全光网络关键器件

1、全光网络关键器件内容提要 全光网络的关键器件简介全光网络的关键器件简介 三种典型的全光网络之三种典型的全光网络之 密集波分复用（密集波分复用（DWDM）光网络）光网络 全光网络的关键技术：全光网络的关键技术： A.光多址技术；光多址技术； B.全光交换技术；全光交换技术； C.光插光插/分复用技术（分复用技术（OADM）；）； D.光交叉连接技术（光交叉连接技术（OXC）；）； E.波长变换技术（波长变换技术（W-C）；）；内容回顾内容回顾内容回顾内容回顾 全光网络的关键技术：全光网络的关键技术： F.信道争夺解决技术：信道争夺解决技术： G.进入数据信号的同步技术；进入数据信号的同步技术；

2、H.前端识别技术；前端识别技术； I.全光信息再生技术；全光信息再生技术； J.网络的管理与控制技术。网络的管理与控制技术。内容回顾内容回顾 全光交换有哪几种交换方式？全光交换有哪几种交换方式？ 全光交换的全光交换的5种方式：种方式： 空分（空分（SD）光交换；）光交换； 时分（时分（TD）光交换；）光交换； 波分（波分（WD）光交换；）光交换； 复用型光交换；复用型光交换； 自由空间光交换。自由空间光交换。内容回顾内容回顾 名词解释：名词解释： OADM OXC W-C DWDMOptical Add-Drop Multiplexing (-er)Optical Cross Connecti

3、on (Connector) Wavelength Conversion (Converter)Dense Wavelength Division Multiplexing内容回顾内容回顾 如何解决信道争夺技术（有哪几种方法）如何解决信道争夺技术（有哪几种方法） ？三种解决方案：三种解决方案： 本地缓冲、偏转迂回、波长变换本地缓冲、偏转迂回、波长变换本地缓冲本地缓冲Ch.1,1Ch.1,1Ch.2,1Ch.2,1节点节点1节点节点2缓冲器缓冲器偏转迂回偏转迂回Ch.1,1Ch.1,1Ch.2,1Ch.2,1节点节点1节点节点2 节点节点3波长变换波长变换Ch.1,1Ch.1,1Ch.2,2Ch

4、.2,1节点节点1节点节点2全光网络的关键器件全光网络的关键器件传统光器件的分类传统光器件的分类光有源器件光有源器件光源光源光放大器光放大器光检测器光检测器光无源器件光无源器件光耦合器光耦合器光开关光开关光隔离器光隔离器光衰减器光衰减器光调制器光调制器光连接器光连接器全光网络的关键器件全光网络的关键器件 基于基于DWDM的全光网络的关键器件，除了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光源、光放大器和光探测器外还包括以下新型光无源器件：新型光无源器件：1.波分复用波分复用/解复用器解复用器 2.光插光插/分复用器分复用器 3.光交叉连接器光交叉连接器4.波长变换器波长变换

5、器5.滤波器滤波器引言：引言：全光网络的四大功能全光网络的四大功能全光网络的四大功能全光网络的四大功能 INTERNET使得使得“距离距离”的观念在时间的的观念在时间的尺度上迅速缩短；尺度上迅速缩短； 各种通信协议各种通信协议(ATM STM DWDM)使网络使网络服务范围扩大；服务范围扩大； 宽带综合业务数字网宽带综合业务数字网(B-ISDN)将成为实现将成为实现信息化社会的基础；信息化社会的基础； 要实现这些都要靠光网络要实现这些都要靠光网络全光网络的四大功能之一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。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

6、发展光网络的起点级信息比特将成为发展光网络的起点 现有光子元器件如：现有光子元器件如：InGaAsP直接调制带宽直接调制带宽受到迟豫振荡的限制，只能达到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采用集成化的光子源理论上为100Gbit/s，经济的方案为经济的方案为10-40Gbit/s的单信道传输容的单信道传输容量。量。必须采用复用技术才能达到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！是实现宽带通信网最经济的途径！ 关键器件：关键器件： 1.高速响应的单频光源和波长可调谐光源高速响应的单

7、频光源和波长可调谐光源 2.波分复用波分复用/解复用器。解复用器。全光网络的四大功能之二全光网络的四大功能之二 光子网络能够提供用户信息上光子网络能够提供用户信息上/下话路与灵下话路与灵活的插活的插/分复用。分复用。 目前的点对点光通信中，信息的上目前的点对点光通信中，信息的上/下载路下载路是通过光电转换后，再通过电子的上下路是通过光电转换后，再通过电子的上下路插插/分复用器（分复用器（ADM）完成的。）完成的。 光电光的转换过程受限于光探测器的响应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度和电子回路的RC延迟，满足不了超高速、延迟，满足不了超高速、超大容量光子网络的传输要求。超大容

