WDM中的濾波技術(shù)及器件

WDM中的濾波技術(shù)及器件第1頁/共128頁波分復用頻帶1）CWDM，DWDM2）DWDM的復用頻帶(1530-1560)nmregioncalledC-band,(1570-1610)nmregioncalledL-band,(1480-1520)nmregioncalledS-band第2頁/共128頁DWDM系統(tǒng)中，信道間距小，各個光通道的波長穩(wěn)定性極為重要。ITU-TG.692規(guī)定了DWDM系統(tǒng)中每通道允許的波長最大偏移量小于1/5通道間隔。DWDM系統(tǒng)中使用的主要為DFB激光器，激光器管芯的溫度變化會引起材料折射率及腔長的變化，引起激光器的波長變化；激光器的老化同樣會引起激光器的波長漂移，有必要采用外部波長基準鎖定激光器的波長。激光器波長的穩(wěn)定技術(shù)就分基于溫度反饋的波長控制技術(shù)和基于波長反饋的波長控制技術(shù)。第3頁/共128頁CWDM與DWDM的區(qū)別：CWDM載波通道間距較寬，因此一根光纖上只能復用2到16個左右波長的光信號。CWDM調(diào)制激光采用非冷卻激光，而DWDM采用的是冷卻激光，它需要冷卻技術(shù)來穩(wěn)定波長，實現(xiàn)起來難度很大，成本也很高。CWDM避開了這一難點，CWDM系統(tǒng)采用的DFB激光器不需要冷卻，因而大幅降低了成本，整個CWDM系統(tǒng)成本只有DWDM的30%。稀疏波分復用系統(tǒng)一般工作在從1260nm到1620nm波段，間隔為20nm，可復用16個信道。1280nm—1600nmCWDM目前主要存在以下不足：（1）CWDM在單根光纖上支持的復用波長個數(shù)較少，導致日后擴容成本較高；（2）復用器、復用調(diào)制器等設(shè)備的成本還應進一步降低，這些設(shè)備不能只是DWDM相應設(shè)備的簡單改型。CWDM（CoarseWavelengthDivisionMultiplex）稀疏(粗）波分復用第4頁/共128頁CWDM的波長間距一般為20nm采用DFB激光器不需要制冷在0-70°c的溫度變化時激光器波長有大約6nm的變化考慮生產(chǎn)過程造成的離散性有±3nm波長變化共有大約9nm的波長變化不能采用EDFA作為光放大器傳輸距離受限可以配置OADM，但同時會使傳輸距離縮短。DWDM與CWDM技術(shù)特點的比較DWDM的波長間距一般為200GHz（1.6nm），100GHz（0.8nm），50GHz（0.4nm）DFB激光器溫度漂移系數(shù)0.08nm/°c需要制冷器制冷穩(wěn)定波長可以應用EDFA作為光放大器可以長距離傳輸可以配置OADM第5頁/共128頁DWDMCWDM光器件致冷激光器、精密復用解復用器、光放大器、色散補償器無致冷激光器、粗復用解復用器系統(tǒng)設(shè)計光信噪比、色散補償、功率均衡、非線性抑制，不必考慮光信噪比、色散補償、功率均衡、非線性抑制，系統(tǒng)大為簡化容量大，160波小、8波，16/18波結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復雜，體積大，恒溫、無塵環(huán)境機房體積小，重量輕，安裝靈活方便功耗大功耗小接口2.5G以上速率100M—10G速率（目前主要以2.5G為主)應用長途傳輸，或特大容量的城域核心節(jié)點城域網(wǎng)骨干層、城域網(wǎng)匯聚層、城域網(wǎng)接入層帶寬C+L波段O、E、S+C+L波段、光纖G655、G652G655、G653、G652第6頁/共128頁密集波分復用（DWDM）:國際電信聯(lián)盟ITU-T建議WDM的信道在氪燈譜線[波長為1552.52nm]附近處頻率間隔為0.1nm、0.2nm和0.4nm,0.8nm,1.6nm,2.4nm,3.2nm，每個光載波又各自載荷不同的信息業(yè)務，而每一信道可以以不同的形式調(diào)制的通信方式.粗波分復用（CWDM）:O-Band：1275.7,1300.2,1324.7,1349.2E-Band：1380,1400,1420,1440S+C+L-Band:1470,1490,1510,1530,1550,1570,1590,1610第7頁/共128頁頻率(THz)波長(nm)頻率(THz)波長(nm)頻率(THz)波長(nm)196.1001528.77194.8001538.98193.5001549.32196.0001529.55194.7001539.77193.4001550.12195.9001530.33194.6001540.56193.3001550.92195.8001531.12194.5001541.35193.2001551.72195.7001531.90194.4001542.14193.1001552.52195.6001532.68194.3001542.94193.0001553.33195.5001533.47194.2001543.73192.9001554.13195.4001534.25194.1001544.53192.8001554.94195.3001535.04194.0001545.32192.7001555.75195.2001535.82193.9001546.12192.6001556.55195.1001536.61193.8001546.92192.5001557.36195.0001537.40193.7001547.72192.4001558.17194.9001538.19193.6001548.51192.3001558.98頻率間隔=100GHz波長間隔約0.8nm192.2001559.79192.1001560.61第8頁/共128頁波分復用器件在WDM終端的應用解復用器反之工作波分復用器l1l2l3l4l1,l2,l3,l4第9頁/共128頁

