據本發明之一觀點’本發明提供一種分波多工被動 周路糸統架構，包含主控端’主控端包括 Π測光信號及一錯誤偵測信號之發射與接收端二 f-陣列波導光柵’·通訊及監控信號路由模組， 一 =職導光柵；第二陣列波導通訊及監控信號 ❹ 光柵.u B pa M 。，耦接第二陣列波導 先栅’以及’開_列；耦接功率分光器及—遠端節點。 其中遠端節點包括光轉合器，二向色頻帶濾波器.”，轉 接光福合器；一發射端，搞接二向色頻帶遽波器； :環器’其中第1物妾該轉接二向色頻帶滤波器心 布拉格光栅，耦接3-埠光循環器之第2埠；第一接 輛接光纖布拉格光栅；以及，第二接收端， 環器之第3埠。 早九循 【實施方式】 本發明將配合其較佳實施例與隨附之圖式詳述於下。 9 201044803 應可理解者為本發明中所有之較佳實施例僅為例示之用， 並非用已限制本發明。因此除文中之較佳實施例外，本發 明亦可廣泛地應用在其它實施例中。且本發明並不受限於 任何實施例’應⑽附之申請專利㈣及其同㈣域而定。 錯誤偵測系統主要係應用在靠近用戶端的被動光網路 ^貞測光纖網路中的路徑是否出現錯誤，心貞測光纖網 可靠出現錯誤的位置。被動光網路具有簡潔、廉價、 〇 二而其整體架構可依地域、環境或特殊需要而 結才t 狀拓樸、樹狀拓樸或匯流排拓樸等拓樸 έ t發明描述-具雙向性之多波長光錢路由與放大模 、可以基於分波多工技術而用以同時對於高容量單一 先纖混合被動光網路進行即時狀態監控與異常診斷。 了避免雙向通訊之間的干擾，下行與上行（dGW_eamand 〇 信號係m不同頻帶。監控以及錯誤判斷 _u-dlagnGsis)功能之二個主要部份係—通訊及監好號 路由模組與-信號選擇開關模組。另外，利用一光反u 射儀，錯誤判斷測試路徑可以大於5G公里。利財發明方 法之測試結果顯示1G_Gb/s的下行與上行連結 里距離。 & )“ 本發明之具雙向性之多波長光信號路由與放大模中， 上下行信號及上下行監控信號可以藉由_光纖光放大器 (聊A)提升信號強度，摻斜光纖光放大器係配置 監控信號路由模組（TMR)之中。因此，本發明之概念^以 201044803 於網路®在小型的分波多工被動光網路到擴張型的 2夕=長距離光網路。此項實施上的彈性並未見於傳統 的其他監控及錯誤診斷方法令。 /本發明之光時域反射儀作用可以與上下行信號及上下 =控㈣㈣使用’甚至當這些信號藉由_光纖光放 …器而放大信號。這是由於光時域反射儀光路徑軌跡沒有 經過通訊及監控信號路由模組中的下行與上行光放大器。 如果反射信號被放大，光時域反射儀無法精確地決定錯誤 (斷點)的位置’因此上述條件係必須的。本發明之結合光 夺或反射儀之使用與上下行信號及上下行監控信號之放大 之概念及實施方法’無法由習知技術之方法所達到。 本發明之高效能即時監控系統及錯誤偵測可以應用於 冬慧型建大樓（_lligent buildings)。通常而言智慧型建 大樓需要之功能包括即時監控、固定短時間的錯誤偵測， 以及當正常上下行信號被打斷，備份系統可以自動地引動 〇以作為暫時備份解決方案。 本發明之具雙向性之多波長光信號路由與放大模組可 以置入電信設備之中，電信設備係用於都會網路、區域網 路、光纖到家（fiber to the home)網路以及光纖到戶（fiber t〇 the premises)網路。 參照第一圖，其係本發明之分波多工被動光網路 (WDM-PON)系統架構之示意圖。—單—雙向光纖係連接主 控端100與光網路節點101，其中光網路節點係使用者所 在位置的設備。利用陣列波導光栅102,主控端100中的 11 201044803 ❹ N個格式化之光下行信號，標*為‘，，“，係結合至 單模光，纖102a丨。光下行信號（-，.一0係藉由收發器 1〇3:1，，2〜1()3—N發出。當上傳光信號傳遞至遠端節點 時係透過另一個系統中的陣列波導光栅1〇7將光信號多 工’並且路由至用戶端的光網路1〇1。