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可大幅增加光纤容量的波长移位技术

菜鸟
2003-04-14 18:18:00    评分
为了满足城域网中的光纤传输要求,新型的多路复用技术不断涌现。多数此类网络带宽仍显不足,但对于当地的电信公司来说,将光纤铺设到他们所希望提供服务的楼宇会十分耗时且代价昂贵。而多路复用技术则有助于对这些网络进行扩容,同时一些新兴方法也克服了传统方案中的某些局限性。 通常电信运营商会将几个来自不同发射机的信号多路复用到光纤中进行传输,然后在网络的接收端再将它们解多路复用到独立的信道中,从而提高了现有光纤网络的带宽。但是城域网中所用的1,310nm激光器波长会产生变化,Fabry-Perot激光器的变化范围是1,260nm到1,360nm,分布式反馈(DFB)激光器为1,280nm到1,340nm。如此将信道结合到光缆中会引起串扰,同时也使解多路复用变得困难。而这两个因素都会损害网络性能。 另一种方法是通过采购全新的波分复用(WDM)系统来扩大光纤容量。不过,用那些具有固定波长间隔的系统来取代现有的发射机和接收机成本会很昂贵。而采用较少波长的WDM系统在10Gbps下也不具有成本效益。 这里介绍一种替代方法——波移复用(WSM),它采用一种全光波长移位技术,将1,310nm附近未知波长的进入信道首先频移到若干间隔固定的波长上,然后这些信道被安全地多路复用到单根光纤中并在接收机端解复用成独立的信道。 [img]http://bbs.edw.com.cn/uploadImages/200341410171161782.gif[/img] 波长移位是由半导体光学放大器(SOA)执行的,该部件与CD或DVD播放机中的激光二极管类似,但已被改头换面,其芯片表面具有抗反射涂层以避免发射激光。SOA可提供增益,保持信号强度基本无损失。由于输入频率未知,因此四波混合(FWM)被取消。同时,波长的移位范围必须跨越50nm,这使干涉测量法难以应用,因此,WSM系统采用交叉增益调制方法。这此方法中,进入信号使SOA趋向饱和,导致增益损失。探针激光器被设置在所希望的输出波长上,由经过SOA的信号之变化增益进行调制。 对任何全光系统进行监控都需要光学探测器和相关电路,以测定系统中关键点的平均光功率。因此采用带有相关微波电路的高带宽光学探测器来测量发射到光纤中的信号调制功率,以确保在最差的接收机灵敏度下,接收机端的位误码率也能符合规范要求。每一信道卡中的微处理器内部驻留了此光系统的一个复杂软件模型,它可设置参数进行初始化并使系统保持最佳性能。当用户采用功率、光频率、位速率或协议都不同的信道卡替换已有的信道卡时,该系统会自动重新配置光系统,以保持最佳性能。 WSM等全光技术的一个好处是可获得协议与位速率都透明的光信号传输,用户无需重新配置系统硬件或软件便可改变协议或位速率。采用全光信道卡的另一个好处是可轻易将信道卡插入正在运行的WSM系统中(或从中移去),这是因为光子并不带电,在断开或建立光学连接时不会产生电压或电流毛刺。没有电火花在危险条件下也是至关重要。 最初版本的WSM系统将采用分立元件构建,但预计逐渐会实现集成以减少生产成本。将光学器件“压缩”到混合全息光子集成电路(HPIC)内的方法有望大幅降低城域网市场提供宽带接入的成本。HPIC将未封装元件连接到一个扁平波导器件内。版图层覆盖此波导器件以便控制分立元件之间的光线。版图层中的全息图经过仔细设计,可以控制光线的方向改变。通过全息图使光线在波导平面内绕曲,与绕曲缓慢的常规波导相比,可减少芯片长度。全息图还可实现连接分立元件时的波导器件进出耦合。 作者:Alastair McAulay 研发副总裁 All Optical Networks



关键词: 大幅     增加     光纤     容量     波长     移位     技术     信道         

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