全光网络的关键器件0914

密集波分复用光网络（DWDM）第三讲2004.9.14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：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•DWDMOpticalAdd-DropMultiplexing(-er)OpticalCrossConnection(Connector)WavelengthConversion(Converter)DenseWavelengthDivisionMultiplexing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,λ1Ch.1,λ1Ch.2,λ1Ch.2,λ1节点1节点2缓冲器偏转迂回Ch.1,λ1Ch.1,λ1Ch.2,λ1Ch.2,λ1节点1节点2节点3波长变换Ch.1,λ1Ch.1,λ1Ch.2,λ2Ch.2,λ1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(ATMSTMDWDM…)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，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AOXC节点A1UASPSTNADSL基于SDH的ATM交换机地区BOXC节点B1SwitchASLAN地区COXC节点C1SDH设备ERGERLAN…CSRPSTNATM设备ADMOADM节点A2OADM节点B3OADM节点B2OADM节点C2OADM节点C3OADM节点C4OADM节点A3CSRCSRATM设备ATM设备ATM设备ERGERSDH设备SDH设备ADMSwitchLANLAN•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WRXCWIXC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OMUXODMUXOA光发送光发送光发送λ１λ２λΝλ１，λ２……λΝ光接收光接收光接收λ１λ２λΝ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。•010109DWDM的关键技术•其关键技术。•010110DWDM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（SelfocLens）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80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4MUX1234