全光波长转换器的设计
光开关
光传感系统:空分复用的光纤传感系统,节约解调系统,降 低成本。
作为开关的主要技术参数：
插入损耗：输入和输出端口间光功率的减少； 回波损耗：从输入端返回的光功率与输入光功率的比值
隔离度：两个相隔离输出端口光功率的比值
消光比：端口处于导通和非导通状态的插入损耗之差。 开关时间：指开关端口从某一初始转为通或断所需的时 间从在开关上施加或撤去转换能量的时刻起测量。
定义：一种具有一个或多个可选择的传输端口，可对 光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻 辑操作的器件。 主要功能：目前主要是光交换系统和主备倒换，即利 用光开关技术实现全光层的路由选择、波长选择、光 交叉连接以及自愈保护等功能。1，将某一光纤通道的 光信号切断或开通；2，将某波长光信号由一光纤通道 转换到另一光纤通道去；3，在同一光纤通道中将一种 波长的光信号转换为另一波长的光信号（波长转换器） 多信道光通信系统还需要光插／分复用技术和快速的 网间信息交换技术以及光的交叉连接（ＯＸＣ）技术 都需要超高速大规律集成的光开关矩阵。
光开关的应用范围
光纤测试中的光源控制：１ＸN光开关在光纤测 试技术中主要应用于控制光源的接通和切断。 光网络的自动保护倒换 光网络监控 光纤通信器件测试光交叉连接 光插分复用器 光传感系统 光学测试
保护倒换功能：光 开关通常用于网络 的故障恢复。当光 纤断裂或其他传输 故障发生时，利用 光开关实现信号迂 回路由，从主路由 切换到备用路由上。 这种保护通常只需 要最简单的1×2光 开关。 SNCP: 子网连接保护
( 1 ) 2 1 n 1 ( 2 ) 2 11 n ( 1 ) 21 n 2 3 31 1 ) 41 ( 2 4 n 51 ( 1 ) n 2 5 61 1) ( 2 6 n
全光模数转换的原理及进展_韩顺利
全光模数转换的原理及进展韩顺利 胡为良 张 鹏（中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术重点实验室，山东青岛２６６５５５）摘要 由于电路时钟抖动和比较器弛豫等内禀属性的影响，传统的电子模数转换器已经不能满足高带宽数字信号处理的发展。
模数转换主要包括采样、量化和编码。
全光模数转换引入光子技术来对模拟电信号采样和量化，可以提高数字信号处理系统的性能，满足高速和高分辨率的需求，从而解决电子模数转换器的技术瓶颈问题。
针对目前主要研究的全光模数方案，如泰勒方案、空间光干涉和偏振干涉的移相光量化方案、孤子自频移的方案、对称双波导长周期波导光栅和波导阵列光栅的方案等，介绍了其基本原理及实验方案，并对各种方案的特点进行了分析。
关键词 信号处理；全光模数转换；光采样；光量化；电光调制器中图分类号 ＴＮ９１１ 文献标识码 Ａ ｄｏｉ：１０．３７８８／ＬＯＰ５０．０８００２５Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ａｌｌ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＨａｎ Ｓｈｕｎｌｉ Ｈｕ Ｗｅｉｌｉａｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｐｅｎｇ（Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｓｔ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｔｈｅ ４１ｓｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＣｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６６５５５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｈｅｒｅｎｔ ｔｉｍｉｎｇ ｊｉｔｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｌｏｃｋｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ ａｍｂｉｇｕｉｔｙ，ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ（ＡＤＣ）ｃａｎｎｏｔ ｆｕｌｆｉｌｌ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｓａｍｐｌｉｎｇ，ｑｕａｎｔｉｚｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｐｈｏｔｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｓａｍｐｌｉｎｇ ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎａｌｏｇ ｓｉｇｎａｌ，ａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌ ＡＤＣ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｈｉｇｈ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｒａｔｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｈｅｎｃｅ，ｉｔｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＡＤＣ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅｃｅｎｔｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌ ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｏｓｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｔａｙｌｏｒ ｓｃｈｅｍｅ，ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ａｎｄ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ｐｈａｓｅ－ｓｈｉｆｔｅｄｏｐｔｉｃａｌ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ（ＰＳＯＱ），ｓｏｌｉｔｏｎ ｓｅｌｆ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ，ｌｏｎｇ－ｐｅｒｉｏｄ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｇｒａｔｉｎｇ（ＬＰＷＧ）ａｎｄ ａｒｒａｙｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｇｒａｔｉｎｇ（ＡＷＧ），ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌ ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｏｐｔｉｃａｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ；ｏｐｔｉｃａｌ ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｕｌａｔｏｒＯＣＩＳ ｃｏｄｅｓ ０７０．４５６０；０６０．４５１０；０７０．１１７０ 收稿日期：２０１３－０３－０８；收到修改稿日期：２０１３－０４－２８；网络出版日期：２０１３－０７－１１作者简介：韩顺利（１９８２—），男，博士，工程师，主要从事光电测量仪器及红外技术等方面的研究。
8-18GHz同轴-波导转换器的分析与设计
第24卷增刊微波学报V ol.24Supplement 2008年10月JOURNAL OF MICROWA VES Oct.2008 8-18GHz同轴-波导转换器的分析与设计魏振华田立松冯旭东尹家贤胡粲彬（国防科学技术大学电子科学与工程学院一系，长沙410073）摘要：同轴—波导转换器是微波系统中非常重要的元器件。
基于脊波导和波导阶梯对导播系统中电磁波传播性能的影响，本文探讨了这两种结构应用在8-18GHz的宽带同轴—波导转换器设计中的情况。
通过同轴—脊波导—矩形波导转换，并在脊波导上加载阶梯，很好地改善了阻抗匹配效果，提高了同轴—波导转换器的传输性能。
仿真结果证明脊波导和波导阶梯在设计同轴—波导转换器中的有效性，在8-18GHz的倍频程带宽内驻波小于1.22，产生的高次模非常小。
