设为首页 加入收藏
技术交流
当前位置:首页>> 企业管理 >>技术交流
DWDM原理3
访问数:1244      发布时间:03-27   

3.1 光源

光源的作用是产生激光,它是组成 DWDM 系统的重要器件。目前应用于 DWDM 系统的光源是半导体激光器 LD ( Laser diode )。

DWDM 系统的工作波长较为密集,一般波长间隔为几个纳米到零点几个纳米,这就要求激光器工作在一个标准波长上,并且具有很好的稳定性;另一方面, DWDM 系统的无电再生中继长度从单个 SDH 系统传输 50~60km 增加到 500~600km ,在延长传输系统的色散受限距离的同时,为了克服光纤的非线性效应{如受激布里渊散射效应( SBS )、受激拉曼散射效应( SRS )、自相位调制效应( SPM )、交叉相位调制效应( XPM )、调制的不稳定性以及四波混频( FWM )效应等},要求 DWDM 系统的光源使用技术更为先进、性能更为优越的激光器。

总之, DWDM 系统的光源的两个突出的特点是:

1. 比较大的色散容纳值;

•  标准而稳定的波长。

3.1.1 激光器的调制方式

目前广泛使用的光纤通信系统均为强度调制——直接检波系统,对光源进行强度调制的方法有两类,即直接调制和间接调制。

直接调制

直接调制: 又称为内调制,即直接对光源进行调制,通过控制半导体激光器的注入电流的大小来改变激光器输出光波的强弱。传统的 PDH 和 2.5Gbit/s 速率以下的 SDH 系统使用的 LED 或 LD 光源基本上采用的都是这种调制方式。

直接调制方式的特点是输出功率正比于调制电流,具有结构简单、损耗小、成本低的特点,但由于调制电流的变化将引起激光器发光谐振腔的长度发生变化,引起发射激光的波长随着调制电流线性变化,这种变化被称作调制啁啾,它实际上是一种直接调制光源无法克服的波长(频率)抖动。啁啾的存在展宽了激光器发射光谱的带宽,使光源的光谱特性变坏,限制了系统的传输速率和距离。一般情况下,在常规 G.652 光纤上使用时,传输距离≤ 100 公里,传输速率≤ 2.5Gbit/s 。

对于不采用光线路放大器的 DWDM 系统,从节省成本的角度出发,可以考虑使用直接调制激光器。

间接调制

间接调制: 这种调制方式又称做外调制。即不直接调制光源,而是在光源的输出通路上外加调制器对光波进行调制,此调制器实际上起到一个开关的作用。结构如图 3-1 所示。

 

图 3-1

外调制激光器的结构

恒定光源是一个连续发送固定波长和功率的高稳定光源,在发光的过程中,不受电调制信号的影响,因此不产生调制频率啁啾,光谱的谱线宽度维持在最小。光调制器对恒定光源发出的高稳定激光根据电调制信号以“允许”或者“禁止”通过的方式进行处理,而在调制的过程中,对光波的频谱特性不会产生任何影响,保证了光谱的质量。

间接调制方式的激光器比较复杂、损耗大、而且造价也高,但调制频率啁啾很小,可以应用于传输速率≥ 2.5Gbit/s ,传输距离超过 300 公里以上的系统。因此,一般来说,在使用光线路放大器的 DWDM 系统中,发射部分的激光器均为间接调制方式的激光器。