為了檢查網路的狀 態，從主控端之收發器104發出一波長不同於下行信號之 監控信號‘，此信號多工至下行光纖網路。類似地，源 自於光網路節點101中的N個格式化光上行信號 〜，...·_，‘)以及上行監控信號‘，係多工至光纖網路 上。所有的使用者之光網路節點上的設備，在分時多工 (TDM)模式下分享相同的上傳（上行）監控波長信號。為了 避免雙向通訊之間的干擾，下行信號指定於l頻帶，而上 行信號係指定於C頻帶。通訊及監控信號路由伽肠㈣ m〇mt〇ring_slgnai r_er :而）模組 ι〇6 係用於引導 光路徑的下行與上行通訊及上下行監控信號。功率分光器 刚，例如為lxN功率分光器，係用於均等料 配下订監控信號至所有的光網路節點。開關陣列（請減 ㈣龍—標準監㈣號或—錯誤位置 二=!號。換言之’開關陣列109將決定採用監 或錯决位置偵測方法以檢測每-個光網路節點。炉 誤位置_方法可以利用光時域反射儀105來：:點： :常：況下，開關陣列109建立所有節點之每 儀信號係取代錯或期間，光時域反射 代錯為線路上的監控信號。多工下行光信號進 12 201044803 入光辆口 110，再經由二向& L頻帶/c頻帶濾波器⑴， 而進入至-3-蟀光循環器113之埠i至璋2，然後經過光 纖布拉格光栅115,直接由使用者之接收器116接收信號。 下^監控信號是由光纖布拉格光栅115反射而進入％淳光 循％、器113之埠2至4 3，然後由監控接收器i 14接收信 號。 。 舉一實施例而言，上述遠端節·點1〇1包括光搞合器 〇 110’二向色L頻帶/c頻帶遽波器1U，搞接光輕合器㈣； 發射端112，麵接二向色L頻帶/c頻帶滤波 車光循％器113，其中第i埠輕接二向色L頻帶/c頻帶遽 波器111 ;光纖布拉格光柵115，耦接3_埠光循環器⑴ 之第2埠；第一接收端116,耦接光纖布拉格光柵115;以 及，第二接收端114，耦接3_埠光循環器ιΐ3之第3埠。 參照第二圖，其係本發明之分波多工被動光網路系統 =構之示意圖。由第二圖中，得以詳細知悉整體系統的信 〇。傳遞流程以及具雙向性之多波長路由與放大模組(通訊 ，監，信號路由模組）2G6之運作。第二圖中顯示，到達光 網路節點之下行信號與下行監控波長係經由C頻帶/L頻帶 2濾波器，並且藉由光循環器以及光纖布拉格光栅之組 二，分別導引至光網路節點資料接收器及監控信號接收 =三源自於光網路節點之上行信號與監控信號係與一光耦 合器結合，並且藉由C頻帶/L頻帶光濾波器傳入至上行光 纖線路。 舉一實施例而言，通訊及監控信號路由模組2〇6包括 13 201044803 光耦合器220、二向色L頻帶/C頻帶濾波器221、光隔離 器222、光放大器223、3-埠光循環器224、光隔離器225、 光放大器226以及4-埠光循環器227。光耦合器22〇，用 以將第一資料信號、第一監測光信號及/或一錯誤偵測信號 耦合。二向色L頻帶/C頻帶濾波器221，包含二個頻帶， 耦接光耦合器220，用以決定第一資料信號、第一監測光 信號及一錯誤偵測信號係從二個頻帶之其中之一頻帶傳遞 其信號。光放大器223，耦接二向色L頻帶/c頻帶濾波器 〇 2四2卜用以放大第—資料信號及第—監測光信號。3_蜂光循 環器224’其中第1埠耦接光放大器223，第2埠耦接陣列 波導光柵207。光隔離器225，耦接3_璋光循環器227之 第3埠並連接光放大器226用以放大第二資料信號及第 二監測光信號。4-埠光循環器227,其中第丨埠耦接光放 大器226,第2埠耦接二向色L頻帶/c頻帶濾波器221， 第3埠反射錯誤偵測信號，第4埠耦接光耦合器22〇。此 ❹外，光隔離器222耦接光放大器223及二向色L頻帶/C頻 帶濾波器221。 田下行通讯彳§號（標示為iD1，….