波長路由器是波長選路網(wǎng)絡(luò)(WavelengthRoutingNetwork)中的關(guān)鍵部件，其功能可由下圖說明l1,l2,l3,l4l1,l2,l3,l411112222l1,l2,l3,l42112l1,l2,l3,l41221波長路由器波分復用器件在波長路由器中應用第10頁/共128頁如果一個波長路由器的路由方式不隨時間變化，就稱為靜態(tài)路由器；路由方式隨時間變化，則稱之為動態(tài)路由器。靜態(tài)路由器可以用波分復用器來構(gòu)成，如下圖所示。第11頁/共128頁

波長分插復用器可以看成是波長路由器的簡化形式，它只有一個輸入端口和一個輸出端口，再加上一個用于分插波長的本地端口。

OADMl1,l2,l3,l4l1,l2,l3,l42第12頁/共128頁關(guān)鍵性能指標：中心波長及工作范圍插入損耗波長隔離度、串擾第13頁/共128頁WDMl1P1(l1)N2(l1)WDMl1P1(l1)N2(l1)遠端串擾系數(shù)近端串擾系數(shù)第14頁/共128頁WDM：色散型熔錐耦合型FFT光纖Bragg光柵AWGInterleaver：MZI雙折射MGTIFP取樣光柵OADM：分波器＋空間交換單元＋合波器；耦合單元＋濾波單元＋合波器；基于聲光可調(diào)諧濾波器（AOTF）；基于波長光柵路由器（WGR）；可調(diào)諧濾波器FPRingAOTF其他第15頁/共128頁棱鏡色散WDM第16頁/共128頁a)用傳統(tǒng)的透鏡耦合b)用自聚焦透鏡耦合衍射光柵型第17頁/共128頁體光柵型解復用器第18頁/共128頁角色散本領(lǐng):角色散本領(lǐng)是相距為單位波長的光波散開角度，其表達式為色分辨本領(lǐng):色分辨本領(lǐng)反映器件分辨波長很接近的譜線的能力。光學元件的色分辨本領(lǐng)定義為