常用的外调制器有光电调制器、声光调制器和波导调制器等。

光电调制器基本工作原理是晶体的线性电光效应。电光效应是指电场引起晶体折射率变化的现象,能够产生电光效应的晶体称为电光晶体。

声光调制器是利用介质的声光效应制成。所谓声光效应,是声波在介质中传播时,介质受声波压强的作用而产生变化,这种变化使得介质的折射率发生变化,从而影响光波传输特性。

波导调制器是将钛( Ti )扩散到铌酸锂( LInBO2 )基底材料上,用光刻法制出波导的具体尺寸。它具有体积小、重量轻、有利于光集成等优点。

根据光源与外调制器的集成和分离情况,又可以分为集成式外调制激光器和分离式外调制激光器两种方式。

集成外调制技术日益成熟,是 DWDM 光源的发展方向。常见的是更加紧凑小巧,与光源集成在一起,性能上也满足绝大多数应用要求的电吸收调制器。

电吸收调制器是一种损耗调制器,它工作在调制器材料吸收区边界波长处,当调制器无偏压时,光源发送波长在调制器材料的吸收范围之外,该波长的输出功率最大,调制器为导通状态;当调制器有偏压时,调制器材料的吸收区边界波长移动,光源发送波长在调制器材料的吸收范围内,输出功率最小,调制器为断开状态。如图 3-2 所示。

图 3-2

电吸收调制器的吸收波长的改变示意图

电吸收调制器可以利用与半导体激光器相同的工艺过程制造,因此光源和调制器容易集成在一起,适合批量生产,因此发展速度很快。例如,铟镓砷磷( InGaAsP )光电集成电路,是将激光器和电吸收调制器集成在一块芯片上,该芯片再置于—热电制冷器( TEC )上。这种典型的光电集成电路,称为电吸收调制激光器( EML ),可以支持 2.5Gbit/s 信号传输 600km 以上的距离,远远超过直接调制激光器所能传输的距离,其可靠性也与标准 OFB 激光器类似,平均寿命达 140 年。

分离式外调制激光器常用的是恒定光输出激光器( CW+LiNbO3 )马赫 - 策恩德( Mach-Zehnder )外调制器。该调制器是将输入光分成两路相等的信号,分别进入调制器的两个光支路,这两个光支路采用的材料是电光材料,即其折射率会随着外部施加的电信号大小而变化,由于光支路的折射率变化将导致信号相位的变化,故两个支路的信号在调制器的输出端再次结合时,合成的光信号是一个强度大小变化的干涉信号,通过这种办法,将电信号的信息转换到了光信号上,实现了光强度调制。分离式外调制激光器的频率啁啾可以等于零,而且相对于电吸收集成式外调制激光器,成本较低。

3.1.2 激光器的波长的稳定与控制

在 DWDM 系统中,激光器波长的稳定是一个十分关键的问题,根据 ITU-T G.692 建议的要求,中心波长的偏差不大于光信道间隔的正负五分之一,即当光信道间隔为 0.8nm 的系统,中心波长的偏差不能大于± 20GHz 。

在 DWDM 系统中,由于各个光通路的间隔很小(可低达 0.8nm ),因而对光源的波长稳定性有严格的要求,例如 0.5nm 的波长变化就足以使一个光通路移到另一个光通路上。在实际系统中通常必须控制在 0.2nm 以内,其具体要求随波长间隔而定,波长间隔越小要求越高,所以激光器需要采用严格的波长稳定技术。

集成式电吸收调制激光器的波长微调主要是靠改变温度来实现的,其波长的温度灵敏度为 0.08nm/ ℃,正常工作温度为 25 ℃,在 15 ℃ -35 ℃温度范围内调节芯片的温度,即可使 EML 调定在一个指定的波长上,调节范围为 1.6nm 。芯片温度的调节靠改变制冷器的驱动电流,再用热敏电阻作反馈便可使芯片温度稳定在一个基本恒定的温度上。

分布反馈式激光器( DFB )的波长稳定是利用波长和管芯温度对应的特性,通过控制激光器管芯处的温度来控制波长,以达到稳定波长的目的。对于 1.5 μ m DFB 激光器,波长温度系数约为 0.02nm/ ℃,它在 15 ℃ -35 ℃范围内中心波长符合要求。这种温度反馈控制的方法完全取决于 DFB 激光器的管芯温度。目前, MWQ-DFB 激光器工艺可以在激光器的寿命时间( 20 年)内保证波长的偏移满足 DWDM 系统的要求。

