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g）技術(shù)、空分復(fù)用sdm（space division multiplexing）技術(shù)、波分復(fù)用wdm（wavelength division multiplexing）技術(shù)和頻分復(fù)用fdm（frequency division multiplexing）技術(shù)。但是，因?yàn)閒dm和wdm一般認(rèn)為并沒有本質(zhì)上的區(qū)別，所以可以認(rèn)為波分復(fù)用是“粗分”，而頻分復(fù)用是“細(xì)分”，從而把 兩者歸入一類。下面主要討論空分復(fù)用（sdm）、時(shí)分復(fù)用（tdm）、波分復(fù)用（wdm）、稀疏波分復(fù)用(cwdm)、光分插復(fù)用（oadm）復(fù)用方式。 1.tdm技術(shù) tdm技術(shù)在電子學(xué)通信中已經(jīng)是很成熟的復(fù)用技術(shù)。這種技術(shù)就是將傳輸時(shí)間分割成若干個(gè)時(shí)隙，將需要傳輸?shù)亩嗦沸盘柊匆欢ㄒ?guī)律插入相應(yīng)時(shí)隙，從而實(shí)現(xiàn)多 路信號的復(fù)用傳輸。但是，這種技術(shù)在電子學(xué)通信使用中，由于受到電子速度、容量和空間兼容性諸多方面的限制，使得電子時(shí)分復(fù)用速率不能太高。例如，pdh 信號僅達(dá)到0.5gbps，盡管sdh體 制信號采用同步交錯(cuò)復(fù)接方法己達(dá)到10gbps（stm-64）的速率，但是，達(dá)到20gbps卻是相當(dāng)困難的。另一方面，在光纖中，對
應(yīng)智能全光網(wǎng)的基本特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)這些特點(diǎn)的關(guān)鍵組建，討論了每波長40gbit/s的光傳輸系統(tǒng)技術(shù)、目前的發(fā)展?fàn)顩r及40gbit/s解決方案與現(xiàn)有10gbit/s dwdm系統(tǒng)鏈路的兼容性，以及北電基于40gbit/s系統(tǒng)——雙極化四相相移鍵控（dp-qpsk）的傳輸技術(shù)。 1 引言 10年前，北電率先推出商用10gbit/s sdh和基于10gbit/s密集波分（dwdm）系統(tǒng)，很好地滿足了以往以語音和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的網(wǎng)絡(luò)需求。光傳輸技術(shù)的發(fā)展主要是圍繞增強(qiáng)光網(wǎng)絡(luò)的機(jī)動(dòng)靈活能力（如roadm）、互通性（如otn）、多業(yè)務(wù)接入（mstp）、延長傳輸距離（fec及喇曼放大器）等方面的改良。在與傳輸容量相關(guān)技術(shù)方面，仍以10gbit/s為主，即直接強(qiáng)度調(diào)制和傳統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換接收，每對光纖數(shù)百gbit/s的傳輸容量。 隨著新型業(yè)務(wù)的引入和節(jié)點(diǎn)容量的提高，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力也必須相應(yīng)增強(qiáng)。因此，目前基于10gbit/s波長的光傳輸系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)目前新型業(yè)務(wù)的需求，迫切需要發(fā)展能夠提供更高傳輸能力的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及系統(tǒng)，即基于40gbit/s波長的光網(wǎng)絡(luò)將每對光纖的傳輸能力再提高4倍以上。
案的波長范圍，由光電探測器前的光濾波器實(shí)現(xiàn)信道間的區(qū)分。寬帶的pin和apd 均可以作為光電探測器，pin的價(jià)格低一些，apd則可以提供9～10 db的增益。在接收器中對電路也要采用寬帶跨 阻放大器（trans iinpedance amplifiers，tia），以提高靈敏度。典型的2.5 gb/s光接收系統(tǒng)，在誤碼率10-10 的條件下，采用pin/tia，其接收靈敏度為－24 dbm，采用apd/tia，接收靈敏度可以達(dá)到-33 dbm。 （4）cwdm光復(fù)用/解復(fù)用器和光分插復(fù)用（oadm）。 光復(fù)用器和解復(fù)用器都是wdm系統(tǒng)的重要組成部分，一般為無源器件。光復(fù)用器用于在傳輸系統(tǒng)的發(fā)送端，是一 種具有多個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口的器件。光復(fù)用器的每一個(gè)輸入端輸入一個(gè)預(yù)選波長的光信號，輸入的不同 波長的光波由同一個(gè)輸出端口輸出。而光解復(fù)用器的作用與光復(fù)用器正好相反，它的作用是在傳輸系統(tǒng)的接收端 將對端設(shè)各發(fā)送過來的多個(gè)波長光信道分開。用于光復(fù)用/解復(fù)用器的光濾波器器件的性能優(yōu)劣對系統(tǒng)傳輸質(zhì)量有 決定性的影響。它們的主要性能指標(biāo)是插入損耗和串?dāng)_。通常要求光濾波器的插入損耗低且單個(gè)
