光网络中光纤光栅构成的波长分插复用器理论及进展-物理学进展.PDF

第 20 卷 　第 2 期 物 　理 　学 　进 　展 Vol . 20 ,No . 2 　2000 年 6 月 PRO GR ESS IN PH YSICS J une ,2000 文章编号 (2000) 0 10 18216 光网络中光纤光栅构成的波长分插复用器理论及进展 秦子雄 曾庆科 冯德军 柳贺良 刘志国 开桂云 盛秋琴 董孝义 (南开大学 　现代光学研究所 ,天津 　30007 1) 刘 　宁 (华南师范大学量电所 ,广州 　5 1053 1) 摘 　要 :本文从光网络角度详细叙述 、分析了各种光纤光栅构成的波长分插复用器技术的 发展及理论 ,并指出了不同种类分插复用器各 自适用的范围 ,表明了光纤光栅构成的波长分 插复用器在光网络中的重要性 。 光网络 ;光纤光栅 ;波长分插复用器 关键词 : 　 中图分类号 : 　TN253 ; TN 929 　　　　　文献标识码 : 　A 1 　导 　　论 信息流量的爆炸 ,给通信传输技术和网络元件的发展带来了机会 。因特网业务 ,大容 量的数据业务和多媒体业务已给 目前的通信网络极大的压力 ,增大通信网络的传输容量 刻不容缓 。对于 目前的状况 ,有三种选择 : ( ) 1 敷设新的光纤 :对于新的电信运营商和对那些正准备大规模增加已敷设光缆数量 的电信运营商 ,这是一个完全合适的解决方案 。然而 ,对于其它的运营商 ,这是一个十分 费时、费钱的巨大工程 。 ( ) ( 2 增加通信 系统 的码 率 : 传 统 的方法 是利 用 时分 复用 TDM Time division multiplexing) 增加系统的码率 。目前 ,大多数传输系统是 OC48 (2 . 5 Gb/ s) 的 ,当码速提 高到 10 Gb/ s 和更高时 ,光纤将会出现严重的群速度色散 GVD ( Group velocit y disper sion) 和偏振模色散 PMD ( Polarization mode disper sion) ,而且理论 、实验都表明 ,码速最高只能 达～40 Gb/ s 。 (3) 波分复用 WDM (Wavelengt h division multiplexing) 允许在同一根光纤中组合各种 ( 波长的光信号 。密集波分复用允许更为接近的各种波长信号 例如 , 间距为 0 . 8 nm 或 0 . 4 nm) 在同一光纤中传输 。掺铒光纤放大器 ED FA ( Erbiumdoped fiber amplifier) 的成 熟使得大规模 DWDM (Dense WDM) 成为可能 。 大规模的DWDM 系统已经安装在长途主干网中 , 中国也是最早安装 DWDM 系统的 国家之一 ,DWDM 系统 目前正向城域网逼近 。随着越来越多不同波长信道在网络中的使 收稿 日期 　修改日期 基金项 目: 国家 863 计划资助项 目、华为基金资助项 目 　2 期 秦子雄等 :光网络中光纤光栅构成的波长分插复用器理论及进展 183 用 ,将会有着在光域层来管理网络容量的强烈需求 ,从而避免信号光电转换的高昂代价 。 或许 ,对用户来说 ,所关心的是网络容量的增加 。然而 ,在这些进化中 ,一个光域层出现 了。在网络中 ,传统的网络功能 ,包括分插复用 、交换连接 、信号再生等 ,都将在光域范围 执行 。 得益于 DWDM 系统大规模的安装 ,光放大器 、滤波器 、激光器和光纤已经取得了相 当的进展 。为了实现全光网络 , 这些领域的进一步发展是必须的。波长分插复用器