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277_088-177CP-TW

發佈日期 : 2009-04-28
　　 　　 發明專利說明書
　 ※申請案號：
　 ※申請日期：　　　　　　　　　　※ＩＰＣ分類：
一、發明名稱： (中文/英文)

 
　 架構於布雷格光柵之光纖分碼多工編解碼裝置 (全文下載)  Fiber Bragg Grating-based Optical CDMA Enc-oder/Decoder

 
二、申請人： 共 人

 
　 指定 為應受送達人

 
　  
三、發明人：
　  
　◎專利代理人：
　  
　
四、聲明事項
　

 
　 □主張專利法第二十七條第一項國際優先權：

 
　 □主張專利法第二十九條第一項國內優先權：

 
　 □ 主張專利法第二十六條微生物：

 
　□ 熟習該項技術者易於獲得，不須寄存
五、中文發明摘要：
　 　　本發明構想出一個適於光纖分碼多工通訊系統的光頻域編解碼裝置，此編解碼裝置是根據預先蝕刻於布雷格光纖光柵的虛擬正交(pseudo-orthogonal)序碼的良好相關特性來設計。當寬頻光波入射到光柵光纖時，如果其中某一特定波長滿足其布雷格條件時，則以此波長為中心的窄頻帶就會被反射回來，否則就會穿透過去。利用布雷格光柵的這個特性，本發明在光柵光纖內預寫入對應於最大長度序碼(M-sequence codes)的布雷格波長序碼列，則類如發光二極體的寬頻光源訊號將被切割成好幾個波頻細片元(spectral chips)，每個波頻細片元的中心波長都不同且分佈在入射光源的頻寬之中。本發明所提出的光纖分碼多工編解碼裝置是利用數個相串連之布雷格光柵來完成。一個周期長度為N的最大長度序碼，可以提供N個不同位移循環位序碼語句給N位多工使用者，達到N倍的光纖分碼多工系統容量。光纖分碼多工系統在每個接收端往往會遭遇到其他使用者所造成的多重擷取干擾(Multiple Access Interference，MAI，這使得接收端易於發生錯誤，降低系統的性能。透過最大長度序碼的移位-相加(Shift-and-Add)族群特性以及搭配新式的編解碼器設計，本發明就能適切地排除多重擷取干擾的影響，這不僅降低了錯誤率的發生，也大大提升了整個系統的性能。
　
六、英文發明摘要：
　 　　This invention devlses an optical spectral coding scheme for fiber-optic code-division multiple-access (FO-CDMA) communications. The spectral coding is based on the pseudo-orthogonality of FO-CDMA codes properly written in the fiber Bragg grating (FBG) devlces. For an incoming broadband optical signal having spectral components equal to the designed Bragg wavelengths of the FBG, the spectral components will be reflected and spectrally coded with the written FO-CDMA address codes. Each spectral chip has different central wavelength and is distributed over the spectrum of the incoming light source Maximal-length sequence codes (m- sequence codes) are chosen as the signature or address codes to exemplify the coding and correlation processing in the FO-CDMA system. The FO-CDMA encoding/decoding dcvlces consist of a series of fiber Bragg gratings. By assigning the N cycle shifts of a signal m-sequence to N uscrs, we get an FO-CDMA network that can support N simultaneous users. To ovcrcome the litnting factor of multiplle-access inteference (MAI) onthe performance of FO-CDMA system, FBG decoder is configured on the basis of orthgonal correlation functions of the nearly orthogonal m-sequence codes. An intended receiver user that operates on the defined orthogonal correlation functions will reject any interfering user and obtain aqaasi-orthogonality between the FO-CDMA users in the system.
　
七、指定代表圖：
　（一）本案指定代表圖為：
　（二）本代表圖之元件代表符號簡單說明：

 
　  
　
八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：
　  
　
九、發明說明：