8、量光子网络的传输要求。全光网络的四大功能之二全光网络的四大功能之二 采用光纤光栅和采用光纤光栅和AGW复用复用/解复用器与波导解复用器与波导开关阵列组成的全光上开关阵列组成的全光上/下话路插下话路插/分复用器分复用器将成为光子网络体系的又一核心硬件。将成为光子网络体系的又一核心硬件。 此外，在此外，在DWDM中，还可以利用波长作为中，还可以利用波长作为信道（或用户）标识，利用（信道（或用户）标识，利用（OADM）进）进行信息的灵活行信息的灵活ADD 、 DROP。全光网络的四大功能之三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。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

9、为环形链状结最简单的光网络骨干传输层为环形链状结构。构。基于基于SDH的的ATM交换机交换机中国高速信息示范网中国高速信息示范网IP/SDH/DWDM地区地区AOXC节点A1UASPSTNADSL基于基于SDH的的ATM交换机交换机地区地区BOXC节点B1SwitchASLAN地区地区COXC节点C1SDH设备设备ERGERLANCSRPSTNATM设备设备ADMOADM节点A2OADM节点B3OADM节点B2OADM节点C2OADM节点C3OADM节点C4OADM节点A3CSRCSRATM设备设备ATM设备设备ATM设备设备ERGERSDH设备设备SDH设备设备ADMSwitchLANLAN

10、 实现实现OXC节点功能硬件结构有多种方案：节点功能硬件结构有多种方案：1.基于自由空间光交换的基于自由空间光交换的OXC；2.基于光固态器件的基于光固态器件的OXC； 3.基于集成化的微光机电系统（基于集成化的微光机电系统（MEOMS）的）的OXC。注意：注意：现有的现有的OXC节点功能还仅限于波长路由交叉节点功能还仅限于波长路由交叉连接（连接（WRXC），但是），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三全光网络的四大功能之四全光网络的四大功能之四 具有高效经济的路由选择。具有高效经济的路由选择。 波长变换器（波长变换器（W-C）成为重要的器件。）成为重要的器件。四

11、大功能综述四大功能综述 我们将详细介绍满足以上四个基本功能所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：需的关键器件，他们是： 波分复用波分复用/解复用器；解复用器； 光插光插/分复用器；分复用器； 光交叉连接器；光交叉连接器； 全光波长转换器。全光波长转换器。第三章第三章DWDM光网络光网络&关键器件关键器件几个概念几个概念1.波分复用（波分复用（WDM）：）： 按照一定的波长间隔，把若干路经过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）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。合并在一起，由一根光纤传输。2.粗波分复用

12、（粗波分复用（CWDM）：）： 根据各路波长之间的间隔，把间隔为根据各路波长之间的间隔，把间隔为200GHz（1.6nm)以上的复用称为以上的复用称为CWDM。几个概念几个概念3.密集波分复用（密集波分复用（DWDM）：）： 把波长间隔为把波长间隔为200GHz（1.6nm）以下）以下的称为的称为DWDM。几个概念几个概念DWDM工作原理工作原理DWDMDWDM光纤传输系统光纤传输系统O OM MU UX XO OD DM MU UX XOAOA光发送光发送光发送光发送光发送光发送，光接收光接收光接收光接收光接收光接收后置放大后置放大前置放大前置放大DWDM工作原理工作原理 简单描述：简单描述

13、： （1） 几个不同波长的光发射机发出的光信号分别送到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；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）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；模光纤传输； （3）传输一段距离（大约）传输一段距离（大约40km）后，由光放大器）后，由光放大器对信号放大、重新整形等处理后继续传输。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）长途干线沿途各节点设有OADM和和OXC用以完成与用以完成与其它中心局的信号交换。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）信号传到

14、终端后通过解复用器将信号分开并送人相应的光接收机。相应的光接收机。单向与双向单向与双向DWDM 比较两者的优缺点。比较两者的优缺点。 010109DWDM的关键技术的关键技术 其关键技术。其关键技术。 010110DWDM工作原理工作原理 DWDM工作原理的简单描述。工作原理的简单描述。 010111DWDM复用器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，波分复用器件可以有很多种方法来制造，常用的是：常用的是： 1.干涉膜滤光型光波分复用器；干涉膜滤光型光波分复用器； 2.衍射光栅型光波分复用器。衍射光栅型光波分复用器。 尤其是阵列波长光栅（尤其是