第章光纖通信新技術(shù)

7.1光纖放大器7.2光波分復(fù)用技術(shù)7.3光交換技術(shù)7.4光孤子通信7.5相干光通信技術(shù)7.6光時分復(fù)用技術(shù)7.7波長變換技術(shù)第7章光纖通信新技術(shù)返回主目錄第7章光纖通信新技術(shù)

光纖通信發(fā)展的目標是提高通信能力和通信質(zhì)量，降低價格，滿足社會需要。進入20世紀90年代以后，光纖通信成為一個發(fā)展迅速、技術(shù)更新快、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的領(lǐng)域。已經(jīng)實用化或者有重要應(yīng)用前景的新技術(shù)：（1）光放大技術(shù)。代替光-電-光再生中繼器。（2）光波分復(fù)用技術(shù)。擴大網(wǎng)絡(luò)通信的容量。（3）光交換技術(shù)。突破電子線路的極限速率20Gb/s，是實現(xiàn)全光通信的關(guān)鍵技術(shù)。（4）光孤子通信。改善色散的影響，實現(xiàn)超長距離傳輸。（5）相干光通信。提高靈敏度，增加傳輸距離。（6）光時分復(fù)用技術(shù)。提高傳輸速率，擴大傳輸容量。（7）波長變換技術(shù)。擴大WDM網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴容性。光放大器的發(fā)展歷史：（1）1980年以后，首先出現(xiàn)了利用半導(dǎo)體技術(shù)的半導(dǎo)體光放大器SOA（SemiconductorOpticalAmplifier）的法布里——泊羅型半導(dǎo)體激光放大器，并開始對行波式半導(dǎo)體激光放大器進行研究。（2）另一方面，隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了利用光纖非線性效應(yīng)的光纖拉曼放大器。（3）1987年，英國南安普敦大學和美國AT&TBell實驗室報道了離子態(tài)的稀土元素鉺在光纖中可以提供1.55μm波長處的光增益，這標志著摻鉺光纖放大器（EDFA）的研究取得突破性進展。（4）短短幾年時間，EDFA迅速走向?qū)嵱没捎诠饫w放大器的問世，在1990年到1992年不到兩年的時間里光纖系統(tǒng)的容量增加了整整一個數(shù)量級，而在此之前為達到相同的增長卻花費了整整8年時間。這明確表明了光放大器的巨大作用，為光纖通信展現(xiàn)了無限廣闊的發(fā)展前景。種類：(1)半導(dǎo)體光放大器（SOA）半導(dǎo)體光放大器的優(yōu)點是小型化，容易與其他半導(dǎo)體器件集成；缺點是性能與光偏振方向有關(guān)，器件與光纖的耦合損耗大。(2)光纖放大器摻鉺光纖放大器（EDFA）分布光纖拉曼放大器（DRA）——非線性光纖放大器卓至飛高公司系列光纖放大器：

RF-1550-XXI型EDFA

RF-1550-XX野外型EDFA

EDFASOA7.1光纖放大器

光纖放大器的性能與光偏振方向無關(guān)，器件與光纖的耦合損耗很小，因而得到廣泛應(yīng)用。光纖放大器實際上是把工作物質(zhì)制作成光纖形狀的固體激光器，所以也稱為光纖激光器。20世紀80年代末期，波長為1.55μm的摻鉺(Er)光纖放大器(EDFA：ErbiumDopedFiberAmplifier)研制成功并投入實用，把光纖通信技術(shù)水平推向一個新高度，成為光纖通信發(fā)展史上一個重要的里程碑。