冗余結(jié)構(gòu)，oxc自動(dòng)進(jìn)行主備倒換。輸入輸出接口直接與光纖鏈路相連，分別對輸入輸出信號進(jìn)行適配、放大。管理控制單元通過編程對光交叉連接矩陣、輸入輸出接口模塊進(jìn)行監(jiān)測和控制、光交叉連接矩陣是oxc的核心，它要求無阻塞、低延遲、寬帶和高可靠，并且要具有單向、雙向和廣播形式的功能。oxc也有空分、時(shí)分和波分3種類型。 3.3 光分插復(fù)用 在波分復(fù)用（wdm）光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，人們的興趣越來越集中到光分插復(fù)用器上。這些設(shè)備在光波長領(lǐng)域內(nèi)具有傳統(tǒng)sdh分插復(fù)用器（sdh adm）在時(shí)域內(nèi)的功能。特別是oadm可以從一個(gè)wdm光束中分出一個(gè)信道（分出功能），并且一般是以相同波長往光載波上插入新的信息（插入功能）。對于oadm，在分出口和插入口之間以及輸入口和輸出口之間必須有很高的隔離度，以最大限度地減少同波長干涉效應(yīng)，否則將嚴(yán)重影響傳輸性能。已經(jīng)提出了實(shí)現(xiàn) oadm的幾種技術(shù)：wdm de-mux和mux的組合；光循環(huán)器或在mach-zehnder結(jié)構(gòu)中的光纖光柵；用集成光學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的串聯(lián)mach-zehnder結(jié)構(gòu)中的干涉濾波器。前兩種方式使隔離度達(dá)到最高，但需要昂貴的設(shè)備如wdm mux／de m
信號速率和幀結(jié)構(gòu)，國際互連互通困難。 波分復(fù)用技術(shù)：本質(zhì)上是在光纖上實(shí)行的頻分復(fù)用，即光域上的fdm技術(shù)。是提高光纖通信容量的有效方法。為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)巨大的帶寬資源，根據(jù)每一個(gè)信道光波頻率的不同而將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道的技術(shù)。用不同的波長傳送各自的信息，因此即使在同一根光纖上也不會(huì)相互干擾。 p 密集波分復(fù)用技術(shù)：與傳統(tǒng)wdm系統(tǒng)不同，dwdm系統(tǒng)的信道間隔更窄，更能充分利用帶寬。 光分插復(fù)用：是一種用濾光器或分用器從波分復(fù)用傳輸鏈路插入或分出光信號的設(shè)備。oadm在wdm系統(tǒng)中有選擇地上／下所需速率、格式和協(xié)議類型的光波長信號。是在節(jié)點(diǎn)上只分接／插入所需的波長信號，其它波長信號則光學(xué)透明地通過這個(gè)節(jié)點(diǎn)。動(dòng)態(tài)的oadm是城域光網(wǎng)絡(luò)得以實(shí)現(xiàn)的根本。局際光學(xué)環(huán)網(wǎng)使用動(dòng)態(tài)的oadm，系統(tǒng)就可以在任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間提供全部波長信道的連接。 光交叉互連：用于光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備，通過對光信號進(jìn)行交叉連接，能夠有效靈活地管理光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)可靠的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)／恢復(fù)以及自動(dòng)配線和監(jiān)控的重要手段。主要由wdm技術(shù)和光空分技術(shù)綜合而成。 全光網(wǎng)絡(luò)：是指信號只是在進(jìn)出網(wǎng)