式中，δλmin是瑞利判據(jù)所規(guī)定的角色散元件能夠分辨的兩譜線的最小波長差。半角寬度△θ=δθ第19頁/共128頁d為光柵常數(shù),k是光柵的衍射級數(shù),N是光柵的槽數(shù)。可見,要得到性能好的光柵，總槽數(shù)N應盡量多，光柵常數(shù)d應盡量小，并盡量選用高的衍射級數(shù)。特點:并行器件，它可以同時分開多路不同波長的信號，使各路的插損都差不多。角色散本領(lǐng)色分辨本領(lǐng)第20頁/共128頁1，221直通臂耦合臂12P0

P1P2熔錐光纖型波分復用器結(jié)構(gòu)和特性1

21212121

21

21

21

2公共臂第21頁/共128頁介質(zhì)薄膜濾波器(TFF)基于薄膜濾光片的器件可廣泛用于多信道復用與解復用器以及光分插復用器(OADM)，同時還被廣泛應用于光纖放大器的增益平坦、頻帶分割、C通道和L通道的分離、泵浦光的合波、波長監(jiān)控和鎖定等等。在新近出現(xiàn)的CWDM和BWDM網(wǎng)絡(luò)中，薄膜濾光片技術(shù)是迄今為止唯一有實用價值的選擇。信道間隔每壓窄一半，就要多鍍上百層薄膜，容易造成局部薄膜厚度與密度波動產(chǎn)生的缺陷增加，成品率下降，價格上升，所以做到100GHz以下很困難。采用了微等離子體鍍膜技術(shù)，介質(zhì)膜窄帶濾光片的光學性能有了很大改善，工藝也較為成熟。透過率高，帶寬窄，中心波長溫度系數(shù)可小于3pm/°C。第22頁/共128頁第23頁/共128頁

由反射介質(zhì)薄膜隔開的兩個或多個腔構(gòu)成。第24頁/共128頁圖7.21單腔、雙腔、三腔介質(zhì)薄膜濾波器的傳輸譜

改成多腔后與單腔相比，通帶頂部更加平坦，邊緣更為尖銳，如圖所示。第25頁/共128頁優(yōu)點：信道數(shù)靈活，且波長的間隔可以不規(guī)則；可以加進多路復用、解復用單元，使系統(tǒng)升級插入損耗低；低的偏振相關(guān)損耗；相鄰波長之間的隔離度高完全無源無須溫度控制等缺點：裝配時間較長，且整個器件的損耗和成本與復用信道數(shù)成正比，即復用信道數(shù)越多，器件損耗和成本都越高。第26頁/共128頁第27頁/共128頁雙光纖準直器尾纖排列方式子午面雙光纖準直器的交叉角度和交叉長度第28頁/共128頁軸線透鏡端面子午面雙光纖準直器輸出光束方向雙光纖準直器輸出光偏角由水平偏角θ//和豎直偏角θ⊥兩個分量組成，其中θ//因光纖位置離軸產(chǎn)生，θ⊥由端面斜角引起。Grin-Lens：C-Lens：第29頁/共128頁第30頁/共128頁第31頁/共128頁第32頁/共128頁第33頁/共128頁光纖布拉格光柵＋環(huán)形器第34頁/共128頁第35頁/共128頁輸入星形耦合器羅蘭圓第36頁/共128頁輸出星形耦合器第37頁/共128頁第38頁/共128頁AWG具有雙向操作能力，可以實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的諸多功能，如復用/解復用器、光波長路由器、多波長光源、光開關(guān)、色散補償?shù)?。相對于其它類型的解復用器，AWG有如下優(yōu)點：插入損耗小，串音低，可靠性高，加工要求較低，器件尺寸小。此外，AWG還比較容易與光放大器、半導體激光器等有源器件以及PLC型奇偶交錯濾波器等無源器件結(jié)合，實現(xiàn)單片集成。AWG在密集波分復用系統(tǒng)尤其在40波長以上的系統(tǒng)中占據(jù)了絕對優(yōu)勢。發(fā)展趨勢：增加信道數(shù)；平頂頻譜響應；消除偏振相關(guān)性；有機聚合物AWG第39頁/共128頁由于因波導和襯底的熱膨脹系數(shù)差而造成陣列波導的雙折射導致TE和TM模波長差異，從而使AWG存在著不希望的偏振依賴性。為消除這種偏振依賴性先后采用各種方法，例如：1，在陣列波導中間插入一個1/2波片的偏振旋轉(zhuǎn)器以改變TETM或TMTE的偏振方向?qū)崿F(xiàn)TE和TM入射的相等中心波長這種方法的優(yōu)點是簡便無須降低波導的雙折射便可消除偏振依賴性，這種方法可使中心波長的偏振相關(guān)性小于0.02nm；2，在陣列波導上淀積非晶硅a-Si來消除偏振依賴性,這種方法較之第一種辦法的優(yōu)點是不會增加光學損耗；3，是通過非雙折射波導特別適宜于InP基AWG,因為通過使用低帶隙InGaAsP材料可以組成非雙折射波導;4，是使AWG的自由光譜范圍FSR等于TE-TM漂移，這種方法對復用器的信道有嚴格限制即復用器的所有信道必須符合在一個等于TE-TM漂移的范圍內(nèi)從而限制了信道數(shù)和/或信道間隔。第40頁/共128頁中心波長補償技術(shù)