，λΟΝ)從主控端2〇〇之收 發器203一 1 203_Ν發出，其中Ν為任意整數，經由陣列波 導光栅202進行多工，然後透過光纖2〇2a而傳遞至通訊及 監控信號路由模组2〇6。進入通訊及監控信號路由模組 206,其依序經由光耦合器22〇、二向色L頻帶/c頻帶濾 波器221與光隔離器222，其中光隔離器222係用於防止 進入光纖光放大器223，例如摻餌光纖光放大器（EDFA)， 14 201044803 的光反向散射。顯示於第二圖之通訊及監控信號路由模組 206上方路徑中的L波帶之摻铒光纖光放大器223係用於 補償發生於下行信號中的元件信號損耗。經由光纖光放大 器223 k號放大之後，下行信號經過一 3_埠光循環器224 之埠1至埠2’然後進入另一陣列波導光柵（AWG)2〇7將下 行光k號多工。接著，多工光信號進入光耦合器21〇，再 經由二向色L頻帶/C頻帶濾波器211，而進入至一 3_埠光 循環益213之埠1至埠2，然後經過光纖布拉格光柵215， 0直接由接收器216接收信號。

監控信號（標示為λ0Μ)從主控端之收發器2〇4發出，經 由陣列波導光柵202進行多工，然後透過光纖網路2〇2a 而傳遞至通汛及監控信號路由模組2〇6。進入通訊及監控 L號路由模組206，其依序經由光耦合器22〇、二向色[ 頻帶/C頻帶濾波器221與光隔離器222。經由光纖光放大 器223信號放大之後，監控信號經過一 3_埠光循環器 之埠1至埠2，然後進入另一陣列波導光柵2〇7將監控光 #唬多工。接著，多工光信號進入功率分光器2〇8，例如 為1 xN功率分光器，以均等地分配監控信號。然後經過開 關陣列209以選擇監控信號，經由光纖2〇2b而傳遞信號至 光耦合器210，再經由二向色L頻帶/c頻帶濾波器211， 而進入至一 3-埠光循環器213之埠丨至埠2，然後經過光 纖布拉格光柵215，由光纖布拉格光栅215反射而進入3_ 埠光循環器213之埠2至埠3，然後由接收器214接收監 控信號。 15 201044803 Ο Ο 卜光時域反射儀信號從主控端之光時域反射儀 205發出’經由陣列波導光栅搬進行多工，_後透過光 纖202a而傳遞至通訊及監控信號路由模組_。進人通訊 及監控信號路由模組206 ’同樣依序經由光耦合器220、二 向色L頻帶/C頻帶遽波器221。之後，光時域反射儀信號 =過:4-槔光循環器227之痒2至蜂3。接著，光時域反 射儀佗唬傳遞至開關陣列2〇9，開關陣列2〇9決定採用監 控=號或光時域反射儀信號以檢測每一個光網路節點。; 異常診斷事件發生時或期間，系统會啓動料域反射儀信 唬’經開関陣列209切換，取代有問題節點上的監控信號。 〇此外，源自於光網路節點之發射端發射212之上行信 就與上行監控信號，經過光耦合器217、二向色L頻帶义 ，帶渡波器21卜光耦合器21()’而進入陣列波導光拇2〇7 多工之後，進入通訊及監控信號路由模組2〇6，其依序經 過光隔離為225、光纖光放大器226以及4_埠光循環器 切。經由光纖光放大器226信號放大之後，再經過心璋 ，循環器227之埠！至琿2 ’然後傳遞信號至二向色l頻 ▼/c頻帶濾波器221。在經由光耦合器22〇之後，透過 纖202a達到主控端。 “ T、S上述，在正常運作時，系統藉由連續性地傳送狀 I要求汛息至所有的節點並接收他們的確認通知，以同時 地監控所有的光網路節點。當有一節點連接失效時，系統 將建立一光時域反射儀之光徑軌跡測試以決定失效節點之 位置。從第二圖之收發器2〇4，監控信號開始傳送一訊息 16 201044803 =的=?節點。下行監控信號之波長係…帶 μ :::Ή通過與資訊信號相同的路徑而達至通訊 及i控信號路由模組 (AWG)2〇7之一蟓、; 並且夕工至陣列波導光柵 ^ 旱。下行監控信號係用於檢測所有的光網 路節點，且其操作速度比資訊信號較低。1 XN功率分光器 用於均等地分配監控信號至所有的光網路節點。