交*端口發(fā)生干涉相消，從而通過控制加熱器可實(shí)現(xiàn)開關(guān)的動(dòng)作。 以1×2和2×2光開關(guān)單元為基礎(chǔ)，其它4×4、8×8、16×16等光開關(guān)矩陣可通過這兩種最基本的光開關(guān)單元集成而得到。光開關(guān)矩陣的集成，有多種組網(wǎng)方式。4× 4交*連接矩陣內(nèi)部的一種結(jié)構(gòu)由 24個(gè) 1× 2開關(guān)單元組成嚴(yán)格無阻塞的8×8光開關(guān)矩陣。 總結(jié)：光開關(guān)是光網(wǎng)絡(luò)中必不可少的關(guān)鍵器件之一，不論是在波長路由的動(dòng)態(tài)選路還是在光網(wǎng)絡(luò)的自愈和恢復(fù)上，它都起著決定性的作用。在未來全光網(wǎng)絡(luò)的核心器件光分*復(fù)用節(jié)點(diǎn)（oadm）和光交*連接節(jié)點(diǎn)（oxc）中，光開關(guān)是其核心器件，光開關(guān)的開關(guān)速度和各種性能如串?dāng)_等也將決定oadm和oxc性能。熱光效應(yīng)光開關(guān)是目前研究較多，應(yīng)用價(jià)值較高的一種光開關(guān)技術(shù)。與機(jī)械式光開關(guān)相比，不存在回跳抖動(dòng)，具有穩(wěn)定性好，尺寸小，易于集成，適合大規(guī)模生產(chǎn)?？梢灶A(yù)計(jì)，伴隨全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及oadm、oxc的應(yīng)用需求，高性能的基于熱光技術(shù)的光開關(guān)產(chǎn)品將在光網(wǎng)絡(luò)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
巨大的網(wǎng)絡(luò)帶寬、具有可靈活擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、對任何業(yè)務(wù)信號和業(yè)務(wù)速率均透明的波分復(fù)用(wdm)光傳送網(wǎng)。 wdm光傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有3種形式：點(diǎn)到點(diǎn)的wdm系統(tǒng)、由具有固定波長上下的光分插復(fù)用器構(gòu)成的wdm環(huán)網(wǎng)和具有光交叉連接器的全光網(wǎng)絡(luò)。這3種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也可以說是wdm光傳輸系統(tǒng)將經(jīng)歷的3個(gè)發(fā)展階段。點(diǎn)到點(diǎn)的wdm系統(tǒng)是目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于許多網(wǎng)絡(luò)提供者的光纖通信系統(tǒng)上的wdm網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它是對通信鏈路進(jìn)行直接擴(kuò)容的一種方式，也是最先被采用的wdm擴(kuò)容方式。隨著具有固定波長上下的光分插復(fù)用器（oadm）的出現(xiàn)，目前已開始出現(xiàn)了用oadm來對wdm系統(tǒng)進(jìn)行組環(huán)網(wǎng)的商用wdm產(chǎn)品。 對在本地城域網(wǎng)中引入wdm光傳輸系統(tǒng)來說，也將根據(jù)城域網(wǎng)中通信容量的發(fā)展需求，在合適的時(shí)間分階段地引入wdm系統(tǒng)：最先是點(diǎn)到點(diǎn)的wdm系統(tǒng)，然后是wdm光環(huán)網(wǎng)，最后實(shí)現(xiàn)用波長進(jìn)行路由選擇的光網(wǎng)絡(luò)。所以，對作為wdm 光網(wǎng)絡(luò)的物理傳送媒質(zhì)的光纖進(jìn)行選型時(shí)，不僅應(yīng)考慮各種光纖本身的特性，還應(yīng)考慮本地網(wǎng)中通信業(yè)務(wù)量需求的大小、本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和本地網(wǎng)中地區(qū)的差異性，并根據(jù)現(xiàn)有條件選擇在合適的切入時(shí)間來鋪設(shè)
安立株式會(huì)社（社長 戸田 博道）開發(fā)出了可使通信設(shè)備與光構(gòu)件的波長傳送特性測試產(chǎn)能提高的光構(gòu)件測試器mt9820a。并于9月19日正式推向市場。 mt9820a由安立公司生產(chǎn)的tunics系列波長可變激光光源與控制操作用pc等構(gòu)成，可對oadm、wss等光通信設(shè)備及其中使用的光構(gòu)件、光纖的波長傳送特性進(jìn)行測試。該測試器內(nèi)置了波長傳送特性測定所必需的波長計(jì)與動(dòng)力監(jiān)控器，所以取消了以前測試所要進(jìn)行的校正作業(yè)。既可提高測試產(chǎn)能，又可高效地進(jìn)行波長傳送特性（決定光構(gòu)件性能）的評價(jià)。 ［開發(fā)背景］ 隨著光網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，人們在不斷地開發(fā)與生產(chǎn)各種光通信設(shè)備及其中的光構(gòu)件、光纖。這些構(gòu)件的性能取決于波長傳送特性，所以波長傳送特性的測試至關(guān)重要。由此，對于能夠高效、高精度地進(jìn)行這一測試的系統(tǒng)的需求與日俱增。 過去的波長傳送特性測定器為了進(jìn)行高精度的測量，每次都得通過外接的波長計(jì)、動(dòng)力監(jiān)控器等來校正波長可變激光光源的輸出。 安立公司開發(fā)的光構(gòu)件測試器mt9820a內(nèi)置了波長計(jì)與動(dòng)力監(jiān)控器，不需要通過外接設(shè)備來進(jìn)行校正，提高了測試產(chǎn)能，也能高精度、高效地進(jìn)行光通信設(shè)備及其中的光構(gòu)件、光