除了温度外,激光器的驱动电流也能影响波长,其灵敏度为 0.008nm/mA ,比温度的影响约小一个数量级,在有些情况下,其影响可以忽略。此外,封装的温度也可能影响到器件的波长(例如从封装到激光器平台的连线带来的温度传导和从封装壳向内部的辐射,也会影响器件的波长)。在一个设计良好的封装中其影响可以控制在最小。

以上这些方法可以有效解决短期波长的稳定问题,对于激光器老化等原因引起的波长长期变化就显得无能为力了。直接使用波长敏感元件对光源进行波长反馈控制是比较理想的,原理如图 3-3 所示,属于该类控制方案的标准波长控制和参考频率扰动波长控制,均正在研制中,很有前途。

图 3-3 波长控制原理

3.2 掺铒光纤光放大器( EDFA )

EDFA ( Erbium Doped Fiber Amplifier )掺铒光纤放大器作为新一代光通信系统的关键部件,具有增益高、输出功率大、工作光学带宽较宽、与偏振无关、噪声指数较低、放大特性与系统比特率和数据格式无关等优点。它是大容量 DWDM 系统中必不可少的关键部件。

3.2.1EDFA 工作原理

为了实现光功率放大的目的,将一些光无源器件、泵浦源和掺铒光纤以特定的光学结构组合在一起,就构成了 EDFA 光放大器。图3-4是一种典型的双泵浦源的掺铒光纤放大器光学结构。

图3-4EDFA 光放大器内部典型光路图

如图 3-4 所示,信号光和泵浦激光器发出的泵浦光,经过 DWDM 器合波后进入掺铒光纤 EDF ,其中两只泵浦激光器构成两级泵浦, EDF 在泵浦光的激励下可以产生放大作用,从而也就实现了放大光信号的功能。

1. 掺铒光纤( EDF )

掺铒光纤是光纤放大器的核心,它是一种内部掺有一定浓度 Er3+ 的光纤,为了阐明其放大原理,需要从铒离子的能级图讲起。铒离子的外层电子具有三能级结构( 0 中 E1 、 E2 和 E3 ),其中 E1 是基态能级, E2 是亚稳态能级, E3 是高能级,如图 3-5 所示。

图 3-5 EDFA 能级图

当用高能量的泵浦激光器来激励掺铒光纤时,可以使铒离子的束缚电子从基态能级大量激发到高能级 E3 上。然而,高能级是不稳定的,因而铒离子很快会经历无辐射衰减(即不释放光子)落入亚稳态能级 E2 。而 E2 能级是一个亚稳态的能带,在该能级上,粒子的存活寿命较长,受到泵浦光激励的粒子,以非辐射跃迁的形式不断地向该能级汇集,从而实现粒子数反转分布。当具有 1550nm 波长的光信号通过这段掺饵光纤时,亚稳态的粒子以受激辐射的形式跃迁到基态,并产生出和入射信号光中的光子一模一样的光子,从而大大增加了信号光中的光子数量,即实现了信号光在掺饵光纤传输过程中的不断被放大的功能。

2. 光耦合器( WDM )

光耦合器,顾名思义,就是具有耦合的功能,其作用是将信号光和泵浦光耦合。一起送入掺铒光纤,也称光合波器,通常使用光纤熔锥型合波器。

3. 光隔离器( ISO )

光隔离器( ISO )是一种利用法拉第旋光效应制成的,只能允许光单向传输的器件。光路中两只隔离器的作用分别是:输入光隔离器可以阻挡掺铒光纤中反向 ASE 对系统发射器件造成干扰,以及避免反向 ASE 在输入端发生反射后又进入掺铒光纤产生更大的噪声;输出光隔离器则可避免输出的放大光信号在输出端反射后进入掺铒光纤消耗粒子数从而影响掺铒光纤的放大特性。