　 射器(Distributed Bragg Reflector,DBR)雷射光源的設計就是以布雷格光柵做為雷射的共振腔，使能量在這個共振腔裡面不斷累積，當能量累積到一定程度，即由雷射的出口射出。光纖光柵也大量的被使用在量測方面，利用布雷格波長會隨著張力、溫度而改變的特性，本發明可以藉此知道外在因素的改變情況。除此之外，諸如摻餌光纖放大器的增益補償、光譜分析等方面，也都可以利用光柵技術來加以改良。
在光纖通訊方面，目前常用到的光柵應用之一是當作色散補償器使用，當光在光纖中傳輸時，波長較長的訊號傳輸速度比波長短的訊號慢，所以導致光在光纖中傳輸脈衝的寬度會有變寬的現象，這樣的影響通常會使數位通訊位元速度降低。利用週期漸變鐘形化(Chirped-Apodization)的光柵光纖，則波長較長的光會在此光柵的前端先被反射，而波長較短的光則在光柵的後端被反射，以這樣的觀念來做色散補償，光柵的設計就是要使所有波段的光在經過色散和光柵補償之後所走的時間是一樣的。布雷格光柵另一個基本的應用在於當作光的濾波器使用，因為布雷格光柵可以設計所需要的波長，並在反射端擷取到所需的光。本發明利用這個特性來當作編解碼器之用。
自從八0年代中期以來，分碼多重擷取(Code-Division Multiple Access，CDMA)技術在光纖通訊上的應用，如J.A.Salehi等人於1990年IEEE J.Lightwave Technology第8卷第3期第478頁至491頁所報導，一直被廣泛的提出來討論。早期分碼多重擷取應用於光纖通訊上是以傳統上具有良好相關特性的序碼，諸如最大長度序碼(M-sequence codes)或是黃金碼(Gold codes)，在電領域上對欲傳送的資料位元做編碼的動作。轉換成單一極性光訊號傳送之後，在接收端必須再作一次光電轉換，在電領域上做解碼的相關程序。在這裡接收端光電轉換之後必須經過序碼反轉移鍵(Sequence Inverse Keying, SIK)，所以這種系統也稱為序碼反轉移鍵分碼多重擷取。這相當於以單一極性的序碼來對欲傳送的資料位元編碼，在接收端轉換成電訊號，經過序碼反轉程鍵之後，再以雙極性的位址序碼來解碼。這種系統因為需要多次的電光與光電轉換，所以嚴重的限制了整個資料傳送的速率。所以之後大家努力的方向都是致力於把訊號的處理全面光纖化，以提升傳輸的速率。
在光的領域上，光信號是一種單一正極性系統。為了使得簽章序碼(Signature Code)在光領域上也能和傳統的雙極性序碼一樣擁有良好的相關特性，光正交碼(Optical Orthogonal Code, OOC)以及修正式異質碼(Modified Prime Code, MPC)之類的單一極性碼因應而生，如F.R.K.Chung等人於1989年IEEE Trans. on Inform. Theory第35卷第3期第595頁至604頁所報導。由於單一極性碼的交互相關特性並無法達到完全的正交，所以必須以限制序碼中”1”的數目，來達到較好的相關特性。但是，在相同的序碼長度之下，光正交碼因為受限於”1”的數目必須稀少，所以能夠提供的序碼數目遠少於傳統的雙極性序碼者，這在目前系統容量的需求上是顯得嚴重不足。若為了因應使用者遽增的需求，則又必須大量的增加序碼的長度來提升系統容量，但這對於系統的成本耗費而言又相當的不合經濟效益。
綜觀過去所提出的技術，也有利用分碼多工的觀念來對光信號作相位編碼，但這一類的技術所需的光源必須是同調超短脈波(coherentultrashort pulse)，而且傳輸端和接收端必須達到同調，這些均提高了系統的成本。L.R. Chen等人於1998年IEEE J. Quantum Electronics第34卷第11期第2117頁至2129頁有這方面之相關論文報導，主要係應用布雷格光柵在同調分碼多工系統上，所採用的入射光源是一個寬頻的超短脈波，使用之編解碼技術係為列表式的跳頻(frequency hopping)多工分碼，解碼器的光柵序列是安排和編碼器的光柵序列順序相反，使脈波的每一個波長成分有著相同的光程(optical path)。雖然在相同頻寬與位元錯誤率的衡量下，同調超短光脈波的分碼多工系統具有理論上較佳流通量(throughput)，如R. Papannareddy與A.M. Weiner等人於1999年在IEEE Photonics Technology Letters第11卷第12朝第1683頁至1685頁所報導，但是這種架構的裝置需要毫微微秒(femto-second)超短光脈波的技術，這在目前仍是一項很大的挑戰。
分碼多工擷取技術中經常遭遇到的多重擷取干擾(Multiple AccessInterference,MAI)一直是限制系統性能的重要因素之一。Thomas Pfeiffer於1997年在日本發明JP9312619A中提出頻域編碼(Frequency Coding)的光分碼多工系統架構，藉由法布里柏羅濾波器(Fabry-Perot filter)之類的週期性光濾波器將發光二極體(LED)光源分割成好幾個窄光脈波，再
位元發明技訹中不用開關移鍵(On-Off Keying,OOK)調變方式來作傳送訊息的電轉換。源於M.Kavehrad與D.Zaccarin在1995年IEEE J.Lightwave Technal.第13卷第3期第534頁至545頁之報導，本發明選擇成本較低的非同調寬頻光源，如側面發射發光二極體(Edge-emitting LED,ELED)、超高亮度二極體(Superluminescent Diodec,SLD)、或是鉺離子放大性自發輻射(Erbium-Amplified Spontaneous Emission,Er-ASE)等等。搭配新式的光纖光柵編碼器和解碼器設計，本發明運用傳統的最大長度序碼來對資料編碼。利用最大長度序碼的定值族群相關特性，本發明可以適切的排除系統中其他使用者所造成的多重擷取干擾，除了提升系統的容量之外，也降低了傳輸錯誤的發生。
習知技藝