陣列波導的光程對中心波長影響很大。由于在制作期間所引起的折射率、波導尺寸及波導長度的變化，可產(chǎn)生較大中心波長漂移。為克服陣列波導光程對中心波長的影響，提出了一種基于新型光路和溫度調(diào)節(jié)技術(shù)的新補償方法：通過將附加的輸入和輸出端口適當?shù)亟Y(jié)合，在陣列波導中重新獲得所希望的波前。即將輸入端口之間的角度設(shè)計為輸出端口角度的十分之九，可補償工藝誤碼差所產(chǎn)生的較大中心波長漂移。采用PLC研制的這種新型AWG復用／解復用器，可控制中心波長和實現(xiàn)平坦通帶光譜響應，并具低偏振相關(guān)性、低的溫度相關(guān)性、高可靠性和小型化，3dB通帶寬度為一般AWG的1.4倍，這種AWG復用／解復用器非常適用于DWDM系統(tǒng)。第41頁/共128頁一般的AWG復用／解復用器為拋物線形，光譜響應較窄。為了實現(xiàn)寬通帶光譜響應，在每個輸入波導和輸出平板波導之間引入了Y形分路。通過輸出平板波導傳輸?shù)木劢构鈭鼍墼谳敵銎桨宀▽У娜肟冢斴斎胄盘柌ㄩL不同時，在與陣列波導產(chǎn)生的波前傾斜相應的另一個輸出波導上產(chǎn)生焦點漂移。其光譜響應取決于輸出波導的焦場和局部模場間的疊積。在該結(jié)構(gòu)中，該模場是個雙峰值，即使波長變化導致焦點稍有漂移，這個疊積值也幾乎相同，因而實現(xiàn)了平坦的寬通帶響應。所獲得的1X8AWG光譜響應，3dB帶寬為1.1nm是一般AWG帶寬(0.78nm)的1.4倍。第42頁/共128頁無熱AWG控制技術(shù)

由于AWG復用器／解復用器以約1nm的信道間隔密集封裝光信號，所以中心波長的精確控制很重要。普通AWG中心波長約以0.1nm／℃的值向長波長方向漂移，這是由于SiO2基波導的折射率變化與溫度相關(guān)，要穩(wěn)定中心波長就必須用加熱器或peltier器件控制AWG的溫度。為擴展應用領(lǐng)域和減少成本，開發(fā)了一種無熱AWG控制技術(shù)，通過采用硅膠填充三角形溝槽的方法來補償與溫度有關(guān)的SiO2基波導的光程差，這種硅膠具有負的熱系數(shù)。由于硅膠中負光路變化比SiO，基波導大幾千倍，所以硅膠中的負光路變化可補償SiO2中的正光路變化，從而獲得溫度不敏感工作，并將相關(guān)溫度抑制為傳統(tǒng)AWG復用／解復用器的1／20。在0-85℃溫度范圍的波長漂移，普通AWG為0.95nm，而無熱AWG僅為0.05nih。并波長變化僅為0.02nm，足以實際應用。第43頁/共128頁低串擾技術(shù)