摻鉺光纖放大器工作原理如圖，在摻鉺光纖(EDF)中，鉺離子(Er3+)有三個能級：其中能級1代表基態(tài)，能量最低；能級2是亞穩(wěn)態(tài)，處于中間能級；能級3代表激發(fā)態(tài)，能量最高。（1）當泵浦(Pump,抽運)光的光子能量等于能級3和能級1的能量差時，鉺離子吸收泵浦光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)(1→3)。（2）但是激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，Er3+很快返回到能級2（無輻射躍遷）。（3）如果輸入的信號光的光子能量等于能級2和能級1的能量差，則處于能級2的Er3+將躍遷到基態(tài)(2→1)，產(chǎn)生受激輻射光，因而信號光得到放大。從摻淚鉺光涌纖放我大器午的工砍作原剃理可馬以看馬出，稀光放貨大是靜由于扛泵浦朽光的民能量窗轉(zhuǎn)換尖為信澡號光擊的結(jié)敵果。胃為提萌高放漠大器登增益抽，免應(yīng)提毀高對遮泵浦源光的概吸收換，勇使基容態(tài)E資r3+盡可儉能躍岔遷到虛激發(fā)埋態(tài)，件圖7胃.1蕩(b轟)示趨出E期DF慨A增鳥益和芬吸收秀頻譜幕。波長覺在1楊.5迅μ視m附扣近時，吸滾收和將增益慣最大。圖7仰.2篇(a節(jié))示貿(mào)出輸禽出信乞號光檢功率您和輸稼入泵竄浦光家功率刃的關(guān)鎮(zhèn)系，快由謙圖可徹見，掠泵浦遲光功航率轉(zhuǎn)陵換為貝信號漠光功裕率的臥效率窯很高缸，達傘到9甚2.分6%小。當踢泵浦彩光功裙率為翻60每m漫W時挖，吸呈收效除率［煌(信疾號輸棍入光使功率脈-信衫號輸軟出光拋功率叔)/色泵浦館光功籠率］圾為8節(jié)8%逝。圖7岸.2袍（b烏）是畝小信慎號條作件下仁增益生和泵半浦光稼功率濁的關(guān)袖系，羞當邁泵浦邊光功嶄率小挎于6杏mW習時，很增益萬線性鬧增加叉，增威益系抹數(shù)為猜6.剝3d你B/內(nèi)m。摻鉺求光纖稼放大支器的嚴構(gòu)成舒和特逗性圖7噸.3句(a淺)為儉光纖厭放大倡器構(gòu)雖成原研理圖文，主襪要構(gòu)勉成部禿件及腐功能奪為：優(yōu)（1遵）光杠隔離休器：栗防止傘反射近光影朋響光歷放大油器的搏工作電穩(wěn)定縣性。（2棟）光沫耦合略器（筋波分湊復(fù)用雜器）除：把悼信號書光和曠泵浦僻光混陰合起摸來。（3廣）摻榮珥光盡纖：訪長約桃10牛~1敵00辯m，盒E梳r3+濃度單約為瘡25眾mg畜/k旬g。（4倒）泵慶浦光受源：紛形成復(fù)粒子見數(shù)反鐵轉(zhuǎn)分青布?；⒐夤下蕿檩o10愉~1估00眾mW粗，工初作波戰(zhàn)長為辣0.驚98娃μ勵m。實用烈光纖貞放大帥器外卵形圖漫及其僵構(gòu)成象方框精圖ED歸FA奏構(gòu)成痛器件搶的性竭能選席擇：ED禮FA伸的增矛益取鍵決于Er3+的濃蒜度、光纖沖長度和直徑以及泵浦體光功主率等多燈種因績素，遙通常味由實忙驗獲脹得最系佳增先益。（1柄）對更泵浦恩光源勁的基咬本要扒求是銷大功箱率和窮長壽拋命。項波長泉為1靠48紀0全μm攻的I補nG責aA蕉sP碎多量臘子阱亂(M袋QW圓)激映光器竟，斜輸出溫光功總率高熱達1咳00帥m碰W,數(shù)泵猛浦光朱轉(zhuǎn)換屑為信屢號光沾效率璃在6飯d疑B/嶄mW自以上紅。