光纖網路多重擷取通訊源始於分時與分波多工技術，然而隨著資訊家電和光纖網路的蓬勃發展，分碼多工技術也逐漸的受到重視。取決於所採用光源係為超短脈波同調鎖模雷射(Mode-Locked Laser)抑或非同調寬頻發光二極體，光分碼多工系統可區分為同調分碼多工與非同調分碼多工兩大類。同調分碼多工一般是使用光正交碼(Optical Orthogonal Code,OOC)或是修正式異質碼(Modified Prime Code, MPC)之類的單極性序碼來對訊息位元做編碼。由於這一類序碼的交互相關(Cross-correlation)特性並不佳，或是在相同序碼長度下所能提供的使用者數目不如雙極性序碼來的眾多，所以必須以降低序碼中”1”的數目來維持較佳的相關特性，以及大量增加序碼的長度來提升使用者的數目。增加序碼的長度，也就是增加細片元(chips)的數目，這也使得系統必須使用更窄的光脈波來對使用者資料做光電調變，甚至必須使用超短光脈波(ultrashort pulse)來做調變，這使得同調分碼多工系統成本增加，而且在技術上也有所限制。
一般針對光正交碼所設計的編碼器為光延遲線(optical delay line)，這是利用每一段光纖的延遲不同，所以使得輸入的窄脈波會出現在不同的細片元(chips)時段上，藉此達到編碼的效果。在接收端則必須要有一個相對應的相關接收器來解碼。相關接收器必須和編碼器有相同的延遲設計，並有一個相對應的位址序碼來做相關解碼的動作。這一類的編解碼器，因為需要設計不同的延遲，所以一旦使用者遽增，延遲便可能大量加長，這在傳輸速率上是很沒有效率的。若是針對光相位來編碼，則系統就可以使用傳統的雙極性序碼來編碼，以(+1,-1)來表示相位(0,π)的變化。但是使用光相位編碼這類技術所需的光源必須是同調超短脈波(coherent ultrashort pulse)，而傳輸端和接收端必須達到相位同調，這也使得光分碼多工系統的成本和複雜度大大的提升。
M.Kavehrad與D.Zaccarin在1995年IEEE J. Lightwave Technology第13卷第3期第534頁至545頁中，首度提出發光二極體(LED)之非同調光源在光分碼多工系統上的應用。配合繞射光柵(diffractiongratings)、共焦透鏡(congocal lens)、以及光罩(optical mask)來進行多工系統的編解碼。R.A Griffin等人則在1995年IEEE J. LighrwaveTechnology第13卷第9期第1826頁至1837頁中，提出適於光學分碼多重擷取網路的光源同調性編碼技術。這兩篇論文堪稱是非同調寬頻分碼與超短脈波同調分碼之代表文獻。兩者均止於光分碼多工系統架構的事項探討，並未明確進入光纖光柵之類裝置的設計執行。
Thomas Pfeiffer於1997年在日本發明JP9312619A中提出頻域編碼(Frequency Coding)的光分碼多工系統架構，藉由法布里柏羅濾波器(Fabry-Perot filter)之類的週期性光濾波器將發光二極體光源分割成好幾個窄光脈波，再經由電光(E/O)光調變器來對資料進行光調變。在接收端，光耦合器將匯集的訊號先行O/E光電轉換後，藉由一個分支裝置將訊號分散到不同的帶通濾波器(Bandpass Filter)，在每一個接收端都會有一個本地震盪器來產生解調變所需的訊號，最後再經過低通濾波器(Lowpass Filter)，將所需的電信號濾出。此架構所採用之編碼機制係事先將光源作週期性地分割，再進行光調變，以達編碼的效果。
L.R.Chen等人於1998年在IEEE Joumal of Quantum Electronics第34卷第11期第2117至2129頁中，提出在分波多工(WDM)與分碼多工(CDM)系統中超短光脈波在布雷格光柵內的傳播應用，其所採用的入射光源是一個寬頻的超短脈波，所使用之編解碼技術係為列表式的跳頻(frequency hopping)多工分碼，解碼器的光柵序列則安排和編碼器的光柵序列順序相反，使脈波的每一波長成分有著相同的光程(opticalpath)。
A.Grunnet-Jepsen等人於1999年在OFC/IOOC’99會議論文第PD33/1頁至第PD33/3頁中，以光柵裝置中嵌入相位偏移和波長週期漸變方式驗證了光脈波同調波頻相位編碼技術在分碼多工系統中的應用。X. Wang等人則於同一會議論文第341頁至第343頁中以異質碼(Prime Codes)蝕刻於光柵之方式，驗證了一種嶄新的混合時域/頻域編碼技術在光分碼多工系統中的應用。兩者均使用超短光脈波從事於同調波頻編碼方式以容許光脈波在時域與頻域上的同時運作。
R.Papannareddy和A.M.Weiner於1999年在IEEE PhotonicTechnology Letters第11卷第12期第1683至1685頁中提出同調超短光脈波與非同調寬頻分碼多工系統的性能比較。雖然在相同頻寬與位元錯誤率的衡量之下，同調超短光脈波的分碼多工系統具有理論上較佳的流通量(throughput)，但是這種架構裝置需要毫微微秒(felnto-second)超短光脈波的技術，這在目前仍是一項很大的挑戰。
發明目標
本發明揭示一種「架構於布雷格光柵之光纖分碼多工編解碼裝置」，其係利用布雷格光纖光柵的精密濾波功能，可以使特定波長的窄頻帶細片元(chips)波頻形成反射和透射輸出。本發明更利用光纖光柵的特性搭配最大長度序碼的移位-相加(shift-and-add)族群特性，來架構光纖分碼多工系統的編解碼器裝置。
使用分碼多工的技術可以使得多位使用者同步或非同步地傳送訊息，不需要任何的延遲或等待。而且多位使用者可以在同一通道內同時傳送資料以及共享頻寬資源，對於開發光纖這個超大頻寬的傳輸媒介而言，光纖分碼多工技術可說是一個很好的選擇。而且分碼多工具有良好的抗干擾性，可以解決網路中的突暴式交通(bursty traffic)問題，並且可以增加系統容量以及具有良好的保密性，所以目前正被廣泛的應用在無線及光纖通訊之中。
為解決一般光分碼多工系統中只能使用單一極性序碼的缺失，本發明利用布雷格光纖光柵(Fiber Bragg Grating, FBG)產生特定波長窄頻帶細片元(chips)的精密濾波功能，配合蝕刻於光柵內之最大長度序碼的移位-相加(Shift-and-Add)之族群特性，本發明設計出一個架構簡單且功能新穎的光纖分碼多工系統編解碼器裝置。如此一來，傳統的最大長度序碼便能應用在光纖通訊之中，也可以解決單一極性碼必須大量增加序碼長度以提升使用者數目的缺點。更重要的是，利用良好的序碼相關特性，本發明可以排除掉其他使用者所造成的多重擷取干擾，大大提升系統的性能，也降低了傳輸錯誤率的發生。