當一 光網路節點接收下行監控信號時，光網路節點將經由L于 控L號而傳送上行訊息。分時多工基礎（TDM-based)之上 U行監控信號的速度是低的。 ^有一節點連接失效時，光時域反射儀信號將從錯誤 心口著從其所來之相同路徑而反射回來。光時域反射儀之 反射脈衝接著進入通訊及監控信號路由模組206之4-埠光 循環為227之第3埠，然後傳至4_埠光循環器之第4埠。 ::後由光輕合器220，光時域反射儀之反射脈衝透過 光纖202a而傳回到光時域反射儀2〇5設備本身，藉此以檢 ❹測出斷點之詳細位置。光時域反射儀之光徑軌跡將不會經 過通訊及監控信號路由模組206之下行光放大器223，亦 不會經過上行光放大器226。因為光時域反射儀的反射信 號被放大時則無法正確地診斷斷點所在位置，並且一次僅 能計算一個路徑之斷點距離，因此上述條件或情況係必須 的。 本發明之系統可以同時發射下行通訊信號 (λ〇1，…’λ〇Ν)、監控信號（λΟΜ)以及光時域反射儀信號，亦即 上述三種信號之間係互相獨立者’彼此之間不會造成影 17 201044803 ❹ 〇 I不因二t發明之系統可以持續監控光網路節點之運作， 而不s疋否已經有被破壞的節點被診斷出來。 網路:料信號(lDl’..…，‘)與下行監控信號在光 、轉即點^ ’將被陣列波導光栅多工合併。在通似 k號路由模組206中，下行資料 现控 控信號一了相同的光路與:行監 號在下行方…行州物m下。’監控信 從上述可知本發明之分波多工被動料 特徵以及優點包括： 峪糸.·先木構之 1.即時監控及錯誤診斷可以與使用者j p % 平行地運作。 使用者上下仃㈣ :有失效線路被診斷出來時，不需中斷監控系 、、先仍可以持續I作於正在運作中的線路。、 ^統架構中’監控信號及錯誤備測信號係 询立運作。 :發明為可擴展之監控與錯誤診斷系統，並中 更夕的波長可以分派給額外的使用者。 本發明之監控與錯誤診斷系統 可以被放大以得到較大的功率預算皿控以 ^發明之監控與錯誤診斷系統具有複數個多餘 二路徑以提供網路彈性。 、 田失效或緊急狀況發生於主要網路中時，單獨 子系統可以自動地轉變為備用網路。 在錯誤沴斷系統中，光時域反射儀僅僅用於當 2. 3. 4. 5. 6, 8. 18 201044803 連接錯誤發生時。 本毛明之通訊及監控信號路由模組配置於分波 夕工被動光網路系統架構之中，具有底下特徵以及優點， 包括.⑴.提供一個高彈性的上下行信號之排列架構，當 選擇_光纖光放大！！時，本系統可以操作於屬ps、 40Gbps或者更焉，因此，升級本發明之系統很容易辦到， 只要使用者選擇正確的摻鎮光纖光放大器，提供不同信號 的增益以符合系統的要求即可達到目的；（2).上下行信號 〇及上下行監控信號路由模組可以擴展系統至長距離（超過 50公里）應用；（3).經過通訊及監控錢路由模組之光時域 反射儀光路徑具有以下特徵，其可以使系統一起適用於通 訊=號及光時域反射儀光路徑軌跡，其解決了光時域反射 儀信號無法經過摻餌光纖光放大器路徑之問題。 上述敘述係本發明之較佳實施例。此領域之技藝者應 得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明所域 〇之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範 圍及其同等領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離 本專利精神範圍内，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所 揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之 申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 本發明可藉由說明書中若干較佳實施例及詳細敘述以 及後附圖式得以瞭解。