在AWG復用／解復用器中，信道間的串擾是衡量器件性能的一個重要指標，10GHz間隔的窄信道AWG是超密集復用／解復用器的重要器件。由于窄信道AWG的串擾比一般100GHz間隔的AWG的串擾高得多，對所有陣列波導的相位誤差進行外補償?shù)姆椒纱蟠鬁p少信道串擾，但由于要在每個陣列波導上聚焦激光束，補償系統(tǒng)較為復雜，并且補償大數(shù)量波導的相位誤差頗為困難。

減少AWG信道串擾的新技術(shù)是利用陣列波導的光敏性，將一個有窗口的金屬掩模放在陣列波導上，然后用193nm波長的ArF激光照射無掩模的波導，從而改變其折射率，直到串擾減少到所希望的值。該新技術(shù)優(yōu)點是：可同時補償所有波導，補償時間不受波導數(shù)量影響；無需對各波導的聚焦激光束進行精密調(diào)節(jié)，使該系統(tǒng)更為簡單。采用該技術(shù)，在陣列波導數(shù)為81，輸入／輸出波導為32時，獲得了10GHz間隔、串擾為-17~30dB(TE模)和16--27dB(TE模)的32信道AWG復用器／解復用器。第44頁/共128頁基于AWG的靜態(tài)波長路由器WGR第45頁/共128頁第46頁/共128頁第47頁/共128頁Coupler1Coupler2k1K2L1L2M-Z干涉儀的結(jié)構(gòu)原理圖1234第48頁/共128頁第49頁/共128頁第50頁/共128頁NewFocus,Inc.,2630WalshAve.,SantaClara,CA95051-0905.Tel:408-980-8088;Fax:408-980-8883.第51頁/共128頁ITFOpticalTechnologies,45MontpellierBLDV,VilleSt-Laurent,Quebec,PQ,Canada,H4N2G3.Tel:514-744-1044;Fax:514-744-4044.第52頁/共128頁第53頁/共128頁第54頁/共128頁Channelspacing=50GHz,passband>30GHz,crosstalk<-25dB第55頁/共128頁第56頁/共128頁k<0.28,C2>C3k>0.28,C2<C3k=0.5k=0.15時出現(xiàn)平頂頻率響應；k=0.5時信道間隔減半；數(shù)值模擬第57頁/共128頁(c)(d)ck1=0.15,k2=0.15△λ=0.85nm,Iso=14.5dBdk1=0.20,k2=0.20△λ=0.85nm,Iso=13.6dB實驗結(jié)果第58頁/共128頁…c0c1c2c3cN-2cN-1△L△L△L△LInputOutputZTransformFIRdigitalfilterFourierTransform第59頁/共128頁In1Out1Out2k1k2k3L11L12L21L22Ein1Eout1Eout2第60頁/共128頁通帶頻響阻帶頻響第61頁/共128頁Δ=2π/λ(ne-no)d

利用偏振光干涉及晶體雙折射如圖所示，波片A與波片B的光軸方向成夾角θ。一束平面偏振光振幅為A1，振動方向與波片B的光軸方向一致，入射到波片A，在波片A內(nèi)分為O光和E光，從波片A射出后O光和E光的振幅分別為，

