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常用的波分復用器/解復用器

2012-12-28　閱讀(4546)

北京錦坤科技有限公司 www.jonkon.com.cn
 
1、引言DWDM技術在90年代初出現，但在95年以前沒有很快發展，其中的一個原因是波分復用受到器件發展水平的制約，關鍵器件技術還沒有*成熟，如波分復用器（ 解復用器和光放大器在90年代初才開始商用，而基于摻餌光纖放大器）DFA的（1550nm 窗口）DWDM 系統，在90年代中期才開始進入的發展的快車道。本文介紹波分復用系統的核心部件波分復用器/解復用器的特點。

2、 光波分復用器和解復用器類型及參數要求
光波分復用器采用無源光器件，將nxλ路的光信號以模擬的方式匯集到一根光纖里，各信號在功率上是相互疊加，在頻譜上是分開的。其特性好壞在很大程度上決定了整個系統的性能。光波分解復用技術主要包括：陣列波導技術、衍射光柵技術、干涉薄膜技術和光纖光柵技術等/ 光波分復用技術還包括耦合器技術，常用的光波分解復用技術如圖1所示。


光波分復用器/解復用器主要技術參數要求如下：
（1）插入損耗低；
（2）通道帶寬寬；
（3）各信道間的串擾小，即隔離度高；
（4）偏振相關性?。?/span>
（5）波長的溫度穩定性好。

3、各種類型光波分復用器的原理及特點

3.1、光柵型復用器/ 解復用器
zui流行的光柵是在玻璃襯底上沉積環氧樹脂，然后再在環氧樹脂上制造光柵線，構成所謂的反射型閃爍光柵。
（1）原理
光柵型復用器（解復用器屬于角色散型器件，入射光照射到光柵上后，由于光柵的角色散作用，不同波長的光信號以不同的角度反射，然后經透鏡會聚到不同的輸出光纖，從而完成波長選擇功能，來實現不同波長的分離；反過程也同樣可行，實現波長的合并，原理如圖2 所示。


（2）優點
1）波長選擇特性優良，可以使波長間隔小到0.5nm 左右，可以將絕大部分的能量集中反射到所需要的波長，使光強大大增加；
2）并聯工作，插入損耗不會隨復用信道的數目增加而增加；
3）缺點體積較大；

3.2、介質薄膜濾波器型
1）原理
介質薄膜濾波器型復用器- 解復用器利用光濾波技術，由介質薄膜DTF構成。DTF干涉濾波器是由幾十層不同材料不同折射率和不同厚度的介質膜按照設計要求組合起來，每層的厚度為1/4波長，一層為高折射率3一層為低折射率3交替迭合而成。當光入射到高折射率層時，反射光沒有相移；當入射到低折射率層時，反射光經歷180度相移。由于層厚1/4波長，因而經低折射率層反射的光經歷360 度相移后與經高折射率層的反射光同相疊加，這樣在中心波長附近，各層反射擊光疊加，在濾波器前端形成很強的反射光。在這高反射區之外，反射光突然降低，大部分光成了投射光。據此可以使之對一定波長范圍呈通帶，而對另外波長范圍呈阻帶，形成具有特定波長選擇特性的干涉濾波器，就可以實現將不同的波長分離或合并。介質薄膜分波器功能框圖如圖3所示。



2）優點
（1）與光纖參數無關，可以實現結構穩定的小型化器件；
（2）信號通帶比較平坦；
（3）插入損耗較低；

（4）溫度特性很好。
（3）缺點
1）加工復雜。但目前的工藝已經比較成熟；
2）適用于,5 波以下。

3.3、耦合器型復用器
1）原理
耦合器型復用器通過將多根光纖熔融在一起，使多個輸入波長可以耦合在一起，達到波長合并的目的，但不能用來將不同波長進行分離。16 波耦合型合波器功能框圖如圖4 所示。



（2）優點
1）溫度特性很好
2）光通道帶寬較好
3）制造簡單，易于批量生產
（3）缺點
插入損耗很高

3.4、陣列光波導型復用器/ 解復用器
（1）原理
陣列光波導型復用器/ 解復用器是以光集成技術為基礎的平面波導型器件，典型制造過程是在硅晶片上沉積一層薄薄的二氧化硅玻璃，并利用光刻技術形成所需的圖案，腐蝕成形。
（2）優點
1）并聯工作，可以復用的通道數多，多用于,5 波以上系統；
2）尺寸??；
3）易于批量生產。
（3）缺點
1）需要溫度補償，使用起來比較麻煩；
2）通帶內的頻率響應不夠平坦；


4、結束語
作者已將該RADIUS服務器應用到某市寬帶城域網的核心層、匯聚層、次匯聚層設備的管理中，該軟件運行穩定、可靠。通過這種方式，實現了設備管理的維護用戶集中管理。值得注意的是，RADIUS服務器的安全防護將是一個需要重點考慮的問題，已經超出本文范圍，不做討論。

除了上述傳統光波分復用器/解復用器外，近來利用布拉格光纖光柵做濾波器的工作有了重大進展，其制造成方法是利用高功率紫外光波束干涉在光纖芯區中形成周期性的折射率變化，即布拉格光柵，精細度可達每厘米10000線，布拉格光纖光柵的設計和制造比較快捷方便，成本較低插入損耗很小，溫度特性穩定，其濾波特性帶內十分平坦，而帶外又十分陡峭，整個器件可以直接與光纖熔接成一體。然而這類光纖光柵濾波器的適用波長范圍較窄，只適用于單個波長，帶來的好處是可以隨著所用波長數的增減而增減濾波器，應用比較靈活。這種采用多個光纖光柵濾波器來代替一WDM器件的方法，代表了一種新的DWDM設計思路和方向。

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