然而，此領域之技藝者應得以領會 所有本發明之較佳實施例係用以說明而非用以限制本發； 19 201044803 之申請專利範圍，其中： 第一圖係本發明之分波多工被動光網路系統架構之示 意圖。 第二圖係本發明之分波多工被動光網路系統架構之. 示意圖。 3-埠光循環器113 第二接收端114 光纖布拉格光柵115 第一接收端11 6 主控端200 光網路節點201 陣列波導光柵202 單模光纖202a、202b 收發器203_1〜203_N 收發器204 光時域反射儀205 通訊及監控信號路由模組 206 陣列波導光柵207 功率分光器208 開關陣列209 光耦合器210 二向色L頻帶/C頻帶濾波 【主要元件符號說明】 主控端100 光網路節點1 01 〇 陣列波導光栅102 單模光纖102a 收發器103_1 收發器103_2

收發器103_N 收發器104 光時域反射儀105 ^ 通訊及監控信號路由模組 106 陣列波導光柵1〇7 功率分光器108 開關陣列109 光耦合器110 二向色L頻帶/C頻帶濾波 器111 發射端112 20 201044803 器211 發射端212 3-埠光循環器213 第二接收端214 光纖布拉格光柵215 第一接收端216 光耦合器217 光耦合器220 〇 二向色L頻帶/C頻帶濾波 器221 光隔離器222 光放大器223 3- 埠光循環器224 光隔離器225 光放大器226 4- 琿光循環器227

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Claims (1)

1. 201044803 七、申清專利範圍： 1 · 一種具雙向性之多浊县々 皮長路由與放大模組，包含： 光耦合器，用以將第一資 -^ ^ ·ΘΙ^ 貝科尨戒、第一監控信號及/或 一 la 5失偵測#號輕合； 二向色頻帶濾波器，包含__ ffl ^ ^ 匕1 2 一個頻▼，耦接該光耦合器， 用以決疋S亥第一資料作缺 ：g] . _ y 、。唬、该第一監控信號及該錯誤偵 測4吕5虎係從該二個頻帶夕甘丄 墙▼之其中之一頻帶傳遞其信號； 弟一光放大器，耦接f

   聊丧4 —向色頻帶濾波器，用以放大該 第一資料信號或該第一監控信號； 3-埠光循環器，其中第1 埠耦接一陣列波導光栅； 第一光隔離器，耦接該第 波器； 埠耦接該第一光放大器，第2 一光放大器及該二向色頻帶濾 第，光隔離器’耦接該3_埠光循環器之該第3埠； 第一光放大器，耦接該第二光隔離器，用以放大第二資 〇 料信號或第二監控信號；以及 4_蜂光循環器，其中第1埠搞接該第二光放大器，第2 蜂耦接該二向色頻帶遽波器，第3崞麵接該錯誤债測信 號，第4埠耦接該光耦合器。 22 1 ‘，請求帛1所述之具雙向性之多波長路由與放大模 2 組，其中該二向色頻帶濾波器由L頻帶濾波器及c頻 帶濾波器組成。 201044803 3. 如請求項2所述之具雙向性之多波長路由與放大模 組’其中該第-資料信號及該第一監控信號分別為一第 下行k唬及一第一下行仏唬，該第一下行信號及該第 二下行信號係經由L頻帶濾波器傳遞其信號。 4. 如請求項2所述之具雙向性之多波長路由與放大模 、、且，其中該錯誤偵測信號係經由C頻帶濾波器傳遞其信 號。 ' 〇 5·如請求項2所述之具雙向性之多波長路由與放大模 組，其中該第二資料信號及該第二監控信號分別為一第 上仃信號及一第二上行信號，該第一上行信號及該第 二上行信號係經由C頻帶濾波器傳遞其信號。 6. 如請求項丨所述之具雙向性之多波長路由與放大模 ❹ 組，其中該第一光放大器為摻铒光纖光放大器。 7. 如請求項1所述之具雙向性之多波長路由與放大模 組，其中該第二光放大器為摻餌光纖光放大器。 