Ao=A1sinθAe=A1cosθ它們的位相差為//方向即B晶片的光軸方向Y

A晶片的光軸方向

方向X入射光

A1AoAeAo//Ae//AoAeθO其中d為波片A的厚度。第62頁/共128頁

進入波片B后，按與光軸垂直及平行在B中Ao分解為Ao及Ao//，Ae分解為Ae和Ae//，這樣，Ao與Ae將發(fā)生干涉，由于兩束光Ao和Ae在軸上的投影的方向相反，表示晶片B對兩束光引入了位相差π，兩束光總的相位差為Δ=Δ+π=2π/λ(ne-no)d+πY

A晶片的光軸方向

方向X入射光

A1AoAeAo//Ae//AoAeθO//方向即B晶片的光軸方向第63頁/共128頁它們的振幅分別為：

Ao=Aocosθ=A1sinθcosθ

Ae=Aesinθ=A1sinθcosθ根據(jù)雙光束干涉的強度公式I=I1+I2+2cosδ

I1I2I=Ao+Ae+2Aocos(2π/λ(ne-no)d+π)=A1sin2θsin/2Ae22222同樣，Ao//與Ae//將發(fā)生干涉，由于兩束光Ao和Ae在//軸上的投影的方向相同，表示晶片B對兩束光未引入了位相差，兩束光總的相位差為第64頁/共128頁Δ=2π/λ(ne-no)d它們的振幅分別為：

Ao//=Aosinθ=A1sinθ

Ae//=Aecosθ=A1cosθ22根據(jù)雙光束干涉的強度公式可得：I//=Ao//+Ae//+2Ao//Ae//cos(2π/λ(ne-no)d)=A1（1-sin2θsin/2）22222I=A1sin2θsin/2222I//=A1（1-sin2θsin/2）222Δ=2π/λ(ne-no)dY

A晶片的光軸方向

方向X入射光

A1AoAeAo//Ae//AoAeθO//方向即B晶片的光軸方向第65頁/共128頁令θ=45度I=A1sin/2I//=A1（1-sin/2）2222Δ=2π/λ(ne-no)dB討論當Δ=(2m+1)π時，即λ=2(no-ne)d/(2m+1)（m=0,±1,±2

即υ=(2m+1)c/[2(no-ne)d]（m=0,±1,±2,…）,I=A1I//=0當Δ=2mπ時，即λ=(no-ne)d/m（m=0,±1,±2,…）即υ=2mc/[2(no-ne)d]（m=0,±1,±2,…）,I//=A1I

=022第66頁/共128頁這樣，入射光經(jīng)過波片A，在B中即根據(jù)頻率的不同：υ=(2m+1)c/[2(no-ne)d]的及其附近光以O(shè)光在B中傳播υ=2mc/[2(no-ne)d]的及其附近光光波以E光在B中傳播即ODDCHANEL以O(shè)光在B中傳播兩相鄰ODDCHANEL的中心波長之間的頻率間隔為：

dυ=2c/[2(no-ne)d]

若dυ=200GHz，則

d=2c/[2(no-ne)dV]=c/[(no-ne)dV]=3/0.2039/2.0x10-3m=7.36x10-3m=7.36mm

若dυ=100GHz，則d=14.76mm第67頁/共128頁顯然，d=7.36mm時，入射的υ1,υ2,υ3,υ4,υ5,υ6……頻率間隔為100GHz，經(jīng)過該裝置后，分為頻率間隔為200GHZ（FSR）的ODDCHANELυ1υ3υ5…...和頻率間隔為200GHZ（FSR）的EVENCHANELυ2υ4υ6。d=14.76mm時，入射的υ1,υ2,υ3,υ4,υ5,υ6……頻率間隔為50GHz，經(jīng)過該裝置后，分為頻率間隔為100GHZ（FSR）的ODDCHANEL和頻率間隔為100GHZ（FSR）的EVENCHANEL。

