光通信技术第六章课件.ppt

6.1 光 纤 放 大 器 6.2 光波分复用技术 6.3 光 交 换 技 术 6.4 光 孤 子 通 信 6.5 相干光通信技术 波分复用器 l 1 l 2 l 3 l 4 图6.10(b) 波分复用器中应用 l 1 , l 2 , l 3 , l 4 图6.10 (c)波长路由器中应用 波长路由器 l 1 , l 2 , l 3 , l 4 l 1 ,l 2 , l 3 , l 4 1 1 1 1 2 2 2 2 l 1 , l 2 , l 3 , l 4 2 1 1 2 l 1 , l 2 , l 3 , l 4 1 2 2 1 波长路由器是波长选路网络(Wavelength Routing Network)中的关键部件， 其功能可由图7.10(c)的例子说明 它有两个输入端口和两个输出端口，每路输入都载有一组λ1,λ2,λ3和λ4 WDM信号。 如果用 来标记第i输入链路上的波长λj, 则路由器的输入端口1上的波长记为 、 、 、 , 输入端口2上的波长记为 、 、 、 。 在输入端口1上的波长中，如果 和 由输出端口1输出，则 和 由输出端口2输出；在输入端口2上的波长中，如果 和 由输出端口2输出，则 和 由输出端口1输出，这样，我们就称路由器交换了波长λ1和λ4。 在本例中，波长路由器只有两个输入端口和两个输出端口， 每一路上只有4个波长，但是在一般情况下，输入和输出的端口数是N(≥2)，并且每一端口的波长数是W(≥2)(参看图7.33)。  如果一个波长路由器的路由方式不随时间变化，就称为静态路由器；路由方式随时间变化，则称之为动态路由器。 静态路由器可以用波分复用器来构成，如下图所示。 在WDM系统中，光纤布喇格光栅可用作滤波器、 光分插复用器和色散补偿器(Dispersion Compensator)。 图6.16(a)是一个简单的光分器，由一个三端口光环行器和一个光纤布喇格光栅构成，由光栅反射回来的波长λ2从环行器的端口3取出，余下的波长继续前行。 在上面简单的光分器的基础上加上一个耦合器， 就可以实现光的分插功能，如图6.16(b)所示。 图6.16 ( a)基于光纤光栅结构的光分插复用器简单分光； l 1 l 2 l 3 l 4 1 1 3 光纤布喇格光栅 l 1 l 3 l 4 l l l 4 (a) 2 l 2 3 l 2 图6.16 (b) 基于光纤光栅结构的光分插复用器光分插 l 2 3 l 1 l 2 l 3 l 4 1 (b) 光纤布喇格光栅 2 l 2 l 1 l 3 l 4 耦合器 l 2 目前的商用光纤通信系统，单信道传输速率已超过10 Gb/s， 实验WDM系统的传输速率已超过3.28 Tb/s。 但是，由于大量新业务的出现和国际互联网的发展，今后通信网络还可能变得拥挤。原因是在现有通信网络中，高速光纤通信系统仅仅充当点对点的传输手段，网络中重要的交换功能还是采用电子交换技术。 传统电子交换机的端口速率只有几Mb/s到几百Mb/s，不仅限制了光纤通信网络速率的提高，而且要求在众多的接口进行频繁的复用/解复用，光/电和电/光转换，因而增加了设备复杂性和成本，降低了系统的可靠性。 光交换主要有三种方式： ? 空分光交换 ? 时分光交换 ? 波分光交换 虽然采用异步转移模式(ATM)可提供155 Mb/s或更高的速率，能缓解这种矛盾，但电子线路的极限速率约为20 Gb/s。要彻底解决高速光纤通信网存在的矛盾，只有实现全光通信，而光交换是全光通信的关键技术。 6.3.1 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