4. 泵浦激光器( PUMP )

泵浦激光器是 EDFA 的能量源泉,它的作用是为光信号的放大提供能量。通常是一种半导体激光器,输出波长为 980nm 或 1480nm ,泵浦光经过掺铒光纤时,将铒离子从低能级泵浦到高能级,从而形成粒子数反转,而当信号光经过时,能量就会转移到光信号中,从而实现光放大的作用。

5. 光分路器( TAP )

EDFA 中所用的光分路器为一分二器件,其作用是将主通道上的光信号分出一小部分光信号送入光探测器以实现对主通道中光功率的监测功能。

6. 光探测器( PD )

光探测器是一种光强度检测器,它的作用是将接收的光功率通过光 / 电转换变成光电流,从而对 EDFA 模块的输入、输出光功率进行监测。

3.2.2 EDFA 的应用

根据 EDFA 在 DWDM 光传输网络中的位置,可以分功率放大器( Booster Amplfier) ,简称 BA ;线路放大器( Line Amplifier ),简称 LA ;前置放大器( preamplifier ),简称 PA 。

1. 功率放大器( BA )

功率放大器被放置于终端复用设备或中继设备的发射光源之后的位置,如 图3-6 所示。功率放大器的主要作用是实现助推发送功率,通过提高注入光纤的光功率(一般在 10dBm 以上),从而延长传输距离,故有的资料上称为功率助推放大器。此时对放大器的噪声特性要求不高,主要要求功率线性放大的特性。功率放大器通常工作在增益或输入功率饱和区,以便提高泵浦源功率转化为光信号功率的效率。

图3-6 放大器在中继段中的位置

 

2. 线路放大器( LA )

线路放大器被放置于整个中继段的中间,如图 3-7 所示,是将 EDFA 直接插入到光纤传输链路中对信号进行直接放大的应用形式。一个中继段可以根据需要配置有多个线路放大器。线路放大器主要应用于长距离通信或 CATV 分配网,此时要求 EDFA 对小信号增益高,而且噪声系数小。

图 3-7 线路放大器在中继中的位置

 

3. 前置放大器( PA )

前置放大器被放置在中继段的末尾和光接收设备之前,如图 3-8 所示。该放大器的主要作用是对经线路衰减后的小信号进行预放大,从而提高光接收机的接收灵敏度,此时的主要问题是噪声问题。 EDFA 中的噪声主要是放大器的自发辐射噪声( ASE ),该噪声将使光电检测器输出 3 个噪声分量,即由于光功率增加产生的额外散弹噪声、信号——自发辐射差拍噪声和自发辐射——自发辐射差拍噪声,通过使用窄带光滤波器( 1nm 带宽)可以滤掉大部分自发辐射-自发辐射差拍噪声,同时减少额外散弹噪声,但无法滤除信号 - 自发辐射差拍噪声。尽管如此,采用光滤波器的 EDFA 噪声特性已经得到很大改善。使用前置放大器,极大地改善了直接检测式接收机的灵敏度,例如 2.5Gbit/s 速率的 EDFA 接收机灵敏度可以达到 -43.3dBm ,比没有使用 EDFA 的直接检测式接收机改进了约 10dB 。

图 3-8 前置放大器在光中继中的位置

 

3.2.3 EDFA 增益控制

1. EDFA 增益平坦控制

在 DWDM 系统中,复用的光通路数越来越多,需要串接的光放大器数目也越来越多,因而要求单个光放大器占据的谱宽也越来越宽。

然而,普通的以纯硅光纤为基础的掺饵光纤放大器( EDFA )的增益平坦区很窄,仅在 1549 至 1561nm 之间,大约 12nm 的范围,在 1530 至 1542nm 之间的增益起伏很大,可高达 8dB 左右。这样,当 DWDM 系统的通路安排超出增益平坦区时,在 1540nm 附近的通路会遭受严重的信噪比劣化,无法保证正常的信号输出。