雖然在相同頻寬與位元錯誤率的衡量下，同調超短光脈波的分碼多工系統具有理論上較佳的流通量(throughput)，但是這種架構的裝置需要超短光脈波的技術，這在目前仍是一項很大的挑戰。本發明所屬之非同調性分碼多重擷取光纖通信系統係結合非同調寬頻光源的開關移鍵(On-Off Keying)調制與光纖光柵內建的正交序碼特性，可以消除多重擷取干擾。擺脫傳統光分碼多工系統以繞射光柵(diffraction gratings)、共焦透鏡(confocal lens)、以及光罩(optical mask)來進行編解碼的步驟，本發明應用串接的布雷格光柵來進行編解碼工作，大大地簡化了系統架構的複雜度，而光纖光柵的可靠性亦高。
發明之詳細說明：
本發明「架構於布雷格光柵之光纖分碼多工編解碼裝置」，係包含一組多工編碼器以及一組多工解碼器，各個編解碼器藉由一個K×K星狀光纖耦合器相連接；發射端編碼裝置使用者所欲傳送之訊息位元在多工編碼器內進行調變和編碼過程後，其輸出送至星狀光纖耦合器與系統中其他編碼裝置所傳送過來的光訊號序碼列耦合集結在一起廣播給每一個接收端使用者；而接收端的多工解碼裝置則針對集結光訊號作反向的相關解碼與解調檢測以回復發射端所傳送的訊息位元值。
光分碼多工系統能夠靈活的連結K位網路使用者在一起，而且對於光波長之穩定度控制以及網路同步的需求都比較寬鬆，因而在類似區域型網路(Local-Area Network, LAN)或都會型網路(Metropolitan-AreaNetwork, MAN)方面的多重擷取應用已獲得相當的注意。本發明設計出一套光柵光纖編碼器與解碼器的架構，可以運用於光纖分碼多重擷取網路系統中。搭配應用最大長度序碼來進行訊息位元的編碼和解碼，本發明可以使得接收端避免掉其他使用者所造成的多重擷取干擾(Multiple Access Interference, MAI)，並藉以提升系統使用者數量和達到良好的傳輸品質。
本發明所提出的光纖分碼多工系統係奠基於非同調光源信號在光柵光纖上的頻域編解碼應用。本發明所揭示的光纖分碼多工系統架構圖係如圖一所示，整個系統係由K個發射端光編碼器組21，與K個接收端光解碼器組23藉由一個KxK星狀光纖耦合器20之連結所組合而成。發射端傳送訊息01~03係藉由輸入緩衝單元22調整進八光編碼器組21之速率或時序，接收端解碼訊息04~06則藉由輸出緩衝單元24調整離開光解碼器組23之速率或時序。發射端光編碼器組21係為K個編碼器裝置10~12之集合。如圖二所示，每一編碼器裝置係由光循環器101，光柵編碼器102，外調式光亮度調變器103，以及非同調寬頻光源104所組成。同樣的，接收端光解碼器組23係為K個解碼器裝置30~32之集合。如圖三所示，每一解碼器裝置係由光循環器301，光柵解碼器302，平衡式光檢測器303，以及訊息決策單元304所組成。本發明以K組使用者為例，每組使用者個別搭配一套光纖分碼多工發射編碼器和接收解碼器，並且共同的鏈結到一個K×K星狀耦合器上。大家一同去擷取同一個光纖傳輸通道，以及分享同一個通道頻寬。
上述之光纖分碼多工架構適用於點對點的通訊以及單點對多點的網路系統，藉由可程式化(Programmable)的光纖光柵編解碼器裝置，接收端解碼器可以調和(tune)接收位址序碼以匹配發射端編碼器所使用者，如此可解碼出所欲接收的特定入射信號。光纖光柵編解碼裝置的調和性可利用壓電裝置(Piezoelectric Transducer,PZT)加以執行，亦即利用壓電裝置對光柵光纖的伸張與壓縮效應，可使光纖光柵的中心波長加以變化，因而可以有效的改變編解碼的波頻型態，也因而容許可程式化的頻域序碼。
圖二是以系統發射端光編碼器10為例描繪編碼器的內部組合架構。此編碼發射單元是由一個光循環器101，一套多重布雷格編碼光柵102，一具外調式光亮度調變器103，以及非同調寬頻光源104所組合而成。適用於此處編碼發射器的非同調光源包括有側面發射發光二極體(Edge-emitting LFD,ELED)、超高亮度二極體(Superluminescent Diodes,SLD)、或是鉺離子放大性自發輻射(Erbium-Amplified SpontaneousEmission,Er-ASE)等等。這些光源提供了寬廣頻譜，高發射功率，低溫度靈敏度和驅動電路需求，尤其重要的是，由於大量生產和封裝技術所引致的低廉價格。
在圖二所示發射端光編碼器10的內部架構中，所欲傳送的使用者訊息位元105以開關移鍵(On-Off Keying)調變方式在外調式光調變器103上對非同調寬頻光源104進行光亮度調變的電光轉換，也就是說使用者訊息位元為高準位”1”的話，在位元區間內就有先能量傳送，使用者訊息位元為低等位”0”的話，則無先能量傳送。調變之後的光場信號然後透過光循環器101饋入布雷格編碼光柵102進行頻域編碼。經由編碼光柵102編碼反射回來的光訊號然後透過光循環器101成為輸出光訊號106，此編碼輸出之光訊號106將傳送至圖一所示之星狀光纖耦合器20與其他發射端光編碼器11，12所編碼反射過來的光訊號匯合一起廣播給每個接收端光解碼器。
圖三是以系統接收端光解碼器30為例描繪解碼器的內部組合架構。此接收解碼裝置是由一個光循環器301，一組多重布雷格解碼光柵302，一對檢光二極體組成的平衡式光檢測器303，以及一套訊息決策單元304所組合而成。發射端若欲傳送資料訊，息給接收端，則發射端光纖編碼光柵102加諸於資料訊息位元上的多工序碼必須匹配於接收端光纖解碼光柵302之簽章序碼(Signature Sequence)，或泛稱之為位址序碼(Address Code)。每一個接收解碼器的主要工作即在眾多干擾信號之下能夠取出它所需要的位址序碼信號。整個光纖分碼多工系統的容量即由接收解碼器所能排除的多重擷取干擾的能力而定。此種多重擷取干擾的大小將隨系統使用者數目之增加而增加。
