光纤通信第四波分复用.ppt

北京邮电大学顾畹仪 对波分复用器件的主要要求 1）插入损耗小，隔离度大; 2）带内平坦，带外插入损耗变化陡峭; 3）温度稳定性好，工作稳定、可靠； 4）复用通路数多，尺寸小等。 目前，WDM复用系统中常用的复用、解复用器主要有角色散型(光栅型)、干涉型、光纤方向耦合器型、光滤波器型。 1、角色散型 角色散本领:角色散本领是相距为单位波长的光波散开角度，其表达式为 色分辨本领: 色分辨本领反映器件分辨波长很接近的谱线的能力。光学元件的色分辨本领定义为 式中，δλmin是瑞利判据所规定的角色散元件能够分辨的两谱线的最小波长差。 特点: 干涉膜滤光片型解复用器具有插损小、隔离度高、工作稳定等优点; 通带特性好,边沿陡峭,顶部有较大的平顶,对波长漂移的容差较大; 但它是一种串行器件，当复用路数较多时，各路的插损差异较大。 5、关键技术 光源的稳频：温度精确控制 偏流精确控制 与参考光谱锁定 光谱的窄化：DFB+外腔 中频跟踪、锁定。 * *  第4.4讲 波分复用技术 一、WDM系统的概况 二、WDM复用器件 1、角色散型（光删型） 2、干涉型 3、单模光纤耦合器型 三、相干光通信 一、WDM系统的概况 1、波分复用频带 1）WDM，DWDM和OFDM 2）DWDM的复用频带 (1530-1560) nm region called C-band, (1570-1610) nm region called L-band , (1480-1520) nm region called S-band 2. 波分复用系统构成原理 ?1 ?2 ?N 波分复用器 ?1 ?2 ?N 波分解复用器 光功率放大器 光线路放大器 光线路放大器 光前置放大器 ?1 ?2 ?3 ?4 ?5 ?6 ?N 光谱 光谱 波长 波长 单信道 WDM信号 1、角色散型（光栅型） 2、干涉型(干涉膜滤波器型, AWG型) 3、单模光纤耦合器型 二、WDM复用器件 半角宽度△θ=δθ a) 用传统的透镜耦合 b) 用自聚焦透镜耦合 c) 体光栅型解复用器 光栅型 光栅型 d为光栅常数, k是光栅的衍射级数, N是光栅的槽数。可见,要得到性能好的光栅，总槽数N应尽量多，光栅常数d应尽量小，并尽量选用高的衍射级数。 特点: 并行器件，它可以同时分开多路不同波长的信号，使各路的插损都差不多。 角色散本领 色分辨本领 自聚焦透镜（1/4节距的自聚焦棒） 折射率分布： 近轴光线轨迹： 为节距 从自聚焦透镜端面上某一点入射的光线，经过1/4节距的自聚焦透镜后，斜率相等，即变为平行光，也就是说，1/4节距的自聚焦透镜具有准直作用。 在自聚焦棒中, 当 , 2、干涉型 （1）干涉膜滤波器型 多层介质薄模 自聚焦透镜 构成: 多层介质薄膜 A1和A2路程差： 相位差： 透射波长： m是整数。 薄膜透射性质 安装在自聚焦轴上的波分复用器件 采用光垂直入射到干涉膜上,消除偏振敏感性。 干涉膜型解复用器特性示例 （2）Mach-Zahnder滤波器型 基于M-Z滤波器的四波分复用器 集成光器件，可作为波长路由器； 对温度较为敏感 邻近信道隔离度较差. （3）阵列波导光栅 Arrayed Waveguide Grating 阵列波导光栅的滤波特性 3、单模光纤耦合器型 用途：多路复用，双路解复用 或0 和 m=0, +/-1, +/-2,…. 双路解复用 求解线性耦合方，得到 用于复用波长数目较多的场合 ?1 ?2 ?3 ?4 … ?1 ?3 … ?2 ?4 … ??=100GHz ??=50GHz 波长信道交织器(Interleaver) 三、相干光通信 1、调制形式 幅移键控： 对“1”码 =0 对“0”码 相移键控： an = 1 对“1”码 =-1 对“0”码 频移键控 an =1 对“1”码 =0 对“0”码 是an的逻辑非 2、系统组成 3、混频原理 已调光波 HE11模 本振光波 混频后光波 光电检测