关键词：同轴—波导转换，脊波导，波导阶梯阻抗变换Analysis and Design on8-18GHz Coaxial-Waveguide TransitionWEI Zhen-hua,TIAN Li-song,FENG Xu-dong,YIN Jia-xian,HU Can-bin(College of Electronic Science and Engineering,NUDT,Changsha410073,China)Abstract：Coaxial-waveguide transition plays an important role in microwave system.Based on the influence of ridge waveguide and waveguide ladder exerted on transmission performance of electromagnetic wave in guided wave system,this paper discussed the situations of these two structures applied in the8-18GHz broadband coaxial-waveguide converter designation.Through the conversion of coaxial-ridge waveguide-rectangular waveguide,and ladder loading of ridge waveguide,the effectiveness of impedance matching is well-improved,and the transmission performance of coaxial-waveguide converter is highly-advanced.Simulation results proved the effectiveness of ridge waveguide and waveguide ladder in designing coaxial-waveguide converters.The VSWR of coaxial-waveguide transition designed in this paper is less than1.22in the8-18GHz octave bandwidth,and the high modulus produced is very small.Key words：Coaxial-waveguide transition,Ridge waveguide,Waveguide ladder impedance transformation引言同轴波导转换器在微波系统中应用非常广泛，是雷达设备、精确制导和微波测试电路中的重要无源连接器件。
基于QD-SOA级联XGM与XPM波长转换Q因子特性
基于QD-SOA级联XGM与XPM波长转换Q因子特性密术超;王海龙;张书玉;胡永倩;龚谦【摘要】为了改善量子点半导体光放大器(QD-SOA)全光波长转换器的转换性能,提高输出信号的质量并降低转换出错率,对级联XGM与XPM波长转换器的Q因子和误码率进行了研究.通过研究XGM和XPM,在求解载流子跃迁速率方程和光场传输方程时使用牛顿迭代法和四阶龙格-库塔法,分析了损耗系数、最大模式增益、注入电流、有源区长度、探测光功率、信号光功率、电子从激发态ES到基态GS 的跃迁时间对全光波长转换器Q因子和误码率的影响并与XPM波长转换对比.结果显示,增大注入电流、有源区长度和探测光功率,减小损耗系数、最大模式增益、信号光功率、电子从激发态ES到基态GS的跃迁时间能够提高波长转换器的Q因子,降低误码率.通过优化各项参数能提高输出信号的质量,降低误码率,且Q因子大于XPM波长转换,性能更优越.