(4)DWDM技术0921

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2. 光纤光栅型
λ1—λ16 λ
布拉格光栅
λ1—λ15 λ
λ16
Λ

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λ1—λ15、λ16 λ 、
环形器
FBG λ16 λ1—λ15、λ16 λ 、
λ16
光纤光栅的应用
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三、阵列波导光栅型波分复用器(AWG) 阵列波导光栅型波分复用器(AWG)
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干涉膜滤光型
波分复用器
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物 理 光 学 单层膜的相关知识 单层膜的相关知识
在一片玻璃（薄膜光学中称为基片） 在一片玻璃（薄膜光学中称为基片）的光 基片 滑表面上涂镀一层折射率和厚度都很均匀 的透明介质薄膜。 的透明介质薄膜。 则当光束入射到薄膜上时， 则当光束入射到薄膜上时，将在薄膜 内产生多次反射， 内产生多次反射，并且从薄膜的两表面有 一系列互相平行的光束射出，并产生干涉。 一系列互相平行的光束射出，并产生干涉。
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内容回顾
2.粗波分复用：Coarse WDM 粗波分复用： 粗波分复用 根据各路波长之间的间隔， 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。 （ 以上的复用称为 。 用户接入系统常用之。 用户接入系统常用之。 3.密集波分复用： 密集波分复用： 密集波分复用 把波长间隔为200GHz（1.6nm）以下 把波长间隔为 （ ） 的称为DWDM。长途骨干网城域网常用之 的称为 。
(1)
其中m为整数 ， 其中 为整数， 当 a和 θi 一定时 ， 不同的 d 对 为整数 和 一定时， 不同的θ 应不同的波长λ。 应不同的波长 。 也就是说： 像面上的不同点对应不同的波长， 也就是说 ： 像面上的不同点对应不同的波长 ， 于是可用作WDM中的解复用器。 中的解复用器。 于是可用作 中的解复用器
密集波分复用器DWDM 密集波分复用器DWDM
一、干涉滤光膜型波分复用器
干涉滤光膜
输入光纤
λ0 (监管信道 监管信道)
λ1
λ2
λ3
λ4
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λ1—λ16 λ
λ16
λ1—λ15 λ λ15
λ1—λ14 λ
干涉滤光膜型DWDM的一种工艺方案 干涉滤光膜型DWDM的一种工艺方案 DWDM
DWDM 复用器
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内容回顾
全光网络的四大功能： 全光网络的四大功能： 能够超高速、 1.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级信息比特将成为发展光网络的起点。 级信息比特将成为发展光网络的起点。 级信息比特将成为发展光网络的起点 ——波分复用 解复用器 波分复用/解复用器 波分复用 2.光子网络能够提供用户信息上 下话路与灵 光子网络能够提供用户信息上/下话路与灵 光子网络能够提供用户信息上 活的插/分复用 分复用。 活的插 分复用。 ——OADM
光接收机
光发射机
n′
单纤双向DWDM传输 图2 单纤双向 传输
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单向与双向DWDM 单向与双向
作业
1.比较单向与双向DWDM的优缺点。 比较单向与双向 的优缺点。 比较单向与双向 的优缺点
DWDM的关键技术 的关键技术
2.试述 试述DWDM的关键技术 试述 的关键技术 要求：不能抄书，要搜集资料充实之。 要求：不能抄书，要搜集资料充实之。
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DWDM工作原理 工作原理
λ２ λ１
光发送
２
λ１，λ２……λΝ λ
O M U X
λ１
光接收 O D 光接收 M U λ Ν X 光接收
光发送
OA
λ
Ν
光发送
DWDM光纤传输系统 DWDM光纤传输系统
后置放 大
前置放 2004大2004-9-21
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DWDM工作原理 工作原理
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内容回顾
3.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。 能够提供信息的快速交换与共享 ——OXC 4.具有高效经济的路由选择。 具有高效经济的路由选择。 具有高效经济的路由选择 ——W-C
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内容回顾
几个概念： 几个概念： 1.波分复用：WDM 波分复用： 波分复用 Wavelength Division Multiplexing 按照一定的波长间隔， 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（ 过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。 用器）合并在一起，由一根光纤传输。
¼节距棒透镜 节距棒透镜——作为聚焦光束元件 节距棒透镜 作为聚焦光束元件
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P/4 自聚焦透镜 光纤
P/4 自聚焦透镜
光纤
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单模光纤准直器结构
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P/4 自聚焦透镜 光纤
P/4 自聚焦透镜 光纤
单模光纤准直器的应用
2004200 -1 0 1
2
3
4
-3
-2 -1
0
1
2
3
4
λ2
λ1λ 2
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
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二、光栅型波分复用器
1. 体光栅型
λ3 λ2 λ1
λ4
输入光
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随堂小测验
★自聚焦透镜的特性及其用途
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光栅型波分复用器
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物 理 光 学 光栅的相关知识 光栅的相关知识
直入射光栅方程：
dsinθ = mλ (k = 0,±1,±2...)
其中： 为光栅常数 为光栅常数； 其中：d为光栅常数； m为衍射级数 为衍射级数 对于给定间距d的光栅，当用多色光照明时， 对于给定间距 的光栅，当用多色光照明时， 的光栅 不同波长的同一级亮线（除零级外），均不重合。 ），均不重合 不同波长的同一级亮线（除零级外），均不重合。
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自聚焦透镜（Selfoc Lens） 自聚焦透镜（ Lens）
折 射 率 分 布
1个周期（节距） 个周期（节距） 个周期 （Pitch ）
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¼节距棒透镜 节距棒透镜——作为准直光束元件 节距棒透镜 作为准直光束元件
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简单描述： 简单描述： （1） 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； 送到各自的光调制器； （2）被调制后的光信号经波分复用器复用后送人 ） 单模光纤传输； 单模光纤传输； （3）传输一段距离（大约 ）传输一段距离（大约40km）后，由光放大器 ） 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OXC用以 和 用以 完成与其它中心局的信号交换。 完成与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 ） 送人相应的光接收机。 送人相应的光接收机。
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 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 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 衍射光栅型光波分复用器。 尤其是阵列波导光栅（ 尤其是阵列波导光栅（AWG）具有双 ） 向对称功能，复用通道不受限制。 向对称功能，复用通道不受限制。
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物 理 光 学 单层膜的相关知识 单层膜的相关知识
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物 理 光 学 半波长膜的相关知识 半波长膜的相关知识
R 0.40 0.30 0.20 0.10 0.5 0
nh
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多 层 介 质 膜
H L H L L H L H SiO2
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影像平面 光栅平面
λ2 θd1 θd2 λ1
影像平面 光栅平面
λ2 λ1 θd2 θ d1 θi
λ λ1＋ 2
θi
λ λ1＋ 2 (a)
(b)
(a) 透射光栅； 透射光栅；
(b) 反射光栅
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光栅方程为: 光栅方程为 a (sin θ i − sin θ d ) = mλ
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光波分复用器
λ1 λ2 λ1 λ2 λ3 λ4
DEM λ3
λ4
MUX
1′
n′
光接收机
λ1…λn
λn
光发射机
n′
双纤单向DWDM传输 图1 双纤单向 传输
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1
λ1
光发射机 … 光接收机 …
1
n
光发射机
λn
复用/解复用器
λ1…λn
光接收机 光纤 放大器 复用/解复用器
n
λn＋1
光发射机 … 1′
1′ 光接收机 …