第6章光纤通信新技术.ppt

7.3.1空分光交换 空分光交换的功能是使光信号的传输通路在空间上发生改变。空分光交换的核心器件是光开关。光开关有电光型、 声光型和磁光型等多种类型，其中电光型光开关具有开关速度快、串扰小和结构紧凑等优点，有很好的应用前景。 典型光开关是用钛扩散在铌酸锂(Ti: LiNbO3)晶片上形成两条相距很近的光波导构成的，并通过对电压的控制改变输出通路。图7.31(a)是由4个1×2光开关器件组成的2×2光交换模块。1×2 光开关器件就是Ti: LiNbO3定向耦合器型光开关， 只是少用了一个输入端而已。 1×2 光交换器件 这种2×2光交换模块是最基本的光交换单元，它有两个输入端和两个输出端，通过电压控制， 可以实现平行连接和交叉连接，如图7.31(b)所示。 图7.31(c)是由16个1×2光开关器件或4个2×2光交换单元组成的4×4光交换单元。 平行联接 交叉联接 定向 耦合器 光波导 光信号输出 光信号输入 (b) (c) WDM系统的基本构成主要有以下两种形式： (1) 双纤单向传输。单向WDM传输是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送。如图7.7所示，在发送端将载有各种信息的、具有不同波长的已调光信号λ1,λ2,…,λn通过光复用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输。 图7.7 双纤单向WDM传输 图7.8 单纤双向WDM传输 (2) 单纤双向传输。 双向WDM传输是指光通路在一根光纤上同时向两个不同的方向传输。如图7.8所示，所用波长相互分开， 以实现双向全双工的通信。 双向WDM系统在设计和应用时必须要考虑几个关键的系统因素，如为了抑制多通道干扰(MPI)，必须注意到光反射的影响、双向通路之间的隔离、串扰的类型和数值、两个方向传输的功率电平值和相互间的依赖性、光监控信道(OSC)传输和自动功率关断等问题，同时要使用双向光纤放大器。所以双向WDM系统的开发和应用相对说来要求较高，但与单向WDM系统相比，双向WDM系统可以减少使用光纤和线路放大器的数量。 另外，通过在中间设置光分插复用器(OADM)或光交叉连接器(OXC)，可使各波长光信号进行合流与分流，实现波长的上下路(Add/Drop)和路由分配，这样就可以根据光纤通信线路和光网的业务量分布情况，合理地安排插入或分出信号。 3. 光波分复用器的性能参数 对波分复用器的基本要求是：插入损耗小，隔离度大，带内平坦，带外插入损耗变化陡峭，温度稳定性好，复用通路数多，尺寸小等。 (1) 插入损耗。 插入损耗是指由于增加光波分复用器/解复用器而产生的附加损耗，定义为该无源器件的输入和输出端口之间的光功率之比，即 α=10 lg 其中P0为发送进输入端口的光功率；P0为从输出端口接收到的光功率。 (2) 串扰抑制度。串扰是指其他信道的信号耦合进某一信道，并使该信道传输质量下降的影响程度，有时也可用隔离度来表示这一程度。 对于解复用器 其中Pi是波长为λi的光信号的输入光功率，Pij是波长为λi的光信号串入到波长为λj信道的光功率。 (3) 回波损耗。 回波损耗是指从无源器件的输入端口返回的光功率与输入光功率的比，即  RL= -10  (7.3) 其中Pj为发送进输入端口的光功率，Pr为从同一个输入端口接收到的返回光功率。 (4) 反射系数。反射系数是指在WDM器件的给定端口的反射光功率Pr与入射光功率Pj之比，即  R=10 (7.4) (5) 工作波长范围。工作波长范围是指WDM器件能够按照规定的性能要求工作的波长范围(λmin到λmax)。 (6) 信道宽度。信道宽度是指各光源之间为避免串扰应具有的波长间隔。 (7) 偏振相关损耗。偏振相关损耗(PDL: Polarizationdependent Loss)是指由于偏振态的变化所造成的插入损耗的最大变化值。 7.2.2WDM系统的基本结构 实际的WDM系统主要由五部分组成：光发射机、光中继放大、光接收机、光监控信道和网络管理系统，如图7.9所示 图7.9 实际WDM系统的基本结构 系统工作过程： （1）在发送端首先将来自终端设备(如SDH端机)输出的光信号，利用光转发器(OTU)把符合ITUT G.957建议的非特定波长的光信号转换成符合ITUT G.692建议的具有稳定的特定波长的光信号。