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)008【总页数】8页(P1757-1764)【关键词】量子点半导体光放大器;全光波长转换;Q因子;误码率【作者】密术超;王海龙;张书玉;胡永倩;龚谦【作者单位】山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜师范大学物理系,山东曲阜 273165;山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜师范大学物理系,山东曲阜 273165;山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜师范大学物理系,山东曲阜 273165;山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜师范大学物理系,山东曲阜 273165;中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室,上海 200050【正文语种】中文【中图分类】TN929.110 引言全光波长转换器作为一种光学器件，因其可以在全光通信网和密集波分复（DWDM）技术中具有不可替代的作用，始终是国内外广泛关注的焦点。
波长转换器能够在两个不同波长上将信息自由转换，并且能够在DWDM技术中实现光波长的转换，实现波长重复利用，提高了波长利用率，同时降低波分复用系统的阻塞率，提高波分复用系统的灵活性和可靠性[1-2]。
OEO光中继传输产品及应用案例上海乐通方案
业务接入类型 STM-1/4/16/64、
100M/1000M/10G Ethernet
所支持的网络拓扑 点对点，点到多点，
链 型 ADD/DROP
产品参数
系统参数
技术指标
使用光纤数量 单纤、双纤
传输光纤类型 G.652,G.655
机械参数外观尺寸 483mmX282.6mmX88.5mm （长 X 宽 X 高）标准19英寸2U
应用范围
满足城域光网或光接入网中需要高速互连、透明传输的需 求；
1310nm向1550nm波长转换，以能够进行EDFA光放大， 延长传输距离；
适用于SAN, LAN, MAN中点到点之间的透明传输、光纤 资源匮乏的应用；
适用于电信运营商、企业、院校、社区的宽带网络建设， 特别适合租用光纤光缆的场合；
10G -26dBm(APD接收器)-19dBm(PIN接 收器)
发射光功率 （多模）-8dBm ～-3dBm
接收灵敏度 （多模）小于-18dBm（常规）， 小于-24 dBm（增强型）
光接口参数
属性
描述
发射光功率 （单模）-6dBm ～ ＋2dBm
接收灵敏度 （单模）1.25G -31dBm(APD
接收器)
-22dBm(PIN接收器)
2.5G -28dBm(APD接收器) -20dBm(PIN 接收器)
相对湿度 5%到85%，无凝结
电源要求 AC 220V，50Hz 或 –48V DC
EO-1000设备的应用方案1
EO-1000设备的应用方案2
EO-1000设备的应用方案3
订货信息
订货信息补充
注：EO-1000 机架固定为冗余双电源型号为： EO-1000-D（直流双电源）或EO-1000-A（交流 双电源）对10G定单向转换设备，除非特别要求， 定货型号上应无右侧数据。
WDM网络中波长转换的理论研究
在全光网络中出现了不少值得研究的算法问题。
５ １ 。波 要１ ２ １ 。自 ２ ０ 世纪９ ０ 年代以来数据业务（ 电子信函、 会议 其 中波长转换 问题越来 越受 到研 究 人员 的关 注［ 给定一组从源点到 目的结点的路径 ， 电视 、 点播 电视 、 传真等１ 爆 炸式地增长 ， 计算机互联 长转换 问题指 ， 网（ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ） 的流量 迅 猛增 长 ， 人 们对 网络带 宽 和容 量 如何 分配 最小 数 目的 波长 给这 组 路径 并 且不 产 生波
平 滑升 级扩容 等优 点 ， 因此被 认 为是 未来骨干 网的发展 方向。 波长资 源是 影响ＷＤＭ Ｎ络 性 能的主要 因素 ， 而 波 长转换算 法是 解 决网络资 源合理 配置和提 高网络 运行 效率的重要 途径 ， 所 以研 究波 长转换 问题 具有 十分 重 要 的意义 。 本文 首先 简要介 绍 了Ｗ ＤＭ Ｎ络的发展 情 况和研 究波 长转 换算 法的重要 意 义 ， 接 着 总结前人 在波 长 转换 算法上 的研 究成 果 ， 然后 结合前人 理论 成果 ， 提 出关于波 长转换 问题 的 两条 定理 并给 出详 细证 明 ， 最后 对
＿ 阻 塑
ＷＤ Ｍ 网络中波长转换的理论研究
数据 通 信
２ ０ １ ３． ３
一
一
—
—
一
张宏滨 （ 中山大学信息科学与技学 院 广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
摘