8. —種分波多工被動光網路系統架構，包含： 主控端，包括第一資料信號、第一監控信號及—錯誤偵 測信號之發射與接收端，以及第一陣列波導光栅； 通訊及監控信號路由模組，耦接該第一陣列波導光柵； 23 201044803 第陣列波導光柵，輕接該通訊及監控信號路由模組及 一遠端節點； 功率分光器，耦接該第二陣列波導光柵；以及 開關陣列；耦接該功率分光器及該遠端節點。 9 $明求項8所述之分波多工被動光網路系統架構，其中 及第一資料信號之發射與接收端為收發器。 10’如明求項8所述之分波多工被動光網路系統架構，其中 該第一監測光信號之發射與接收端為收發器。 11. 如凊求項8所述之分波多工被動光網路系統架構，其中 該錯誤偵測信號之發射與接收端為光時域反射儀。 12. 如請求項8所述之分波多工被動光網路系統架構，其中 〇 該功率分光器係用於均等地分配該監控信號至該遠端 節點。 13. 如請求項8所述之分波多工被動光網路系統架構，其中 該開關陣列係用於選擇該監控信號或該錯誤偵測信號 之信號。 14·如明求項8所述之分波多工被動光網路系統架構，其中 该通訊及監控信號路由模組包含： 24 201044803 光搞合器，用以將該第一資料信號、該第一監控信號及 /或一錯誤偵測信號搞合； 一向色頻π遽波器，包含二個頻帶，輕接該光麵合器， 用以決定該第一資料信號、該第一監控信號及該錯誤偵 測信號係從該二個頻帶之其中之一頻帶傳遞其信號； 第一光放大器，耦接該二向色頻帶濾波器，用以放大該 第一資料信號及該第一監控信號； 3-埠光循環器’其中第4搞接該第一光放大器，第2 蟑轉接該第二陣列波導光栅； 第-光隔離器，耦接該第一光放大器及該二向色頻帶濾 波器； ~ 第二光隔離器，耦接該3-埠光循環器之該第3埠； 第二光放大器，耦接該第二光隔離器，用以放大 料信號及第二監控信號；以及

   埠％器’其中第1璋麵接該第二光放大器，第2 :該二向色頻帶濾波器，第3埠耦接該錯誤偵測信 就’ 4 4埠耦接該光耦合器。 ^长項14所述之分波多卫被動光網路系統架構，立 器^向色頻帶渡波器由1頻帶遽波器及C頻帶濾波 16.如請求項 中該第一 ^5所述之分波多工被動光網路系統架構，其 Z貝料h號及該第一監控信號分別為一第一下 25 201044803 =號及-第二τ行信號，該第—下行信號及該第二 打信號係經由L頻帶濾波器傳遞其信號。 一下 17.如請求項15所述之分波多工被動光網路系統架構， 中該錯誤仙號隸由C頻帶錢器傳遞其信號 18.如睛求項15所述之分波多工被動光網路系統架構，其 中該第二資料信號及該第二監控信號分別為一第一上 〇 行乜號及一第一上行信號，該第一上行信號及該第二上 行信號係經由C頻帶濾波器傳遞其信號。 19.如請求項14所述之分波多工被動光網路系統架構，其 中該第一光放大器為摻餌光纖光放大器。 20. 如請求項μ所述之分波多工被動光網路系統架構，其 中該第二光放大器為摻餌光纖光放大器。 21. 如請求項μ所述之分波多工被動光網路系統架構，其 中該光耦合器粞接該第一陣列波導光柵。 22·如請求項8所述之分波多工被動光網路系統架構，其中 該遠端節點包括： 光相合号· 二向色頻帶濾波器，耦接該光耦合器； 26 201044803 一發射端，耦接該二向色頻帶濾波器；以及 第一接收端，耦接二向色頻帶濾波器。 23.U項22所述之分波多工被動光網路系統架構，更 包括一 3_埠㈣環11，其中第1埠㈣該㈣該二向色 頻帶濾波器。 24=請求項23所述之分波多工被動光網路系統 I括光纖布拉格光栅，耗接該3.埠光循環器之第2蜂 25·^求項23所述之分波多工被動光網路系統架 I括第一接收端，輕接該3_蜂光循環器之第/蜂。更 A:請求項22所述之分波多工被動光網路 向色頻帶濾波器由L頻帶濾波器及c頻’其 ❾器組成。 L頻帶濾波 27