第68頁/共128頁dAeθAoA1AB第69頁/共128頁POLARIZATIONBEAMSPLITTERBEAMDISPLACERYVO4/TiO2ROTATOR雙折射晶片λ1λ2λ3λ4λ2λ4λ1λ3C實現(xiàn)方法1AB第70頁/共128頁BEAMDISPLACERYVO4/TiO2ROTATOR雙折射晶片λ1λ2λ3λ4λ2λ4λ1λ3實現(xiàn)方法2AB第71頁/共128頁ODDEVENλ2m+1λ2m+3λ2m+2λ2m+4λ2m第72頁/共128頁MichelsonGires-TournoisResonatorInterleaverGTMirrorL2EinEtransEstopBS(50:50)L1GTresonatordMGTI的原理及特征第73頁/共128頁公式：I=Itrans/Iinc=Sin2[Ω-tan-1(tan(2Ω))]其中Ω=Πd/λ1-R1+RI=Itrans/Iinc=Sin2[Πd/λ

-tan-1(tan(2Πd/λ))]1-R1+R其中，R為GTmirror前鏡的光強反射率兩束光的位相差來自部分貢獻：

2（L1-L2）*2Π/λGTmirror引起的相移：-2tan-1(tan(2Πd/λ))]1-R1+R當（L1-L2）/d=0.5時，相干疊加后的光強為：第74頁/共128頁Ω0=PΩ1=P+ΩminΩ2=P+Ωα

Ω5=Ω0-1/2Ωα=1/2*SIN-1[（-----------）1/2]Ωmin=1/2*TAN-1[（-------）1/2]3ρ2+ρ-14ρ3ρ-11+ρΩ0Ω1Ω2Ω8Ωm+1ΩmΩ3Ω4Ω5Ω6Ω7Ω9Ω10pPP-1/2P+1/2第75頁/共128頁特征參量：BANDWIDTH：

Δυ=c/(2d)（半高寬）FreeSpectralRange：FSR=c/dFINESSE：F=1/2RIPPLE:εpd=sin2{-Ωα-tan-1[----tan(-2Ωα)]}STEEPNESSFACTOR:βν=(---)----CONTRAST:(Imax-Imin)/(Imax+Imin)=1PHASERESPOND:K(L1+L2)+tan-1(tan(2Ω))1-ρ1+ρdπc1+ρ1-ρ1-R1+R第76頁/共128頁Centerwavelengthtunablityυ=(p-1/2)*c/d0υ=(p-1/2)*c/(d0+δd)VariableFSRFSR=c/d

例如：FSR200GHz,d=1.5mmFSR100GHz,d=3.0mm例如：D0=1.5mmP=986,υ=197100GHzδd=0.001499mm,υ=197200GHz可變的FSR和可調(diào)的中心波長第77頁/共128頁ρ對RIPPLE和STEEPNESSR的影響ρ=0.1ρ=0.34ρ=0.91第78頁/共128頁ρ=0.1ρ=0.34ρ=0.91第79頁/共128頁P+1/2PP-1/2P+1ρ=0.1ρ=0.34ρ=0.91第80頁/共128頁ρ=0.1ρ=0.34ρ=0.91第81頁/共128頁第82頁/共128頁JDSUniphaseCorporation,570WestHuntClubRoad,Nepean,Ontario,CanadaK2G5W8.Tel:613-727-1303;Fax:613-727-8284.第83頁/共128頁TheJDSUniphaseopticalfrequencyinterleaver(OFI)offersawidebandwidthandflattopresponse,makingthisOFInotonlyusefulforwidepassbandMUX/DEMUXapplications,butalsoincascadedfilterarchitectures,wherebandwidthnarrowingisaconcern.TheinterleaverisanenablingcomponentinJDSUniphase'snextgenerationofintegratedmoduleproducts,whichinclude80channeldemultiplexersandfiber-grating-basedtunableadd/dropmodules.Flattopresponse