波童長為篩98兔0免nm察的泵菊浦光朋轉(zhuǎn)換麻效率乒更高餓，達觀10獎d嚼B/曾mW混，而礦且噪薪聲較奏低，移是未康來發(fā)帖展的皺方向末。（2預(yù)）對電波分猴復(fù)用憤器的駱基本廉要求燭是插后入損雁耗小番。熔言拉雙櫻錐光醒纖耦蜂合器洞型和毯干涉杏濾波聲型波猶分復(fù)頃用器召最適曾用。（3冰）對隨光隔裙離器勿的作失用是湯它的顛基本晴要求瞧是插顛入損趨耗小南，反須射損陪耗大濾。圖7扭.4旗是E暈DF蛋A商瀉品的載特性沙曲線誰，圖扁中顯扁示出吧增益嫁、爹噪聲耕指數(shù)奶和輸丈出信哲號光犬功率肯與輸密入信親號光宿功率蠻的關(guān)揚系。膨在泵缺浦光匠功率獨一定租的條捆件下核，當?shù)州斎肭盘柮韫夤温瘦^往小時島，放遍大器抵增益賺不隨億輸入煤信號催光功鴨率而隸變化市，基盜本上厲保持道不變傻。逆當信沈號光盆功率繳增加士到一臨定值永(一蝦般為蔥-2遺0玻dB握m)認后薄，增蝴益開管始隨滔信號撕光功箭率的麻增加獵而下餡降，睜因陜此出淘現(xiàn)輸健出信賴號光嚴功率雀達到跟飽和睛的現(xiàn)刊象。摻鉺屬光纖建越長亮，飽堪和度桑越深凳。表7勇.1能列出趣國外賣幾家圾公司表ED速FA允商品雪的技暖術(shù)參叢數(shù)。標表7陜.1嬌摻鉺胳光纖暫放大中器技近術(shù)參駕數(shù)摻鉺產(chǎn)光纖炒放大符器的龍優(yōu)點樹和應(yīng)橫用ED介FA決有許享多優(yōu)鳳點，芝并炮已得垃到廣新泛應(yīng)聽用?？駿D在FA冷的主黑要優(yōu)事點有殺：(微1)唉工作價波長箱正好譯落在最光纖破通信遙最佳羅波段貢(1較50頓0～背16運00柜n絲式m)陳；旗其主伐體是壩一段谷光纖濕(E療DF閉)，置與傳敲輸光甘纖的局耦合搏損耗蠻很小本，可殿達0演.1見d芽B。影(2沾)豆增益屑高，塵約為韻30哀～4耗0畝dB肌;腦飽和鞭輸出豆光功嚇率大箏，弟約為辨10器～1蠶5孤dB牙m(xù);森增驗益特掘性與水光偏襲振狀漸態(tài)無聯(lián)關(guān)。商(3號)斬噪聲保指數(shù)竿小，蘆一般笑為4框～7揀d針B;漆用翁于多概信道寨傳輸罩時，播隔離歪度大磨，無念串擾來，適彼用于蛋波分谷復(fù)用假系統(tǒng)崇。(4棚)濾頻帶做寬，催在1臟55拋0儲nm弱窗口時，頻香帶寬功度為鋤20客～4陪0能nm估，桐可進特行多北信道暗傳輸倆，有河利于餡增加謹傳輸薯容量欄。如果吃加上登13乳10妄n妖m摻誦鐠光綿纖放陶大器島(P嫂DF箏A)盼，頻犧帶可附以增蜜加一棗倍。岸所以物“波元分復(fù)脈用+京光纖配放大疾器”嘉被認墓為是船充分擁利用遞光纖倍帶寬求增加致傳輸?shù)侨萘磕ψ钣袧櫺У慕捣椒ǔ住?5碰50秋n拒m碌ED涉FA色在各平種光完纖通插信系央統(tǒng)中伙得到畏廣泛啞應(yīng)用謊，并播取得金了良脊好效紋果。島副載棗波C釣AT董V系疊統(tǒng)，據(jù)WD趙M或汽OF恨D(zhuǎn)M燭系統(tǒng)嘗，相透干光半系統(tǒng)廣以及觀光孤笨子通夕信系漁統(tǒng)，挪都應(yīng)陸用了響ED按FA吹，并緒大幅千度增墳加了俯傳輸淺距離舒。饅ED哀FA觀的應(yīng)廚用，慨歸域納起箭來可愚以分仙為三橋種形差式，始如牧圖7高.5孟所示焦。（1放）中該繼放傍大器士（L憑A）吼。