在圖三所示接收端光解碼器30的內部架構中，接收進來的集結光訊號305係透過光循環器301饋入布雷格解碼光柵302進行頻域解碼。由解碼光柵302反射回來並經由光循環器301輸出的光訊號與由解碼光柵302直接透射過去的光訊號係為互補(complement)，此二道互補光訊號分別饋入平衡式光檢測器303內的兩只檢光二極體以進行光電轉換之檢測。光電檢測出來的光電流淨能量然後在訊息決策單元304加以判讀；在位元區間內若有高淨值光電流能量的話，使用者訊息位元將為高準位”1”；在位元區間內若光電流淨值能量極低的話，使用者訊息位元將為低準位”0”。解碼輸出的訊息位元306然後經由圖一所示之輸出訊息緩衝單元24離開接收端光解碼器30。
在本發明所提出的光纖分碼多工系統中，編解碼器的核心裝置是利用布雷格光柵光纖來完成。布雷格編解碼光柵的波譜型態是由預先蝕刻於光柵光纖的頻域序碼所決定，本發明是採用最大長度序碼的細片元(chips)分佈型態將之預寫於光柵光纖內，對應於最大長度序碼的這些頻域細片元之中心波長都是由當初蝕刻於光纖光柵的折射率變化週期所決定。對於長度為N的最大長度序碼，本發明可將N組不同位移循環的序碼語句分別提供給N組使用者使用。而每一組長度為N的最大長度序碼編解碼光柵，會在一個訊息位元區間將入射光場的頻譜線寬切割成(N+1)/2個頻域細片元，這些光柵細片元波長λN，1≦n≦N，係每個都不同且分佈在入射光源的頻寬之中。利用壓電裝置(Piezoelectric Transducers, PZT)，布雷格光柵的中心波長可加以變化，因而可以有效的改變編解碼的波頻型態，也因而容許可程式化的頻域序碼。
由於高亮度發光二極體(LED)或鉺離子自發輻射(Er-ASF)之類的非同調寬頻光源在頻域上的波譜分佈並不是均勻的，所以那些被反射的波頻細片元(chips)會因為在頻域上分佈位置的不同而有不同的振幅。本發明視這些反射的細片元為序碼中的”1”，不同的振幅將會影響本發明所設計序碼的正交性。為了消除這個影響，理論上本發明可以設計布雷格光柵使得每個反射細片元有不同的寬度，但實際上要做到各光柵寬度不一以平衡不平坦的光源頻譜特性是不太容易，在量產上不太可能達到。比較可行的方法應是將非同調寬頻光源適當加以等化(Equalize)之後，在較為平坦的中心波長區域進行等寬度的頻域編碼。圖六對照了鉺離子自發輻射(Er-ASE)光源訊號在等化前波譜型態40與等化後波譜型態42；圖七則對照了發光二極體(LED)光源訊號在等化前波譜型態50與等化後波譜型態52。這樣一來，本發明可以使得每個細片元都有近乎相同的能量，這也使得本發明方便以能量的觀點來設計接收端的解碼。
經由預寫於布雷格光柵的分碼多工序碼型態，由光纖編碼光柵輸出的光場信號將是一系列頻域編碼後的最大長度位址序碼，本發明用Xk來表示每組使用者所被指定的最大長度序碼： 或者表示為 在這裡，N是最大長度序碼的週期長度，也就是對應於每個訊息位元所切割出來的波頻細片元數目。Xkn是為第k個使用者之頻域位址序碼中的第n個細片元值，Xkn{0,1}，而且0nN-1。Ac是每個細片元在頻域上的寬度，pn(λ)代表每個基本波頻細片元在光頻域上的分佈形態。本發明假設每個基本波頻細片元是呈高斯分佈且每個波頻細片元之能量相同。
本發明使用一組KxK的星狀光纖耦合器20來連結區域網路間的使用者，每個經發射端編碼後的訊號都會被廣播到每個接收端使用者，而接收端使用者所接收到的訊號則是所有發射端編碼光訊號在星狀耦合器20耦合一起後的集結訊號，表示如下： 式中bk{0,1}代表發射端使用者所傳輸的訊息位元值，而/k是表示第k個使用者在頻域上的任意位移，0lkAc，而k=1,2,…,K。
在接收端，本發明利用分碼多工相關解碼器來對接收的訊號做解碼。在此為了簡化起見，本發明假設第k個使用者在頻域上的任意位移為lk=0，則相對於第k個使用者的相關解碼器輸出為： 式中Λ-NΛc代表所編碼訊息位元的頻域寬度，第一項就是本發明所想要的第k個使用者的信息訊號，而第二項則是來自於其他使用者的多重擷取干擾。為了消除多重擷取干擾的影響，具備低值相互串音的完全正交或近乎正交的多工序碼是需要的。
採用具備良好相關特性(即低旁波帶之高值自我相關尖峰與低值交互相關谷底之函數)的虛擬正交(pseudo-orthogonal)序碼可降低使用者同時介入系統時所導致的相互干擾，亦即所謂的多重擷取干擾(MultipleAccess Interference,MAI)。這種多重擷取干擾乃是限制分碼多工系統功能的主要因素，為降低多重擷取干擾的負面效應，具備低值相互串音的完全正交或近乎正交(nearly-orthogonal)序碼必須被採用。本發明利用最大長度序碼的族群相關特性架構出一套適當的光柵光纖編解碼裝置，以預先蝕刻於布雷格光柵的最大長度序碼來執行光纖分碼多工系統的頻域編碼與相關解碼過程。數據訊息所欲送往的使用者接收機將演算出適當定義的相關函數項而排除掉其他使用者的干擾，本發明因而可以達到分碼多工系統內所有使用者之間的正交性。
在光纖分碼多工系統中，每一個發射端使用者都會被指定一個最大長度序碼來對調變的光源訊號進行頻域編碼，而在接收端則有相對應的最大長度序碼來作解碼。最大長度序碼是一種近乎正交(nearlyorthogonal)的雙極性序碼。一個最大長度序碼語句與其自身的另一個位移循環語句之二進位模組(modulo-2)線性相加將產生另外一個不同位稱循環的最大長度序碼語句，此即為最大長度序碼的移位-相加(shift-and-add)族群特性。另外，周期長度為N=2n-1的最大長度序碼包含有(N+1)/2=2n-1個”1”以及(N-1)/2=2n-1-1個”0”，即在一個序碼周期長度內，”1”的數目與”0”的數目最多祇相差一，此即為最大長度序碼的近似雜訊(pseudo-random)擬亂特性。
利用向量X=(X0,x1,...,XN-1)和Y=(y0,y1,...,yN-1)代表兩個由(0,1)所組成且週期長度為N的最大長度多工序碼’則X和Y的全週期交互相關函數(periodic cross-correlation)可以定羲為 此處祇考慮全週期相關函數的運算，部份週期或非全週期的相關函數運算則不在考慮之列。若令向量X-(x0,x1,...,XN-1)代表X的互補序碼語句(complement codeword)，其中每一元素細片元係為xi=1-Xi’則X 和Y的交互相關函數可以表示為 本發明的任務便是希望藉由能夠達成RXY(k)=RXY(k)需求之最大長度序碼來建立光纖分碼多工系統內適當的布雷格光柵之編解碼架構。