为了解决上述问题,更好地适应 DWDM 系统的发展,人们开发出以掺铝的硅光纤为基础的增益平坦型 EDFA 放大器,大大地改善了 EDFA 的工作波长带宽,平抑了增益的波动。目前的成熟技术已经能够做到 1dB 增益平坦区并且几乎扩展到整个铒通带( 1525nm~1560nm ),基本解决了普通 EDFA 的增益不平坦问题。未掺铝的 EDFA 和掺铝的 EDFA 的增益曲线对比如 3-9 所示。

图 3-9 EDFA 增益曲线平坦性的改进

技术上,将 EDFA 光放大器增益曲线中 1525nm~1540nm 范围称做蓝带区,将 1540nm~1565nm 范围称做红带区,一般来说,当传输的容量小于 40Gbit/s 时,优先使用红带区。

EDFA 增益不平坦和平坦性能比较如 3-10 所示。

图 3-10 EDFA 增益平坦示意图

 

2.EDFA 的增益锁定

EDFA 的增益锁定是一个重要问题,因为 WDM 系统是一个多波长的工作系统,当某些波长信号失去时,由于增益竞争,其能量会转移到那些未丢失的信号上,使其它波长的功率变高。在接收端,由于电平的突然提高可能引起误码,而且在极限情况下,如果 8 路波长中 7 路丢失时,所有的功率都集中到所剩的一路波长上,功率可能会达到 17dBm 左右,这将带来强烈的非线性或接收机接收功率过载,也会带来大量误码。

EDFA 的增益锁定有许多种技术,典型的有控制泵浦光源增益的方法。 EDFA 内部的监测电路通过监测输入和输出功率的比值来控制泵浦源的输出,当输入波长某些信号丢失时,输入功率会减小,输出功率和输入功率的比值会增加,通过反馈电路,降低泵浦源的输出功率,保持 EDFA 增益(输出 / 输入)不变,从而使 EDFA 的总输出功率减少,保持输出信号电平的稳定。如图 3-11 所示。

 

图 3-11 控制泵浦光源增益锁定技术

另外还有饱和波长的方法。在发送端,除了 8 路工作波长外,系统还发送另一个波长作为饱和波长,在正常情况下,该波长的输出功率很小,当线路的某些信号丢失时,饱和波长的输出功率会自动增加,用以补偿丢失的各波长信号的能量,从而保持 EDFA 输出功率和增益保持恒定,当线路的多波长信号恢复时,饱和波长的输出功率会相应减少,这种方法直接控制饱和波长激光器的输出,速度较控制泵浦源要快一些。

 

EDFA 增益不锁定和锁定性能比较:

图 3-12 增益不锁定 EDFA 掉波、上波增益变化图

 

图 3-13 增益锁定 EDFA 掉波、上波增益变化图

3.2.4 EDFA 的局限性

EDFA 解决了 DWDM 系统中的线路衰耗问题,但同时也带来了一些新的问题:

1.非线性问题

虽然 EDFA 的采用提高了光功率,但是这个光功率并非越大越好。当光功率大到一定程度时,光纤将产生非线性效应(包括拉曼散射和布里渊散射),尤其是布里渊散射( SBS )受 EDFA 的影响更大,非线性效应会极大地限制 EDFA 的放大性能和长距离无中继传输的实现。

2.光浪涌问题

采用 EDFA 可使输入光功率迅速增大,但由于 EDFA 的动态增益变化较慢,在输入信号能量跳变的瞬间,将产生光浪涌,即输出光功率出现尖峰,尤其是当 EDFA 级联时,光浪涌现象更为明显。峰值光功率可以达到几瓦,有可能造成 O/E 变换器和光连接器端面的损坏。