（2帆）前圖置放島大器伶（P蹦A）詞。（3壟）后抗置放裁大器宣（B贊A）待。圖7魔.5眼光纖負放大未器的裙應(yīng)用班形式勿(a怒)賺中繼鋤放大哲器；獎(眼b)慎前貧置放門大器撤和后膀置放衡大器半導(dǎo)巷體光值放大劃器?，F(xiàn)代翼光放洗大器暈中最叛早出詳現(xiàn)的存使半孩導(dǎo)體廈光放氣大器瓣（S宮OA弄）。蔑它的自基本躬結(jié)構(gòu)免、原訴理和智特性拳與半蜂導(dǎo)體棚激光運器非昆常相誼似。已它們綿工作賭原理留都是李基于流激光到半導(dǎo)掙體介爛質(zhì)固脅有的遍受激尚輻射什光放攜大機犬制，聯(lián)所不復(fù)同的更在于抬SO行A去重掉了堆構(gòu)成匙激光兇振蕩萍的諧始振腔犬，并效且S薯OA作使用別電流棋直接交激勵鮮驅(qū)動狹的。浪半取導(dǎo)體遭光放賀大器乳的優(yōu)益點是冊尺寸難小、炸頻帶者寬、龜增益村高；政但缺植點是雷與光肢纖的除耦合罪損耗講太大莊、易直受環(huán)以境溫蛋度的漫影響賠、工脆作穩(wěn)蛇定性冒較差免。但軌半導(dǎo)予體光爭放大訊器容轟易集供成，甚適宜換同光繡集成騾和光瘡電集凈成電千路結(jié)沖合使悉用。弦通收常光根半導(dǎo)搖體放汁大器愚分為戚兩大溜類：辮一種謊是將齊普通桌半導(dǎo)趕體激凝光器惕用作窯光放熔大器射，稱河為法備布里伶——冊泊羅掃（F印-P怖）半錄導(dǎo)體短激光愚放大竭器（懇FP葛A）攔，另矮一種日是在亭F-鐵P激仍光器肆的兩使個端郊面上項涂上伐抗反污射膜旺，以企獲得摟寬頻遣、低致噪的穩(wěn)高輸論出特荷性。揉由于蚊這種椅放大殃器是擇在光平行進香過程墊中對域光進打行放腔大的摩，故擔被稱贊為行填波式銅光放濃大器砍。光纖姑拉曼卷放大待器鄰光待纖拉血曼放尾大器川是建仿立在豪拉曼放放大突工作破原理告之上望。所霞謂拉日曼放壘大實麗際上雞是放栗大器桂的一慨個非忘諧振田過程微，其掩放大炮增益諷相應(yīng)鋒僅僅怪依賴宋于泵陷浦波葵長。預(yù)因此浪只要料選擇持合適騰的泵頂浦源冶就可榜以獲蘆得任因意波屢長的雖拉曼脆放大積。ED怖FA事的出歐現(xiàn)確柔實極蹄大的矩促進碎了現(xiàn)惠代光橋通信腎系統(tǒng)性的發(fā)梯展。榮但是除隨著遼現(xiàn)代帥光網(wǎng)惹絡(luò)進陷一步淹發(fā)展穗：（1宴）一湖方面曲ED窮FA貧已經(jīng)損不能世滿足醋現(xiàn)有腸系統(tǒng)僅對超泄大容及量的蜓要求（2優(yōu)）另即一方粒面E擔DF際A也拆會帶矛來光房誠信號怎信噪逮比的茄不斷妹惡化誦而不滅能滿叉足超倉長距堡離傳石輸?shù)膬r要求映。為此蚊，必鋸須要隙提出耀一種業(yè)既要替滿足載超寬袖帶寬騙要求營，又小能滿膊足超臭低噪最聲要剛求的猶新型思光放壯大器秋。光疾纖拉泡曼放泳大器貞（F遇RA抽）由說于其初自身湖固有照的全懲波段憂可放栽大、逼噪聲火指數(shù)馬小等查特性準，成塘為了壯新一快代放感大器熊的首惠選。除此西之外遷拉曼逮放大恭器還道具備趁另外康一個炕非常嘉突出登的優(yōu)慰點就傷是能切同其尋他光捕放大趕器（哥比如閥ED龜FA汽）進暢行有勝機結(jié)刻合，蛛通過凍有機它的混頂合使屋用可蕉以構(gòu)辨成寬風帶寬趙、低具噪聲肢、增站益平縱坦、感高輸挨出功檢率、效響應(yīng)胞時間圈短的拔混合憲放大作系統(tǒng)懂。但這浮種混旦合放訪大系院統(tǒng)也糾有對否所需應(yīng)泵浦桂功率傍較大終、對煤光偏怪振敏壤感的蜻缺點禍。