在光纖分碼多工系統中，發射端與接收端都會被指定相對應的最大長度序碼作為使用者的位址序碼。若X代表一語句的最大長度序碼’則本發明可以令Y=TkX代表其他不同使用者所分配到的最大長度序碼，Tk表示施加於X向右位移的運算元，而0≦k5N-1。例如TX=(x1，x2，...，xN-1，x0)，T2X=(x2，x3，...，xN-1，x0，x1)，以及T3X=(x3，x4，...，xN-1，x0，x1，x2),以此類推。所以序碼X和Y的交互相關式可以表示如下： 根據最大長度序碼的移位相加(shift-and-add)之族群特性，本發明可以 在上列的交互相關運算式子中，下標i+k係為N進位模組(modulo-N)運算。
本發明所提出的光纖分碼多工系統接收端就可以根據上面的式子來計算RXY(k)-RXY(k)，如此一來，可以得到以下的結果： 根據以上的式子，本發明可以布雷格光柵的精密濾波特性來設計適於光纖分碼多工系統的接收解碼器。基於最大長度序碼族群可以達到RXY(k)-RXY(k)=0的事實，本發明在位址序碼為X的接收端建構X與兩支相關解碼器分支來對接收序碼Y進行相關解碼運算，所產生的交互相關運算值RXY(k)與RY(k)然後相減起來，本發明就自然的把來自其他使用者，Y=TkX，k不為0，的多重擷取干擾排除掉了。而且，藉由最大長度序碼之N個位移循環語句的安排，本發明的分碼多工系統可以提供給N個使用者共同使用。這N個使用者所傳送的訊號是即時的，而且接收端的解碼不會有多重擷取干擾之困擾。
光柵光纖編解碼裝置所反射出來的波頻是由指定給每組發射與接收端使用者的簽章或位址序碼(Signature Sequence,or Address Code)所決定的。為降低光纖分碼多工系統的多重擷取干擾之負面效應，本發明採用具備低值互相關函數的最大長度序碼族群作為使用者被指定的位址序碼。表一顯示一個長度為N=7的最大長度序碼分配給7對發射與接收端使用者的情形。使用者#1被指定的位址序碼是X1=(1,1,1,0,0,1,0)，使用者#2被指定的位址序碼是X2-(0,1,1,1,0,0,1)，此適為序碼X1的一個位移循環，使用者#3被指定的位址序碼是X3=(1,0,1,1,1,0, 0)，此適為序碼Xl的兩個位移循環。依此方式類推，每個使用者都會被指定到一個獨一無二的長度為7的最大長度序碼位址。
在上述分配給7對發射與接收端使用者的最大長度序碼中，每個細片元位置的”1”表示在編解碼器中有波頻反射，而每個細片元位置的”0”則表示無波頻反射。以使用者#1被指定的位址序碼X1=(1,1,1,0,0,1,0)為例，本發明在λ1,λ2,λ3,和λ6的波長位置設計有布雷格光柵’而在λ4,λ5,和λ7的波長位置則無光柵設計。再以使用者#2被指定的位址序碼X2=(0,1,1,1,0,0,1)為例，布雷格光柵被擺置在λ2,λ3，λ4，和λ7的位置，而在λ1,λ5,和λ6的位置則無光柵擺置。對使用者#3被指定的位址序碼X3=(1,0,1,1,1,0,0)而言，布雷格光柵係被設計在λ1，λ3，λ4，和λ5的位置，而在λ2,λ6,和λ7的位置則無光柵擺置。其他使用者的編碼器裝置也都是以此原則來設計擺置。
如圖四所示為相對應的發射端編碼器光柵102與接收端解碼器光柵302在頻域上的波譜響應設計示意圖。此波譜響應設計係對應於使用者#1所被指定的位址序碼X1=(1,1,1,0,0,1,0)。它們分別是由數個不同中心波長的布雷格編解碼光柵之細片元波頻串連而成。解碼光柵302是安排和編碼光柵102的光柵序列順序相反，使每一個波頻成分有著相近的光程(optical path)，這組編碼與解碼光柵具有相同的波譜響應輸出特性41。如圖六所示，波譜響應為41之布雷格編碼光柵102可以把適度等化的鉺離子自發輻射(Er-ASF)光源訊號42在頻域上切割成好幾個波頻細片元，每個波頻細片元都有各自的中心波長，例如位於λ1的波頻421、位於λ2的波頻422、位於λ3的波頻423以及位於λ6的波頻424。這些波頻細片元係設計在不同的中心波長與反射線寬，但它們具有相同的能量，這使得本發明方便在接收端以能量的觀點來作數據位元的解碼檢測。
圖五顯示另外一組發射端編碼光柵112與接收端解碼光柵312在頻譜上的波譜響應設計示意圖。此波譜響應設計係對應於使用者#2所被指定的位址序碼X2=(0,1,1,1,0,0,1)。它們是由數個不同中心波長的布雷格編解碼光柵之細片元波頻串連而成。解碼光柵312是安排和編碼光柵112的光柵序列順序相反，使每一個波頻成分有著相近的光程(optical path)，這組編碼與解碼光柵具有相同的波譜響應輸出特性51。如圖七所示，波譜響應為51之布雷格編碼光柵112可以把適度等化的發光二極體(LED)光源訊號52在頻域上切割成好幾個波頻細片元，每個波頻細片元都有各自的中心波長，例如位於λ2的波頻521、位於λ3的波頻522、位於λ4的波頻523以及位於λ7的波頻524。這些波頻細片元係設計在不同的中心波長與反射線寬，但它們具有相同的能量。
如表一所示，假設發射端使用者#2、使用者#5、以及使用者#6所傳送的訊息位元都是”0”，而其他使用者都是傳送訊息位元”1”。這些訊息位元將非同步地對發光二極體或鉺離子自發輻射之類的非同調光源104造行閑關(On-Off)移鍵調變，調變之後的寬頻光信號然後饋入光纖編碼光柵102進行頻域編碼。光纖編碼光柵102係用來改變這些非同調信號光源的振幅或相位頻譜。對於使用者訊息位元”0”而言，編碼後之光訊號將是全為零的波頻細片元；而對於使用者訊息位元”1”而言，編碼後之光訊號將是所對應的簽章位址波頻細片元。每個使用者編碼完之後的細片元波頻訊號再送至一個7x7星狀耦合器組合一起廣播給每個接收端解碼器。如表一所示，耦合後的集結訊號為S=(3，3，2，2，3，2，1)，這是把每個發射端所調變編碼後的波頻細片元線性相加所得，並且經由星狀耦合器20傳送至整個光纖分碼多工系統的每一個接收端使用者。
