波长选择和WDM网络的

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1、光波长选择和波分复用技术刘小明信息光电子研究所2002.111十余年来，WDM占据了技术潮流的主导位置；单纤传输从数个信道发展到数百个信道，受放大器带宽限制，信道间隔从200GHz到100GHz甚至50GHz；单信道数据率从155Mb/s发展到40Gb/s,单纤容量从～Mb/s到～Tb/s；传输距离发展到数千公里。点对点密集波分复用传输系统光放大发射接收2波分复用光纤网络光交叉互连节点(Opticalcross-connecter,OXC)光上/下话路节点(Opticaladd/dropmultiplexer,OADM)OXCOADM3M

2、etroAccessDWDMtrunk光纤到户，光纤到桌面LastMile波分复用光纤网络4波分复用技术（可调谐滤波器）干线信息容量（信道数和传输距离）网络，基于路由变换基于包交换交换速度和自愈能力网络结构和控制软件硬件，波长选择和控制城域网和接入网稀疏波分复用（Coarse,CWDM）波分复用光纤系统技术（WavelengthDivisionMultiplexing）5可调谐滤波器和WDM系统的动态控制；动态控制的基本功能：波长选择；技术难点：精细程度；准确程度和响应时间。稀疏波分复用（Coarse,CWDM）ITU－T标准及相应技术。

3、本讲内容6动态光纤网络中激光器（可调谐）放大器（增益均衡）调制器探测器（波长选择）光隔离器环行器光开关波长变换器上下话路器分束/合束器波分复用/解复用器滤波器受激辐射非线性效应半导体光电效应基于晶体的电光、磁光、声光效应基于波导的电光、磁光、声光效应基于光纤的电光、磁光、声光效应微机械干涉波导或光纤中的模式耦合波长选择，可控制——可调谐光滤波器7可调谐光滤波器主要参量：插入损耗；滤波带宽；动态范围；调谐速度（机制）；旁瓣抑制比。例如，国际电联（ITU）标准（对密集波分复用）：信道间隔0.8nm(100GHz)或0.4nm(50GHz)-2

4、0dB或-30dB信道隔离度；EDFA40nm的增益带宽低速：ms量级，温度或机械调谐，成熟商品，已广泛应用；中速：ms量级，针对近期目标，已有重大突破，有些已成为商品；高速：ns量级，针对长期目标，初步研究阶段。8F-P干涉型可调谐滤波器；薄膜型滤波器；波导阵列器件；双光束干涉型滤波器；光纤光栅型滤波器；光纤声光器件。可调谐光滤波器多光束干涉光纤中的模式耦合9F-P(FabryPerot)干涉滤波器压电陶瓷光纤高反射膜+V工作原理：多光束干涉主要指标：带宽自由光谱范围细度（自由光谱范围/带宽）调谐机制：压电陶瓷一般水平：带宽<1nm；通

5、道间隔/隔离度：2nm/30dB；细度~100；插入损耗<2dB；调谐速度~1ms.已有成熟商品10铁电液晶F-P干涉滤波器（Ferroelectric）原理：谐振腔中填充铁电液晶；外加电场影响液晶分子的取向因而引起折射率变化；干涉条件改变引起滤波峰移动。带宽：0.2-0.3nm；细度：数百；调谐范围：50nm；液晶的调谐时间：~ms;插入损耗：1-5dB；液晶与偏振相关，但已经有办法减小11多层介质膜干涉滤波器两种不同折射率的介质膜周期重复；透过波中满足相消干涉条件的波长被反射；可灵活设计：折射率、膜层厚度、层数12多层膜静电力调谐F-

6、P干涉滤波器AirGapTopReflector(DBR)2n+1layersofSiNxandSiO2BottomReflector(DBR)2n+1layersofSiNxandSiO2SiSiInputlightDrivingVoltageOutputlightSiNxLayerSiO2Layer半导体工艺，体积非常小，便于与光纤耦合；设计灵活：由层数决定带宽，可成为窄带滤波器或宽带可调衰减器/开关；调谐机制：静电力13薄膜复用/解复用器(DWDMModules)信道间隔离度：（解复用器）（复用器）插入损耗：（解复用器）（复用器）通

7、道数：4，8或16通道间隔：100GHz（~0.8nm），ITU标准带宽：Corning产品14波导阵列(ArrayedWaveguideGrating,AWG)技术难点损耗偏振色散通带形状串话温度特性1xN复用/解复用器温度调谐已有商品15波导阵列(ArrayedWaveguideGrating,AWG)NxN复用/解复用器插入损耗：8dB;隔离度：0.8nm/30dB;带宽：<0.2nm;调谐范围：~40nm；调谐速度：10ms.16信道数：40信道间隔：100GHz插入损耗：6.0dB插入损耗一致性：1.5dB带宽（-1.0dB）：

8、0.2nm串话（CrossTalk）：相邻通道-30dB非相邻通道-40dB通带波纹：0.5dB偏振相关损耗：0.5dB回程损耗：40dB功耗：2.0W加热器电压：5.0VE-TEK产品波导阵