另付外由隆于拉且曼放篩大器嚷的增等益較船低，濁從經(jīng)睜濟性輝的角康度考攤慮，封它不查適合貧單獨鏈做功矛率放程大器吐。因歲此拉秧曼放塞大器塵特別商適合滲與E釘DF沸A相頭結(jié)合索作為潤超長順距離應(yīng)WD今M系封統(tǒng)的求功率泉放大雞器。舞這樣館既能叔獲得鮮較大祝的增卸益，隱又能斧保證所得到富較高亞的光珍信噪航比。7.干2測光波若分復(fù)令用技隙術(shù)隨著坑人類汪社會益信息壁時代自的到涂來，饞對通典信的傾需求皂呈現(xiàn)勸加速醬增長不的趨列勢。豬發(fā)展險迅速顧的各近種新駕型業(yè)技務(wù)(燒特別特是高廚速數(shù)揀據(jù)和孩視頻新業(yè)務(wù)繩)對章通信溉網(wǎng)的歲帶寬糧(或匹容量宰)提裝出了貼更高鼠的要旺求。屋為了全適應(yīng)挎通信夫網(wǎng)傳晝輸容疏量的犁不斷勤增長恢和滿期足網(wǎng)春絡(luò)交酒互性統(tǒng)、靈時活性子的要騾求，伏產(chǎn)生巧了各特種復(fù)修用技蘋術(shù)。在光莊纖通舞信系好統(tǒng)中赴除了何大家本熟知貧的時鴿分復(fù)逢用(晚TD宮M)語技術(shù)系外，璃還唯出現(xiàn)箱了其機他的濃復(fù)用喇技術(shù)歷，例摩如光網(wǎng)時分襲復(fù)用情(O擦TD鍛M)棍、光傲波分蒸復(fù)用路(W晉DM當)、億光忠頻分宇復(fù)用免(O袋FD將M)唯以及糧副載面波復(fù)戚用(步SC崖M)鐵技術(shù)鄉(xiāng)豐。獵本節(jié)杯主要編講述美WD懲M技安術(shù)。病光波廊分復(fù)醬用原飲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網(wǎng)墨絡(luò)發(fā)暴展，誦具體鞠體現(xiàn)宣在以觸下幾辭個方齒面：（1存）可懼變波英長激照光器（2敞）全廚光中主繼器（3巾）光自交叉溫連接外設(shè)備仇（O毫XC尿）（4闊）光掩分插勤復(fù)用搜設(shè)備攔（O田AD嚷M）中國研聯(lián)通粘全國訪骨干搏網(wǎng)和驗中國漆移動疾東部燙網(wǎng)以驗及后漸續(xù)擴寨建項小目均定采用羊了西門批子的凈In切fi百ni嚴ty拖M仙TS田提供站16目0個盜波道健，每事波道亂10糖Gb跪it疫/s喉，共衛(wèi)1.謙6T騾bi眾t/戒s的蒜容量慢波分船復(fù)用局系統(tǒng)欲。技術(shù)陣的主播要特難點1.希充撇分利固用光束纖的奧巨大任帶寬轎資源光纖研具有蜂巨大趕的帶裕寬資零源(穩(wěn)低損陶耗波擱段)渴，W得DM申技術(shù)腥使一暈根光訪纖的藝傳輸鵲容量逗比單忙波長誓傳輸確增加室?guī)妆痘橹翈滋凼督樯踔林瓗装倭?，礦從盆而增脈加光耍纖的病傳輸障容量艦，降珍低成補本，援具有濤很大蓄的應(yīng)葛用價碰值和乏經(jīng)濟第價值絲式。2.蜂同榮時傳液輸多概種不病同類蔽型的肚信號兄由于徹WD肥M技非術(shù)使努用的袋各波兄長的鉆信道僅相互緒獨立想，因供而可新以傳禽輸特性和速率完全腳不同梯的信答號，座完成播各種民電信劇業(yè)務(wù)脂信號翁的綜紙合傳狡輸，撥如P援DH竟信號別和S紗DH撲信號雀，數(shù)舍字信投號和詠模擬篩信號志，多界種業(yè)焰務(wù)(儉音頻親、視依頻、秤數(shù)據(jù)肚等)頸的混商合傳緊輸?shù)群汀?.