在使用者接收端，接收到的訊號將與解碼器中的位址序碼作相乘運算以進行相關解碼的程序。詳細一點說來，本發明若欲在接收端進行頻域解碼第k個使用者所傳送的訊息位元，則接收的集結訊號S需與位址序碼為Xk之光柵光纖解碼器作相關解碼之乘法運算。接收的集結訊號經過布雷格解碼光柵時，會分成反射和穿透這兩個部分的光場輸出，而且這兩個部分的輸出光場係為互補。相關解碼運算值SXk係為由光纖解碼光柵所反射出來的光場波譜部分，而SXk係為經由光纖解碼光柵所穿透過去的光場波譜部分。這兩個部分的訊號經過平衡式光電檢測器(balanced photo-detectors)303時，將會執行RSxk-Rsxk這個動作，然後經由訊息決策裝置304解出本發明所要的訊息位元。
本發明以表二針對第一位使用者所傳送訊息01在接收端之解碼情況來作舉例說明。使用者#1所被指定的位址序碼為X1=(1,1,1,0,0,1,0)，其光纖解碼光柵在頻域上的波譜響應設計41是如圖四所示。當接收的集結訊號60通過布雷格解碼光柵302時，會分成互補的反射部分和穿透部分的兩個光場輸出。如圖八所示，在反射的光場輸出部分61是有波長λ1的波頻611、波長λ2的波頻612、波長λ3的波頻613以及波長λ6的波頻614，而在穿透的光場輸出部分62則有波長λ1的波頻621、波長λ5的波頻622以及波長λ7的波頻623。圖八上方的虛線係代表在一個數據位元區間內可能接收到的最大光信號能量參考準位。如表二所示，集結訊號S-(3,3,2,2,3,2,1)經過位址X1的接收解碼器後，訊號反射的部分為SX1=(3,3,2,0,0,2,0)，而穿透的部分為S=(0,0,0,2,3,0,1)。反射部分的頻域功率可算出為RSX1-|SX1|=10個單位能量，而穿透部分的頻域功率可算出為RSX1-|S|=6個單位能量。這兩部分的光場能量經過平衡式光電檢測器303後，本發明將獲得RSX1-RSX1=4個單位能量淨值，這相當於解碼出所傳送的訊息位元04為高準位”1”。
同樣的論點，本發明以表三來對第二位使用者所傳送訊息02的接收解碼情形加以說明。使用者#2被指定的位址序碼為X2=(0,1,1,1,0,0,1)，其光纖解碼光柵在頻域上的波譜響應設計51是如圖五所示。接收的集結訊號70通過布雷格解碼光柵312時，將如圖九所示，在反射的光場輸出部分71是有波長λ2的波頻711、波長λ3的波頻712、波長λ4的波頻713以及波長λ7的波頻714，而在穿透的光場輸出部分72則有波長λ1的波頻721、波長λ5的波頻722以及波長λ6的波頻723。圖九上方的虛線係代表在一個數據位元區間內可能接收到的最大光信號能量參考準位。如表三所示，集結訊號S=(3，3，2，2，3，2，l)經過接收器中位址X2的解碼器後，訊號反射的部分為SX2=(0，3，2，2，0，0，1)，穿透的部分為SX2=(3，0，0，0，3，2，0)。反射部分的頻域功率可算出為RSx2=|SX2|=8個單位能量，而穿透部分的頻域功率可算出為RSX2=|SX2|=8個單位能量。這兩部分的光場能量經過平衡式光電檢測器後，本發明獲得RSX2-RSX20個單位能量淨值。這可視為解碼出發射端所傳送的訊息位元05為低準位”0”。
藉由以上所描述的光纖分碼多工系統之編解碼程序，可瞭解到運用本發明所提出的光柵光纖編解碼裝置可以使得每個使用者正確的接收到傳輸端所傳送過來的訊息位元，並可成功的避免掉其他使用者所造成的多重擷取干擾。在這裡，本發明可以概略的討論所提出的分碼多工架構對於使用者數目的實際限制。在光源頻譜線寬有限的情況之下，本發明想提高分碼多工系統使用者的數目，也就是想提升所採用的最大長度序碼的長度，則必須把光源頻譜線寬分割的更密，亦即波頻細片元(chip)的線寬必須設計得更窄。假設本發明設計的光柵長度係為1.0 cm長的光柵光纖，所以波頻細片元線寬可算出為Δλ0=0.42 nm。如果發光二極體光源的線寬假設為50 nm的話，則實際上可以製作出約120個(50/0.42)不同波長的光柵光纖，亦即可以提供大約120個光纖分碼多工使用者共同使用，這樣的使用者數目應已足夠目前的多重擷取網路需求。
本發明的特點在於成功地把最大長度序碼應用在光纖分碼多工系統之編解碼器裝置中。利用布雷格光纖光柵的精密濾波功能，可以使特定波長的窄頻帶細片元(chips)波頻形成反射和透射輸出。光纖光柵的這種特性正好可以搭配最大長度序碼的移位-相加(shift-and-add)族群特性，來架構光纖分碼多工系統的編解碼器裝置。最大長度序碼的良好相關特性適合用來消除掉系統中來自於其他使用者的多重擷取干擾。解決多重擷取的干擾可以大大的提升整個光纖分碼多工系統的性能。
雖然在相同頻寬與位元錯誤率的衡量下，同調超短光脈波的分碼多工系統具有理論上較佳的流通量(throughput)，但是這種架構的裝置需要超短光脈波的技術，這在目前仍是一項很大的挑戰。本發明所屬之非同調性分碼多工擷取(CDMA)光纖通信系統係結合非同調寬頻光源的開關移鍵(On-Off Keying)調制與光纖光柵內建的正交序碼特性，可以消除多重擷取干擾，其架構簡單易行，可靠性亦高。
本發明的光纖分碼多工編解碼器裝置是由數個布雷格光纖光柵串接而成，能適當地排除多重擷取干擾的影響，不僅降低了錯誤率的發生，也大大提升了整個系統的性能。綜觀各先進國家所提出的專利或研究報告中，目前尚無此種布雷格光柵的編解碼器運用。本系純所選擇的光源提供了寬頻譜，高功率，低溫度靈敏度和驅動電路需求，而整個光纖光柵編解碼器的架構也相當簡單，整個系統所耗費的成本可以相當的低。
本發明的光纖分碼多工編解碼裝置可應用於連結電腦區域網路之交換路由器內，亦可作為資訊家電網路各節點裝置間之信號交換路由單元。這些網路節點裝置將包含門禁安全裝置、大哥大電話機、個人電腦、高畫質電視設備、甚或數位資訊化之電冰箱與冷氣機等等。隨著家庭中個人電腦以及資訊家電的普及，本發明可以應用於非對稱數位用戶迴路(ADSL)或纜線數據機(Cable Modem)中以連結數位家庭網路。