50GHz/100GHzinputchannelspacings

Technologyplatformscalableto25GHz第84頁/共128頁第85頁/共128頁FSR=l2/(2nD);l=(2nD)/mFinesse=FSR/FWHM第86頁/共128頁FP型第87頁/共128頁第88頁/共128頁第89頁/共128頁第90頁/共128頁取樣光纖光柵型奇偶交錯濾波器光纖布拉格光柵(FBG)屬于窄帶濾波器，其帶寬可以做到50GHz，甚至更小。如果對常規(guī)的FBG進行空間取樣制備成取樣光柵，則可以實現(xiàn)梳狀濾波功能[12]，取樣光柵Interleaver的工作原理如圖4所示。一根幾厘米的取樣光纖光柵就能實現(xiàn)多個信道的交叉復用，與光環(huán)行器配合使用，可構(gòu)建大規(guī)模的Interleaver器件。SampledFBGλ2,4,6...12,14,16CirculatorCirculatorSampledFBGλ1,5,9,13SampledFBGλ4,8,12,16λ1,2,3...14,15,16l2,6,10,14l4,8,12,16l3,7,11,15l1,5,9,15第91頁/共128頁第92頁/共128頁OADM－－OpticalAdd/DropMultiplexer光分插復用（OADM）可看作是OXC的功能簡化。（1）從傳輸設(shè)備中有選擇地下路（Drop）通往本地的光信號；（2）上路（Add）本地用戶發(fā)往另一節(jié)點用戶的光信號；在光域?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)SDH設(shè)備中的電分插復用器在時域的功能，相對更具有透明性，可以處理任何格式和速率的信號。第93頁/共128頁一般，OADM包括解復用、分插控制濾波單元、復用單元三部分。基本形式：（1）分波器＋空間交換單元＋合波器；（2）耦合單元＋濾波單元＋合波器；（3）基于聲光可調(diào)諧濾波器（AOTF）；（4）基于波長光柵路由器（WGR）；第94頁/共128頁解復用器復用器上路信號下路信號輸入信號輸出信號光開關(guān)特點：結(jié)構(gòu)簡單，對上下路的控制比較方便。1.分波器＋空間交換單元＋合波器第95頁/共128頁1*NDEMUXN*1MUX第96頁/共128頁第97頁/共128頁第98頁/共128頁解復用器復用器上路信號下路信號輸入信號輸出信號光轉(zhuǎn)發(fā)器特點：結(jié)構(gòu)簡單，對上下路的控制比較方便。采用了光轉(zhuǎn)發(fā)器，任意波長光信號均可插入。光交叉陣列第99頁/共128頁ISO耦合單元＋濾波單元＋合波器第100頁/共128頁特點：對單個固定波長的上下路具有較好性能，幾乎沒有延時。缺點是沒有調(diào)諧能力。上路信號下路信號輸入信號輸出信號光纖光柵第101頁/共128頁第102頁/共128頁第103頁/共128頁特點：采用了F-P腔濾波器的連續(xù)可調(diào)性，可以根據(jù)需要上下路任意的波長。但對溫度不穩(wěn)定。上路信號下路信號輸入信號輸出信號耦合器F-P腔第104頁/共128頁特點：調(diào)諧范圍寬、調(diào)諧速度快、隔離度高，但對偏振敏感。偏振分束器PBS選頻f，將需下路波長的TE、TM模式發(fā)生變換TE－TM模式轉(zhuǎn)換上路波長下路波長輸入WDM信號輸出WDM信號基于聲光可調(diào)諧濾波器（AOTF）第105頁/共128頁特點：具有雙向性，即一個方向輸入為解復用方式，則另一個方向輸入為復用方式。1×N光開關(guān)N×NWGRN×NWGR1×N光開關(guān)上路波長下路波長基于波長光柵路由器（WGR）第106頁/共128頁F－P腔型濾波器基本原理相位條件波長可調(diào)諧濾波器技術(shù)第107頁/共128頁Physicallymovethemirrorssuchthatthesizeofthegapchanges,b