要 ：波分 复 Ｗ ＤＭ（ Ｗａ ｖ ｅ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈＤ ｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎＭｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｎ ｇ ） 网络 由于具有超 大容量传 输 、 节省光 纤资源 、
任何光 放大技术和以阵列波导： ｝ ￣ Ｊ ０ ｌ ｝ Ｊ Ａ ＷＧ （ Ａ ｒ ｒ ａ ｙ Ｗａ ｖ ｅ ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ Ｇ ｒ ａ ｔ — 减少光 路 由 中所 需波 长 的数 量 。理想 状况 下 ， 且使用Ｌ 条波 长 ｉ ｎ 曲 为代表 的复 用与 解 复用器 件 的实 用化 促使 波分 复 网 络 中每个 结点 都部 署波 长转 换器 ，
光谱编码模数转换器——分析与设计
ｂｔｒｓ ｌｔ ｎ ｉ ｅｏｕ ｉ ．Ａｓａ ｘ ｍｐｅ ｔ ｅａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｄ ｓ ｎｏ 一 ｉ ｍｕｔ ＧＳ ｓＯＳ ＡＤ ｏ — — ｏ ｎ ｅ ａ ｌ ， ｈ ｎ ｌｓｓ ｎ ｅｉ ｆａ５ｂｔ ｌ — ／ Ｅ Ｃ ｃ ｎ ｇ ｉ
ｓ ｒ ｃ ｅ ｔ ｈ ｎ ｅ ｖ ｇ ｉ ｅ Ｆ ｂ ｙ Ｐ ｒ ｔ ｎ ｅ ｆ ｒ ｍｅ ｅ ｓ （ Ｉ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ．Ｉ ｏ ｎ ｅ ｔ ｕ ｔ ｄ ｗｉ ｃ ａ ｎ １ ｈ ｗａ ｅ ｕ ｄ ａ ｒ — ｅ ｏ ｔ ｒ ｅ ｏ ｔ ｒ ＦＰ ）ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｔｉ ｐ ｉ ｔ ｄ ｉ Ｓ ｏ ｔ ｔ ａ ｈ ｔ ｉａ ｉ ｎ ｆ ｌ ｓ ｒ ｄ ｏ ｅ ｔ ｎ ｄ ｂ ｅ ｅ ｓ — ｉ ｓ ｄ ｍｕ ｔ ｌ ｕ ｎ ｕ ｗｅ ｌ Ｐ Ｎ ｕ ｈ ｔ ｔ ｅ ｕ ｉ ｚ ｔ ｓ ｏ ａ ｅ ｉｄ ｕ ｅ ｙ ｒ ｖ ｒｅ ｂａ ｅ ｌ ｏ ｌ ｐ ｅ ｑ ａ ｔ ｍ ｌ Ｉ ｉ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｏ ＰＩ ｆ ｒ ｅ ｙ ｔ ｎ ｗａ ｅ ｕ ｄ ｓ ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ ｆ Ｆ ｏ ｍ ｄ ｂ ｗｉ ｖ ｇ ｉ ｅ ， ｗｈ ｃ ｒ ｏ ｔ ａ ｉｅ ｔ ｎ Ｕ ｏ ｐ ｅ ｙ ｉｈ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｄ ｒ ｃ ｉ ａ ｙ ｃ ｕ ｌ ｄ ｂ ｏ ｃ ｉｐ ｄ ｇ ａ ｉ ｇ，ｌ ａ ｏ ａ ｔ ｎ ｎ ａ ｇ ｆｈ ｎ ｒ ｄ ｆＧＨｚ ｕ ｄ ｒａ ｖ ｌａ ｅ ｏ ｅ ｅ ａ ｏ ｔａ ｄ ｈ ｒ ｅ ｒ ｔｎ ｅ ｄ ｔ ｕ ｉｇ ｒ ｎ ｅｏ ｕ ｄ ｅ ｓｏ ｎ ｅ ｏ ｔ ｇ ｆｓ ｖ ｒ ｌ ｌ ｎ ｖ ｓｖ ｒ１ ｅ ｅ ａ ＧＨｚ ｎ ｏ ｖ ｒ ｉ ｎ ｂ ｔ ｆｍ ｏ ｅ ｔ ａ ｅ ｐ ｃ ｉｅ ｙ ，ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｓ ｏ ｉ ｏ ｒ ｈ ｎ １ ｓ ０，ｒ ｓ ｅ ｔ ｌ ． ｖ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ａｎ ｌ ｇ ｔ — ｉ ｉ ｌ ｏ ｖ ｒｅ ； ｐ ｉａ — ｐ ｃ ｒ ｍ— ｎ ｏ ｅ ａ ｏ — ｏ ｄ ｇ ｔ ｎ ｅ ｔ ｒ ｏ ｔｃ ｌｓ ｅ ｔ ｕ ｅ ｃ ｄ ｄ；ｔ ｎ ｂ ｅ ｌ ｓ ｒ ｔ ｎ ｂ ｅ ａ ｃ ｕ ａ ｌ ａ ｅ ； ｕ ａ ｌ ｆｌｅ ；ｆｌ ｒ ａ ｒ ｙ ｉ ｒ ｉ ｅ ｒａ ｔ ｔ
全光交换关键技术解析
全光交换关键技术解析作者：秦丽娜来源：《中国新通信》2014年第08期【摘要】对于全光交换技术的关键点进行概述，通过分析全光交换技术的节点结构，从而探讨出在标签交换过程中使用的关键技术，比如光标签的提取、光逐跳分配器与可调光波长转换器等。
伴随着光逻辑电子器件的技术发展，全光交换技术已经成为未来的重点研究发展方向。