本發明亦可應用在網際網路交換機(Intemet Telephony Gateway,ITG)，透過區域型網路(LAN)提供電話與傳真服務，分機可直接連上區域型網路(LAN)，成為網路電話。本發明也可以應用在網際網路電信閘道，連接公眾電話網路與網際網路(Internet)，呈現多樣化的介面，達到最佳的網路資訊整合。
再者，本發明可應用在光纖用戶迴路(FITL)之局端與用戶端之間點對點或點對多點架構中以實現光纖到家之寬頻服務。目前這方面之交換裝置主要係架構於分時多工、分頻多工或分波多工方式上，所能連結之網路節點裝置有限，若採用本發明之光纖分碼多工技術，則於150Mbps的傳輸速率要求下，所連結裝置之信號傳送與切換可高達120道之多，這樣的數目應已足夠目前的多重擷取網路需求。
表例說明：表一編碼光柵對系統使用者的訊息編碼配置案例表二解碼光柵302對使用者#1的解碼運作案例表三解碼光柵312對使用者#2的解碼運作案例
[圖式簡單說明]

 

圖一光纖分碼多工系統之整體架構圖圖二光纖分碼多工系統之發射端編碼器架構圖(以編碼發射器10為例)圖三光纖分碼多工系統之接收端解碼器架構圖(以接收解碼器30為例)圖四編碼光柵102與解碼光柵302之波譜響應設計(a)編碼光柵112(b)解碼光柵312(c)光柵波譜響應圖五編碼光柵112與解碼光柵312之波譜響應設計(a)編碼光柵112(b)解碼光柵312(c)光柵波譜響應圖六鉺離子自發輻射光源訊號經過編碼光柵102的波譜示意圖 (a)等化前後之光源波譜(b)光柵之波譜響應(c)反射輸出波譜圖七發光二極體光源訊號經過編碼光柵112的波譜示意圖(a)等化前後之光源波譜(b)光柵之波譜響應(c)反射輸出波譜圖八集結訊號經過解碼光柵302後的波譜示意圖(a)接收之集結訊號(b)反射波譜(c)透射波譜圖九集結訊號經過解碼光柵312後的波譜示意圖(a)接收之集結訊號(b)反射波譜(c)透射波譜

 
　
十、申請專利範圍：
　 　　1.一種光纖分碼多工系統之發射端光編碼器裝置，係包含一組串接的布雷格光纖編碼光柵、一個光循環器、一個類如發光二極體之非同調寬頻光源、以及一個外調式光亮度調變器：發射端使用者所欲傳送之訊息位元以開關移鍵方式對非同調光源進行光亮度調變，調變之後的光源訊號然後饋入發射編碼光柵，在指定的布雷格波長會有窄頻帶波頻反射；反射的波譜序列即是經過布雷格編碼光柵編碼後的訊號。
　　2.一種光纖分碼多工系統之接收端光解碼器裝置，係包含一組和發射端編碼光柵相匹配的布雷格光纖解碼光柵、一個光循環器、一對檢光二極體組成的平衡式光檢測器、以及一個訊息決策單元；接收的集結光訊號進入接收解碼光柵，在指定的布雷格波長會有窄頻帶波頻反射，其餘部分則會直接穿透，利用平衡式光檢測器，反射部分和穿透部分的頻域功率相減運算，所得淨能量由訊息決策單元加以判讀以決定發射端所傳送的訊息位元。
　　3.一種光纖分碼多工編解碼裝置系統，係包含K個申請專利範圍第1項所述之發射端光編碼器以及K個申請專利範圍第2項所述之接收端光解碼器，各個編解碼器藉由一個星狀光纖耦合器與系統中其他編解碼器相連接；發射端編碼裝置輸出在星狀光纖耦合器上與其他編碼器裝置所傳送過來的光訊號耦合集結在一起廣播給每一個接收端解碼裝置；接收端解碼裝置針對集結光訊號作反向的相關解碼與解調檢測以回復發射端所傳送的訊息位元。
　　4.如申請專利範圍第1項所述之發射端光編碼器裝置，其中發射端編碼器內的寬頻光源係為發光二極體之類的非同調光源，欲傳送之訊息位元以開關移鍵(OOK)方式對這些光源進行光亮度調變；布雷格編碼光柵係將最大長度序碼預寫於光柵光纖內，所對應波頻細片元是由光柵長度以及光纖蝕刻折射率的變化週期所決定；寬頻光信號在布雷格編碼光柵進行頻域編碼，反射輸出之光訊號即為預寫於光柵光纖內之最大長度序碼列。
　　5．如申請專利範圍第2項所述之接收端光解碼器裝置’其中接收端解碼器內的布雷格解碼光柵，係內建有近乎正交相關特性的最大長度序碼，此一序碼係和發射端編碼光柵者相匹配，所對應的光柵波譜響應設計是為相同；應用光纖光柵之反射與透射輸出係為互補的特性，解碼光柵之反射與透射分支臂輸出設計由平衡式光檢測器加以檢測，所得光電流輸出淨能量即為所欲接收的訊息位元能量，來自於其他使用者所傳送的訊息位元則被排除掉，使得系統可以避免多重擷取干擾的影響。
　　6.如申請專利範圍第3項所述之光纖分碼多工編解碼裝置系統，其中不同模組之發射端編碼器與接收端解碼器，係利用最大長度序碼之族群特性安置不同之位移循環語句，這些位移循環語句具有近乎正交的相關特性，可以排除不同模組裝置之間的多重擷取干擾；長度為N的最大長度序碼具有N個不同位移循環語句，可以提供給系統中N對相匹配之發射端編碼器與接收端解碼器，大大提升了分碼多工系統的容量。
　　7.如申請專利範圍第3項所述之光纖分碼多工編解碼裝置系統，其中之布雷格編解碼光柵係為可調和式；利用壓電裝置(Piezoelectric Transducer,PZT)對布雷格光柵的中心波長加以細微調整，可以匹配編碼器和解碼器的布雷格光柵組；利用可程式化的光纖光柵編解碼器裝置，接收端解碼器可以調和接收位址序碼以匹配發射端編碼器所使用者，如此可以解碼出所欲接收的入射訊息位元。
　　8.如申請專利範圍第3項所述之光纖分碼多工編解碼裝置系統，布雷格光柵所對應波頻細片元是由光柵長度以及光纖蝕刻折射率的變化週期所決定，其光柵長度係為0.8cm至2.0cm長的光柵光纖；對於50mn的光源線寬，可以設計製作大約120個不同波頻光柵，亦即可以提供大約120個光纖分碼多工使用者。
　　9.如申請專利範圍第2項所述之接收端光解碼器裝置，其中接收端解碼器內的平衡式光檢測器是由一對相同特性的檢光二極體所組成；對應於互補相關運算值SXk與SXk的光柵反射與秀射輸出能量精巧地在此兩個檢光二極體中進行相減解碼以排除掉其他使用者所造成的多重擷取干擾。
　　10.如申請專利範圍第1項所述之發射端光編碼器裝置，其中發射端編碼器內的寬頻光源可選用功能適當且價格低廉的非同調光源，包括有側面發射發光二極體(ELED)、超高亮度二極體(SLD)、或是鉺離子自發輻射(Er-ASE)之任一者。
　
十一、圖式：
　  
　


















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