密集波分复用光网络的几个关键技术
刘 炜等
1?关键器件
以光网络构建高速、大容量的信息网络系统需要重点解决高速光传输、复用与解复用技术等问题。
(1)光纤传输?
通常单模光纤(SMF)色散很大,对抑制四波混频(FWM)引起的干扰有一定作用,但需要很多的色散来补偿光纤(DCF)。实践表明SMF(G.652)和DSF(G.653)用于DWDM系统时,其自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)的危害较小,没有想象的那么严重。过去DSF光纤的FWM干扰严重,不宜作WDM系统,然而采用拉曼放大后,其放大作用是沿光纤分布而不是集中的,因而发送的光功率可减小,FWM干扰可降低。色散补偿是长距离大容量WDM系统必然遇到的一个问题,如果想得到一个又宽又平的波段,那么对色散补偿器件的色散和色散斜率须有一定要求。
(2)DWDM光源
DWDM光网络对光源的要求是高速、低啁啾、工作波长稳定。从目前发展趋势上看集成光源是首选方案,激光器与调制器的集成具有激光器波长稳定、可调,以及调制器的高速、低啁啾等功能。目前,主要有两种集成光源:一是DFB半导体激光器与电吸收调制器的单片集成;二是DFB半导体激光器与M-Z型调制器的单片集成。
(3)DWDM探测器
波长可调谐的窄带光探测器是DWDM光网络中一种高效率、高信噪比的下载话路的光接收技术。每个探测器必须对应不同的信道,所以它必须是窄带的,而且响应的峰值波长必须对准信道的中心波长,响应带宽必须在一定范围内可调谐。此外要求探测器间的串扰要小。共振腔增强型(RCE)光探测器集窄带可调谐滤波器与探测器为一体,是首选。
(4)波长转换器
在接入端,全光波长转换模块是对从路由器或其他设备来的光信号进行转换,将非匹配波长上的光信号转换到符合ITU规定的标准波长上,然后插入到光耦合器中;当它用于波长交换节点时,它对光通路进行交换和执行波长重用功能,因此它在波长路由全光网中有着非常巨大的作用。宽带透明性和快速响应是波长转换器的基本要求。在全光波长转换的多种技术中,最有前途的全光转发器是在半导体光放大器(SOAs)中基于交叉相位调制原理集成进Mach-Zehnder干涉仪(MZI)或Michelson干涉仪(MI)而构成的带波长转换器,它被公认为高速、大容量光网络中波长转换的理想方案。在大规模使用WDM组网时,特别是进行通道调度时,可能需要把某一波长变换为另一波长,或者整个波段需要变换。
(5)光放大器
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刘 炜等
1?关键器件
以光网络构建高速、大容量的信息网络系统需要重点解决高速光传输、复用与解复用技术等问题。
(1)光纤传输?
通常单模光纤(SMF)色散很大,对抑制四波混频(FWM)引起的干扰有一定作用,但需要很多的色散来补偿光纤(DCF)。实践表明SMF(G.652)和DSF(G.653)用于DWDM系统时,其自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)的危害较小,没有想象的那么严重。过去DSF光纤的FWM干扰严重,不宜作WDM系统,然而采用拉曼放大后,其放大作用是沿光纤分布而不是集中的,因而发送的光功率可减小,FWM干扰可降低。色散补偿是长距离大容量WDM系统必然遇到的一个问题,如果想得到一个又宽又平的波段,那么对色散补偿器件的色散和色散斜率须有一定要求。
(2)DWDM光源
DWDM光网络对光源的要求是高速、低啁啾、工作波长稳定。从目前发展趋势上看集成光源是首选方案,激光器与调制器的集成具有激光器波长稳定、可调,以及调制器的高速、低啁啾等功能。目前,主要有两种集成光源:一是DFB半导体激光器与电吸收调制器的单片集成;二是DFB半导体激光器与M-Z型调制器的单片集成。
(3)DWDM探测器
波长可调谐的窄带光探测器是DWDM光网络中一种高效率、高信噪比的下载话路的光接收技术。每个探测器必须对应不同的信道,所以它必须是窄带的,而且响应的峰值波长必须对准信道的中心波长,响应带宽必须在一定范围内可调谐。此外要求探测器间的串扰要小。共振腔增强型(RCE)光探测器集窄带可调谐滤波器与探测器为一体,是首选。
(4)波长转换器
在接入端,全光波长转换模块是对从路由器或其他设备来的光信号进行转换,将非匹配波长上的光信号转换到符合ITU规定的标准波长上,然后插入到光耦合器中;当它用于波长交换节点时,它对光通路进行交换和执行波长重用功能,因此它在波长路由全光网中有着非常巨大的作用。宽带透明性和快速响应是波长转换器的基本要求。在全光波长转换的多种技术中,最有前途的全光转发器是在半导体光放大器(SOAs)中基于交叉相位调制原理集成进Mach-Zehnder干涉仪(MZI)或Michelson干涉仪(MI)而构成的带波长转换器,它被公认为高速、大容量光网络中波长转换的理想方案。在大规模使用WDM组网时,特别是进行通道调度时,可能需要把某一波长变换为另一波长,或者整个波段需要变换。
(5)光放大器
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