DWDM原理与技术——原理与应用.ppt

2000.3SG13/GIIpresentationDWDM原理与技术武汉邮电科学研究院烽火科技学院何舟hezhou@产生背景人类社会发展：温饱型→物资满足型→信息满足型新兴的信息业务：家庭购物家庭银行居家办公远程教学远程医疗高清晰度电视增长模式：CPU处理速度每18个月翻一番（摩尔定律）光纤通信传输带宽每9个月增加一倍全球因特网流量每6个月就翻一番产生背景世界网络业务的数据化趋势TDM和WDM技术合用WDM系统在传送网中的位置采用WDM前的扩容采用WDM后的扩容光接收机对光接收机的要求高响应速度高转换效率必须承受的影响：信号畸变噪声串扰足够的灵敏度多种OUT单元Tx-OUT:发送光转发单元(近端接收,特定波长发射)RxOTU:接收光转发单元(远端接收,近端发射)IROTU:中继光转发单元(远端接收,特定波长发射)波长转换示意WDM系统中光传输信道的级连光信道中点到点传输上千公里乃至上万公里,基于色散限制,只能采用电再生的方式,逐断传送.对WDM传输的多信道进行电再生是非常不经济的,由此可以采用IR-OUT进行3R再生.器件与光通信系统无源器件的基本功能光功率控制(光衰减器)光路分配(分支器，星型耦合器)光器件的连接(光连接器)光的单向传输(光隔离器)基于波长的光信号合波与分波(波分复用器)器件与光通信系统无源器件与系统的相关关系插入损耗?无中继传输距离反射损耗?系统的不稳定，信号的劣化工作带宽?系统的工作带宽串扰(隔离度)?信号的劣化调制速率，开关速率?系统速率环境稳定性?系统的可靠性与稳定性成本?系统成本光隔离器功能保证光的单向传输，消除反射光对激光器的影响在光通信系统中，光在从光源到接收机的传输过程中，会经过许多不同的光学界面，在每一个光学界面均会出现不同程度的反射，这些反射产生的回程光最终会沿着原光路传回光源，当回程光累积强度达一定的程度时，就会引起光源工作不稳定，产生频率漂移，幅度变化等问题，从而影响整个系统的正常工作----反射已成为一个必须解决的重要问题.对光隔离器的要求低插损高回损光环形器特点正向顺序导通，反向传输截止功能阻止光信号返回输入端将反射光引到其它路径原理基于隔离器光环形器光环形器的工作方式光环形器应用场合：单纤双向传输在发送端、接收端各使用一个光环行器WDM网络中的OADM光环行器和光纤光栅结合光纤色散补偿光环行器和啁啾光纤光栅结合光纤耦合器的分类耦合器的功能是把一个或多个光输入分配给多个或一个光输出。光纤耦合器有各种不同的分类方法。从制造技术看，可以划分为轴向对准技术(又称纤芯交互型)和横向对准技术(又称表面交互型)。由于横向对准技术性能好、重复性好、适应面宽以及相对成本低，因而获得广泛应用。由横向对准技术制造的光纤耦合器又可以划分为全光纤型(研磨和熔融法)和集成光学型(铌酸锂、硅或平面玻璃方法)。从使用功能角度，则可以有更广泛的分类方法，即可以划分为3端口和4端口光纤耦合器、星形耦合器和波分复用器件光纤耦合器均只涉及光功率的分配，而波分复用器件涉及将多个不同波长的光信号进行结合(合波器)或分离(分波器)的功能，因而不仅涉及光功率的分配，还涉及不同波长的分配，因而可以看作一种特殊形式的光纤耦合器.波分复用器波分复用器（合波/分波器）不同波长的分波与合波信道间隔WDM10～90nm,DWDM1～9nm对波分复用器件的性能要求合波器主要参数有插入损耗、光反射系数、工作波长范围、极化相关损耗和各通路插损的最大差异分波器主要参数有插入损耗、光反射系数、通路间隔、相邻通路隔离度、非相邻通路隔离度、极化相关损耗等等。波分复用器类型角色散型衍射光栅型光纤熔融耦合型干涉介质膜型光纤光栅型阵列波导光栅棱镜作为角色散元件波分复用器(角色散元件型)特点波长选择性好并联工作，插损不随信道数增多而增加插损3～8dB对温度和偏振敏感体积大，不稳定，仅适于实验室熔融拉锥型模耦合---光功率的重新分配--分波器(WWDM)--合波器(DWDM)熔融拉锥型特点全光纤器件与系统耦合连接简单方便，连接损耗小体积小巧，结构紧凑工作稳定可靠制造技术简单，成本低。级连损耗