【关键词】全光交换标签关键技术一、引言IP信息业务的快速增长，对于计算机网络数据信息的传输速度提出了较高的要求标准[1]。
因为密集波分复用技术的不断发展，促使Tbit/s量级的传输网络能够搭建起来。
全光交换通常是指使用全光节点在光域实现对数据信号的传输、交换、路由、转发等功能，转变原有的信号交换模式，能够克服电速率对路由速度的有关限制，降低数据信息传输过程中出现的拥塞情况，有利于增大计算机网络的吞吐量。
当前相对较有优势发展的研究方向是全光标签交换技术，AOLS的理论思想是把光波长用于交换标签，把光交换和路由转发实现无缝融合目的，直接在波长信道上通过标签交换方式来进行光分组包的交换，通过波长查找路由，同时标示出相应的光通路。
在全光交换过程中一般使用光逻辑器件和非线性光器件能够达到高速的分组路由和转发目的。
这种交换方法的优势在于分组的路由与分组速度、分组格式以及分组长度是相互独立的，这样能够提升计算机网络的灵活性与交换粒度，有利于解决路由器转发速度和计算机网络容量相互之间存在的矛盾问题，从而能够尽可能满足宽带光网络的实际需求。
二、全光交换的关键技术2.1 冲突解决机制在全光交换的实现过程中，如果光波长一致的分组高于一组或者处在同一信号输出端口的分组超过四组时，则直接产生冲突，这需要增加输出或者输入缓存来相应地解决这种问题[2]。
对于信号输出缓存的功能模块，需要具备全光分组冲突检测机制、全光可变光延迟控制以及全光可调波长转换等功能，然而当前的工艺技术水平仍然无法生产制造出理想的电子器件，这需要电控制来实现目标。
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全光波长转换器实验
一、 实验目的
1. 了解全光波长转换器(All-optical wavelength converter, AOWC)
在实际光
纤通信网络中的作用；
2. 熟悉全光波长转换器的工作原理和分类；
3. 掌握增益钳制型波长转换器(Gain-clamped Wavelength Converter)
的静态、
动态特性测试与分析；
4. 掌握误码仪、光谱仪、光示波器等常见测试仪表的使用。
二、 实验原理
1. 全光波长转换器的应用
全光波长转换器是全光网络(AON)的核心技术之一，它能够缓解光交叉连接
(OXC)
中的波长阻塞，实现不同光网络见的波长匹配，增强网络管理的灵活性和
可靠性。WDM光网络采用波长路由，波长路由网络有两个显著的特点：一是波
长决定了光信号传输的路径，因此一个节点可以同时发出多路不同的波长信号，
每路信号到达不同的目的地，目的地的数量与这个节点所能产生的波长数相同；
二是每路信号被限制在特定通道中，因此只要这些通道不在同一条光纤中，在网
络的其他部分就可以同时使用这些信号的波长，即实现波长重用。因此，波长是
WDM
光网络中非常重要的资源，如何有效的提高光网络中的波长利用率是
WDM
光网络中的重要问题。在不带波长转换的网络中，两个节点之间建立一个
连接，在其通路上经过的所有链路段必须使用同一波长，如果有另外的连接需要
使用其中某个链路段的这一波长，则会发生波长阻塞现象。通过波长转换则可将
信号转换到其它空闲的波长上，避免发生波长阻塞，提高波长利用率。通信网络
中采用波长转换器，能使参与波分复用的波长数目减少，大大降低网络中的波长
阻塞率，使网络组建、子网管理更具灵活性与兼容性。
近年来全光波长转换在光纤接入网中也得到越来越广泛的应用。华中科技大
学和中兴通讯股份有限公司共同提出的混合波分复用-时分复用无源光网络
(The
hybrid WDM-TDM PON, HPON)架构，如图1
所示，在时分复用无源光网络
(TDM-PON)中引入波分复用(WDM)技术，使得多个TDM-PONs
工作在不同的波
厂商，从而共享同一根光纤基础设施，成倍地提高了单根光纤接入用户的数量。
WDM技术的引入也来带了新的问题，波分复用器(WDM MUX)
的每一个独立的
通道(通道间隔100GHz或50GHz)是一个窄带光滤波器，ONU发射机的波长必
须严格定义以保证能够通过相应的光滤波器，这无疑将增加网络部署的成本。 如
果系统中所有的ONU都采用相同的、波长不需要严格定义的发射机，即无色
ONU，将大大降低系统的部署成本。HPON
系统通过引入全光波长转换器
(AOWC)，将一个TDM-PON中来自多个ONU
的不同波长的信号转换到一个规
定的波长上，使信号可以通过WDM MUX在主干光纤中传输。
合波器分
波
器
W
D
M
混
合
器
…
…
光缆
同轴电缆
五类线
CATV
NGN
Internet
