清华大学：《数据通信原理》课程教学资源（学习讲义）密集波分复用光网络的几个关键技术

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(G652)和DSF(G653)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 (2DWDM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千涉仪(MZ)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 关闭窗口

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