3.色散问题

采用 EDFA 以后,因衰减限制无中继长距离传输的问题虽然得以解决,但随着距离的增加,总色散也随之增加,原来的衰减受限系统变成了色散受限系统。

3.3 DWDM 器件

在 DWDM 系统中, DWDM 器件分为合波器和分波器两种,如图 3-14 所示。合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输;分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。 DWDM 系统性能好坏的关键是 DWDM 器件,其要求是复用信道数量足够、插入损耗小、串音衰耗大和通带范围宽等。从原理上讲,合波器与分波器是相同的,只需要改变输入、输出的方向。 DWDM 系统中使用的 DWDM 器件的性能满足 ITU-T G.671 及相关建议的要求。

 

图 3-14 DWDM 器件

DWDM 器件有多种制造方法,制造的器件各有特点,目前已广泛商用的 DWDM 器件有四类:干涉滤光器型、光纤耦合器型、光栅型、列阵波导光栅( AWG )型

3.3.2光栅型 DWDM 器件

光栅型 DWDM 器属于角色散型器件,是利用角色散元件来分离和合并不同波长的光信号。最流行的衍射光栅是在玻璃衬底上沉积环氧树脂,然后再在环氧树脂上制造光栅线,构成所谓反射型闪烁光栅。入射光照射到光栅上后,由于光栅的角色散作用,不同波长的光信号以不同的角度反射,然后经透镜会聚到不同的输出光纤,从而完成波长选择功能;逆过程也成立,如 图3-15 所示。闪烁光栅的优点是高分辨的波长选择作用,可以将特定波长的绝大部分能量与其他波长进行分离且方向集中。

图3-15 闪烁光栅 DWDM 器件原理

闪烁光栅型滤波器具有优良的波长选择性,可以使波长的间隔缩小到 0.5nm 左右。另外,光栅型器件是并联工作的,插入损耗不会随复用通路波长数的增加而增加,因而可以获得较多的复用通路数,已能实现 131 个波长间距为 0.5nm 的复用,其隔离度也较好。当波长间隔为 1nm 时隔离度可以高达 55dB 。闪烁光栅的缺点是插入损耗较大,通常有 3~8dB ,对极化很敏感,光通路带宽 / 通路间隔比尚不很理想,使光谱利用率不够高,对光源和 DWDM 器件的波长容错性要求较高。此外,其温度漂移随所用材料的热膨胀系数和折射率变化而变化,典型器件的温度漂移大约为 0.012nm/ ℃,比较大。若采用温度控制措施,则温度漂移可以减少至 0.0004nm/ ℃。因此,对于 DWDM 器件采用温控措施是可行和必要的。

这类光栅在制造上要求较精密,不适合于大批量生产,因此往往在实验室的科学研究中应用较多。

除上述传统的光纤器件外,布拉格光纤光栅滤波器的制造技术也逐渐成熟起来,它的制造方法是利用高功率紫外光波束干涉,从而在光纤纤芯区形成周期性的折射率变化,精度可达每厘米 10000 线,如图3-16所示。布拉格光纤光栅的设计和制造比较快捷方便,成本较低,插入损耗很小,温度特性稳定,其滤波特性带内平坦,而带外十分陡峭(滚降斜率优于 150dB/nm ,带外抑制比高达 50dB ),整个器件可以直接与系统中光纤熔为一体,因此可以制作成信道间隔非常小的带通或带阻滤波器,目前在 DWDM 系统中得到了广泛的应用。然而这类光纤光栅滤波器的波长适用范围较窄,只适用于单个波长,带来的好处是可以随着使用的波长数而增减滤波器,应用比较灵活。