IPTV
光发射机
光接收机
ONU
ONU
CNU
CNU
LAN
EoC
ODN
OLT
OLT: 光线路终端(局端设备)
ODN: 光分配网络
Splitter: 光分支器
ONU: 光网络终端(用户端设备)
Splitter
Reach
Extender
Reach Extender
O
A
OA
GCWC
R
/
B
F
i
l
t
e
r
R/B Filter
波分复用
时分复用
图1. 增益钳制波长转换器结构示意图
常见的实现全光波长转换的原理主要有交叉增益调整、交叉相位调制和四波
混频等几种。
2. 增益钳制型全光波长转换器
FBG2
FBG1
SOA Chip
Input λ
S
Output λ
S+ λC
图2. 增益钳制波长转换器结构示意图
如图1所示，增益钳制波长转换器(GCWC)由三部分组成：输入端采用宽反
射带宽的光纤布拉格光栅FBG1；输出端采用窄反射带宽的光纤布拉格光栅
FBG2;增益介质为斜腔结构且端面镀有增透膜的SOA
芯片。在增益钳制波长转
换器(GC-WC)中，两个光纤光栅的反射谱的中心波长非常接近，SOA芯片与两
端的光纤光栅通过光栅端部的光纤微透镜耦合。显然，GC-WC实质上是两端采
用FBG作为增益钳制光对应选频元件的增益钳制半导体放大器(GC-SOA)。
SOA
芯片与两端的光纤光栅构成了增益钳制光产生机构。为保证增益钳制光输出呈单
纵模工作特性，输出端FBG2的-3dB带宽应在0.3nm以下。
GC-WC
在偏置电流的作用下，有源区增益被钳制光（即转换光c）稳定在
与损耗相等的水平上。当输入信号光s功率较小时（对应比特“0”），有源区载
流子浓度基本不变，此时转换光c输出功率较大（对应比特“1”）；当输入信号
光功率较大时（对应比特“1”），有源区载流子被信号光大量消耗，增益迅速变
小，转换光输出功率下降，直到熄灭（对应比特“0”）。显然，利用GC-WC将
转换光滤出后能够实现反相的波长转换。
三、 实验仪器和设备
误码仪、光示波器、光衰减器、光功率计、光谱仪、掺铒光纤放大器、光滤
波器、光隔离器、增益钳制波长转换器。
四、 实验内容和步骤
1. GCWC的阈值电流与输出光谱测试
GCWC
Isolator
OSA
P
out
DC
图3. 阈值电流与输出光谱实验框图
(1) 搭建如图3所示的实验系统；
(2) 调整GCWC的驱动电流(调整范围：0 ~ 150mA)，测量其输出功率P
out
，
得到GCWC的P-I特性曲线；
(3) 用光谱仪(CSA)观察GCWC驱动电流分别为80mA、100mA、150mA
时
的光谱。
2. GCWC信号光功率vs转换光功率曲线测试
ATT
GCWC
BERT
EDFA
IsolatorIsolator
PM
P
in
P
out
OBF
图4. 信号光功率vs转换光功率曲线实验框图
(1) 搭建如图4所示的实验系统；
(2) 调整输入到GCWC的信号光的光功率(-40 ~ +5dBm)
，用光功率计测量
GCWC输出的转换光的光功率，得到GCWC的Pin vs Pout曲线。
3. 信号光和转换光的波形与眼图
ATT
GCWC
OSABERT
EDFA
ATTEDFACSAOBF
BERT: Bit Error Rate Tester
ATT: Attenuator
EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier
GCWC: Gain-Clamped Wavelength Conversion
OBF: Optical Bandpass Filter
CSA: Communication Signal Analyzer
OSA: Optical Spectrum Analyzer
Isolator
Isolator
图5. 信号光和转换光的波形与眼图实验框图
(1) 搭建如图5所示的实验系统；
(2) 将误码仪(BERT)输出设为十六字长的编码(Word16) :1110110010001111
，
用光示波器(CSA)分别观察并对比GCWC的输入信号和输出的转换信号
的波形；
(3) 将误码仪输出设为伪随机序列(PRBS 223-1)，用光示波器分别观察GCWC
的输入信号和输出的转换信号的眼图，根据眼图测量信号的平均光功率、
消光比、周期等参数。
五、 思考题
1. 查阅文献，列举全光波长转换(AOWC)的实现方案。
2. 与光电光(OEO)波长转换方案相比，AOWC方案有哪些优缺点？
3. 通过眼图能够反映光信号的哪些性能？