自動(dòng)保護(hù)倒換。當(dāng)光纖斷裂或傳輸發(fā)生故障時(shí)，就可以通過光開改變業(yè)務(wù)的傳輸路徑，實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)的保護(hù)。通常這種保護(hù)倒換只需1×2端口的光開關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)。 用1×n光開實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。在遠(yuǎn)端光纖測試點(diǎn)通過1×n光開關(guān)把多根光纖接到一個(gè)光時(shí)域反射儀（otdr）上，通過光開關(guān)倒換實(shí)現(xiàn)對所有光纖的監(jiān)測?；蛘卟迦刖W(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線分析。 光纖通信器件測試。光器件、光纜以及子系統(tǒng)產(chǎn)品在測試過程中，可以合作光開關(guān)同時(shí)測試多個(gè)器件，從而簡化測試，提高效率。 光分插復(fù)用器（oadm）。主要應(yīng)用于環(huán)形的城城網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)單個(gè)波長和多個(gè)波長從光路自由上下。用光開關(guān)實(shí)現(xiàn)的oadm可以通過軟件控制動(dòng)態(tài)上下任意波長，這樣將增加網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性。 各種光開關(guān)的技術(shù)特點(diǎn) 傳統(tǒng)的光開關(guān)技術(shù)主要采用固態(tài)波導(dǎo)和光機(jī)械兩種技術(shù)：固態(tài)波導(dǎo)開關(guān)由于有較高的串音、損耗和功耗，只能在有限的開關(guān)陣列中應(yīng)用，不適合向大規(guī)模的開關(guān)陣列中擴(kuò)展；機(jī)械開關(guān)雖然有比較低的插入損耗和串音，俁其設(shè)備龐大、可擴(kuò)展性一般，也不適用于大規(guī)模的開關(guān)陣列。目前已經(jīng)涌現(xiàn)了很多新技術(shù)，主要包括微機(jī)電光開關(guān)、噴墨氣泡光開關(guān)
需要很大功率，并且要求非常精確地制造一個(gè)基于“平面光路”設(shè)計(jì)的8×8全交叉點(diǎn)矩陣，已經(jīng)驗(yàn)證損耗為-14db，最壞情況的串?dāng)_為-18db和重新配置時(shí)間低至1．3ms。與聚合物波導(dǎo)中的8×8絕熱開關(guān)的性能相比較是有很大意義的，絕熱開關(guān)的損耗為-10．7db，最壞情況的串?dāng)_為-30db和1ms的重新配置時(shí)間。 3、 技術(shù)展望 光開關(guān)包含了各種各樣的技術(shù)，某些處在發(fā)展之中，而某些則處在具有商業(yè)使用價(jià)值的成熟階段。目前，機(jī)電式光開關(guān)支配著商品的供應(yīng)，在光通信領(lǐng)域中，光開關(guān)可以集成在各種光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(oxc、oadm等)中。另外光開關(guān)在光纖測試系統(tǒng)、光纖網(wǎng)絡(luò)、光信息處理等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。例如，用于光交叉連接設(shè)備(oxc)，可直接進(jìn)行光路切換，避免了光-電—光的轉(zhuǎn)換過程，對不同的數(shù)據(jù)速率和協(xié)議是透明的，不僅節(jié)省了費(fèi)用，而且提高了系統(tǒng)的信噪比。光開關(guān)矩陣還可以使任一輸入端與任一輸出端連接，由光開關(guān)矩陣構(gòu)成的oxc主要用于核心光網(wǎng)絡(luò)的交叉連接，實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的故障保護(hù)、動(dòng)態(tài)的路由管理、靈活地增加新業(yè)務(wù)等。根據(jù)frost＆sullivan公司的市場分析報(bào)告，2001年骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)上的oxc銷售額為3．36億美元，
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