图3-16 光导纤维中布拉格光栅滤波器

3.3.3 介质薄膜型 DWDM 器件

介质薄膜滤波器型 DWDM 器件是由介质薄膜( DTF )构成的一类芯交互型 DWDM 器件。 DTF 干涉滤波器是由几十层不同材料、不同折射率和不同厚度的介质膜,按照设计要求组合起来,每层的厚度为 1/4 波长,一层为高折射率,一层为低折射率,交替叠合而成。当光入射到高折射层时,反射光没有相移;当光入射到低折射层时,反射光经历 1800 相移。由于层厚 1/4 波长( 900 ),因而经低折射率层反射的光经历 3600 相移后与经高折射率层的反射光同相叠加。这样在中心波长附近各层反射光叠加,在滤波器前端面形成很强的反射光。在这高反向射区之外,反射光突然降低,大部分光成为透射光。据此可以使薄膜干涉型滤波器对一定波长范围呈通带,而对另外波长范围呈阻带,形成所要求的滤波特性。薄膜干涉型滤波器的结构原理如图3-17所示。

介质薄膜滤波器 DWDM 器的主要特点是,设计上可以实现结构稳定的小型化器件,信号通带平坦且与极化无关,插入损耗低,通路间隔度好。缺点是通路数不会很多。具体特点还与结构有关,例如薄膜滤波器型 DWDM 器在采用软型材料的时候,由于滤波器容易吸潮,受环境的影响而改变波长;采用硬介质薄膜时材料的温度稳定性优于 0.0005nm/ ℃。另外,这种器件的设计和制造过程较长,产量较低,光路中使用环氧树脂时隔离度不易很高,带宽不易很窄。

在 DWDM 系统中,当只有 4 至 16 个波长 DWDM 时,使用该型 DWDM 器件,是比较理想的。

图3-17 薄膜干涉滤光器型分波器原理

3.3.4 熔锥型 DWDM

光纤耦合器有两类,应用较广泛的是熔拉双锥(熔锥)式光纤耦合器,即将多根光纤在热熔融条件下拉成锥形,并稍加扭曲,使其熔接在一起。由于不同的光纤的纤芯十分靠近,因而可以通过锥形区的消失波耦合来达到需要的耦合功率。第二种是采用研磨和抛光的方法去掉光纤的部分包层,只留下很薄的一层包层,再将两根经同样方法加工的光纤对接在一起,中间涂有一层折射率匹配液,于是两根光纤可以通过包层里的消失波发生耦合,得到所需要的耦合功率。熔锥式 DWDM 器件制造简单,应用广泛。

3.3.5 集成光波导型 DWDM

集成光波导型 DWDM 器是以光集成技术为基础的平面波导型器件,典型制造过程是在硅片上沉积一层薄薄的二氧化硅玻璃,并利用光刻技术形成所需要的图案并腐蚀成型。该器件可以集成生产,在今后的接入网中有很大的应用前景,而且,除了 DWDM 器之外,还可以作成矩阵结构,对光信道进行上 / 下分插( OADM ),是今后光传送网络中实现光交换的优选方案。

使用集成光波导 DWDM 器较有代表性的是日本 NTT 公司制作的阵列波导光栅( Arrayed Waveguide Grating )光合波分波器,它具有波长间隔小、信道数多、通带平坦等优点,非常适合于超高速、大容量 DWDM 系统使用。其结构示意图如图3-18所示。

图3-18AWG DWDM 器原理

3.3.6 DWDM 器件性能

各种 DWDM 器件性能的比较

器件类型

机理

批量生产

通道间隔( nm )

通道数

串音( dB )

插入损耗( dB )

主要缺点

衍射光栅型

角色散

一般

0.5~10

131

≤ -30

3~6

温度敏感

介质薄膜型

干涉 / 吸收

一般

1~100

2~32

≤ -25

2~6

通路数较少

熔锥型

波长依赖型

较容易

10~100

2~6

≤ - ( 10~45 )

0.2~1.5

通路数少

集成光波导型

平面波导

容易

1~5

4~32

≤ -25

6~11

插入损耗大



作者:ayp  来源:中国中铁电气化局集团第三工程有限公司第二工程段

上一篇:移动通信基本知识1

下一篇:暂无信息

通信分公司公众号