全光网络的关键器件

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,密集波分复用光网络（DWDM）,第三讲,内容提要,全光网络的关键器件简介,三种典型的全光网络之,密集波分复用（DWDM）光网络,全光网络的关键技术：,A.光多址技术；,B.全光交换技术；,C.光插/分复用技术（OADM）；,D.光交叉连接技术（OXC）；,E.波长变换技术（W-C）；,内容回顾,内容回顾,全光网络的关键技术：,F.信道争夺解决技术：,G.进入数据信号的同步技术；,H.前端识别技术；,I.全光信息再生技术；,J.网络的管理与控制技术。,内容回顾,全光交换有哪几种交换方式？,全光交换的5种方式：

2、,空分（SD）光交换；,时分（TD）光交换；,波分（WD）光交换；,复用型光交换；,自由空间光交换。,内容回顾,名词解释：,OADM,OXC,W-C,DWDM,Optical Add-Drop Multiplexing(-er),Optical Cross Connection(Connector),Wavelength Conversion(Converter),Dense Wavelength Division,Multiplexing,内容回顾,如何解决信道争夺技术（有哪几种方法）？,三种解决方案：,本地缓冲、偏转迂回、波长变换,本地缓冲,Ch.1,1,Ch.1,1,Ch.2,1,Ch.

3、2,1,节点1,节点2,缓冲器,偏转迂回,Ch.1,1,Ch.1,1,Ch.2,1,Ch.2,1,节点1,节点2,节点3,波长变换,Ch.1,1,Ch.1,1,Ch.2,2,Ch.2,1,节点1,节点2,全光网络的关键器件,传统光器件的分类,光有源器件,光源,光放大器,光检测器,光无源器件,光耦合器,光开关,光隔离器,光衰减器,光调制器,光连接器,全光网络的关键器件,基于DWDM的全光网络的关键器件，除了,光源、光放大器和光探测器,外还包括以下,新型光无源器件：,1.波分复用/解复用器,2.光插/分复用器,3.光交叉连接器,4.波长变换器,5.滤波器,引言：,全光网络的四大功能,全光网络的四大

4、功能,INTERNET使得“距离”的观念在时间的尺度上迅速缩短；,各种通信协议(ATM STM DWDM)使网络服务范围扩大；,宽带综合业务数字网(B-ISDN)将成为实现信息化社会的基础；,要实现这些都要靠光网络,全光网络的四大功能之一,能够超高速、大容量载入和传递信息比特。,Tbit/s级信息比特,将成为发展光网络的起点,现有光子元器件如：InGaAsP直接调制带宽受到迟豫振荡的限制，只能达到5Gbit/s。,采用集成化的光子源理论上为100Gbit/s，经济的方案为10-40Gbit/s的单信道传输容量。,必须采用复用技术才能达到Tbit/s,全光网络的四大功能之一,DWDM是实现宽带通

5、信网最经济的途径！,关键器件：,1.高速响应的,单频光源,和,波长可调谐光源,2.,波分复用/解复用器,。,全光网络的四大功能之二,光子网络能够提供用户信息上/下话路与灵活的插/分复用。,目前的点对点光通信中，信息的上/下载路是通过光电转换后，再通过电子的上下路插/分复用器（ADM）完成的。,光电光的转换过程受限于光探测器的响应度和电子回路的RC延迟，满足不了超高速、超大容量光子网络的传输要求。,全光网络的四大功能之二,采用,光纤光栅和AGW复用/解复用器与波导开关阵列,组成的全光上/下话路插/分复用器将成为光子网络体系的又一核心硬件。,此外，在DWDM中，还可以利用波长作为信道（或用户）标识

6、，利用（,OADM,）进行信息的灵活ADD、DROP。,全光网络的四大功能之三,能够提供信息的快速交换与共享。,最简单的光网络骨干传输层为环形链状结构。,CAINONET结构,基于SDH的,ATM交换机,中国高速信息示范网,IP/SDH/DWDM,地区A,OXC,节点A1,UAS,PSTN,ADSL,基于SDH的,ATM交换机,地区B,OXC,节点B1,Switch,AS,LAN,地区C,OXC,节点C1,SDH,设备,ER,GER,LAN,CSR,PSTN,ATM,设备,ADM,OADM,节点A2,OADM,节点B3,OADM,节点B2,OADM,节点C2,OADM,节点C3,OADM,节点

7、C4,OADM,节点A3,CSR,CSR,ATM,设备,ATM,设备,ATM,设备,ER,GER,SDH,设备,SDH,设备,ADM,Switch,LAN,LAN,实现OXC节点功能硬件结构有多种方案：,1.基于,自由空间光交换,的OXC；,2.基于,光固态器件,的OXC；,3.基于,集成化的微光机电系统,（MEOMS）的OXC。,注意：,现有的OXC节点功能还仅限于,波长路由,交叉连接（WRXC），但是WRXC WIXC,全光网络的四大功能之三,全光网络的四大功能之四,具有高效经济的路由选择。,波长变换器（W-C）,成为重要的器件。,四大功能综述,我们将,详细,介绍满足以上四个基本功能所需的

8、关键器件，他们是：,波分复用/解复用器；,光插/分复用器；,光交叉连接器；,全光波长转换器。,第三章,DWDM光网络&关键器件,几个概念,1.,波分复用（WDM）：,按照一定的波长间隔，把若干路经过调制的光信号通过合波器（或波分复用器）合并在一起，由一根光纤传输。,2.,粗波分复用（CWDM）：,根据各路波长之间的间隔，把间隔为200GHz（1.6nm)以上的复用称为CWDM。,几个概念,3.密集波分复用（DWDM）：,把波长间隔为200GHz（1.6nm）以下的称为DWDM。,几个概念,DWDM工作原理,DWDM光纤传输系统,O,M,U,X,O,D,M,U,X,OA,光发送,光发送,光发送,

9、，,光接收,光接收,光接收,后置放大,前置放大,DWDM工作原理,简单描述：,（1）几个不同波长的光发射机发出的光信号分别送到各自的光调制器；,（2）被调制后的光信号经波分复用器复用后送人单模光纤传输；,（3）传输一段距离（大约40km）后，由光放大器对信号放大、重新整形,等,处理后继续传输。,（4）长途干线沿途各节点设有OADM和OXC用以完成与其它中心局的信号交换。,（5）信号传到终端后通过解复用器将信号分开并送人相应的光接收机。,单向与双向DWDM,比较两者的优缺点。,010109,DWDM的关键技术,其关键技术。,010110,DWDM工作原理,DWDM工作原理的简单描述。,010111,支撑DWDM的器件与子系统,DWDM复用器,波分复用系统的核心部件是,波分复用器件,。,波分复用器件可以有很多种方法来制造，常用的是：,1.干涉膜滤光型光波分复用器；,2.衍射光栅型光波分复用器。,尤其是,阵列波长光栅（AWG）,具有双向对称功能，复用通道不受限制。,自聚焦透镜（Selfoc Lens）,1个周期（Pitch）,折,射,率,分,布,光纤,P/4 自聚焦透镜,P/4 自聚焦透镜,光纤,单模光纤准直器结构,8,0,光纤,P/4 自聚焦透镜,P/4 自聚焦透镜,光纤,单模光纤准直器的应用,光波分复用器,DEM,1,2,3,4,MUX,1,2,3,4,