適節(jié)憑省線鞋路投迫資采用饒WD圍M技榆術(shù)可晌使N祝個波籌長復(fù)滋用起兆來在煌單根慣光纖皆中傳虎輸，螞也可攏實現(xiàn)嗓單根艷光纖暴雙向務(wù)傳輸裳，在去長途懶大容序量傳晴輸時槍可以愉節(jié)約師大量棟光纖堵。另安外，膜對已把建成姻的光耗纖通澤信系拳統(tǒng)擴貢容方依便，騰只要騾原系卸統(tǒng)的皮功率扶余量供較大芬，就鍛可進走一步想增容奇而不役必對顛原系懸統(tǒng)作教大的位改動艇。4.分降檢低器體件的源超高雨速要饅求隨著鄙傳輸讓速率仙的不錦斷提猜高，壤許多治光電蓋器件貢的響豎應(yīng)速涌度已躍明顯飼不足舍，使主用W宜DM襲技術(shù)括可降唯低對榨一些荒器件零在性假能上傅的極夕高要您求，腐同時粉又可蛾實現(xiàn)鍛大容抬量傳偽輸。激5.隙高籠度的孕組網(wǎng)徹靈活搬性、鵝經(jīng)槍濟性窮和可觸靠性WD康M技附術(shù)有藝很多證應(yīng)用撐形式鬼，如小長途蟻干線鑄網(wǎng)、纖廣播曾分配句網(wǎng)、片多路陳多址腎局域恰網(wǎng)。芳可以源利用辛WD仇M技夏術(shù)選籠擇路稱由，治實現(xiàn)撤網(wǎng)絡(luò)侵交換飾和故電障恢爬復(fù)，沖從而異實現(xiàn)音未來熊的透嗚明、盼靈套活、托經(jīng)濟紛且具算有高瘦度生提存性飛的光朽網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)。光濾順波器早與光良波分音復(fù)用植器光濾敗波技碎術(shù)：所即波攤長選疊擇技橫術(shù)。光濾溜波器眾在W專DM陪系統(tǒng)睜中是滿一種躺重要恰元器熱件，陸與波永分復(fù)夸用有瀉著密伏切關(guān)蔽系，固常常鏈用來撈構(gòu)成正各種猛各樣蒼的波柳分復(fù)鳥用器構(gòu)和解嫁復(fù)用快器。紋光濾際波器械的三趣種應(yīng)濾用：（1關(guān)）單圈純的尖濾波畏應(yīng)用丘(圖兆7.士10字(a淡))光濾波器l1,l2,l3,l4l2,l3,l4l1(a)(a吸)富單純技的濾惰波應(yīng)坡用；波分復(fù)用器(b)l1l2l3l4l1,l2,l3,l4波長路由器l1,l2,l3,l4l1,l2,l3,l4(c)1111222l1,l2,l3,l42112l1,l2,l3,l412212（2馳）波逝分復(fù)費用/妥解復(fù)眠用器引中應(yīng)叨用(表圖7持.1弟0(短b)機)（3夜）波鳴長路追由器慮中應(yīng)都用(造圖7葵.1呈0(鄉(xiāng)豐c)圓)。波分聲復(fù)用榆器和屬解復(fù)核用器雪主要昆用在WD華M終屑端和波長最路由允器以及波長討分插扭復(fù)用桑器(W浴av苗el想en結(jié)gt震h漿Ad它d/射Dr激op壓M槍ul攪ti帝pl尤ex脈er片,恰WA摔DM母)中緞。(b炊)兄波分勞復(fù)用稼器中淚應(yīng)用(c寨)波商長路刷由器昨中應(yīng)遼用路由艙器交餅換了文波長囑λ1和λ4。如果董一個鳳波長鳳路由恰器的侮路由店方式傘不隨抓時間皂變化奏，就塔稱為靜態(tài)光路由甘器；路壘由方蓮式隨步時間粱變化熄，則鋤稱之數(shù)為動態(tài)辨路由歸器。昌靜態(tài)決路由校器可尖以用衰波分罪復(fù)用歌器來臉構(gòu)成斤，如承圖7省.1坊1所溜示。久吵波長階分插蕉復(fù)用茄器可習以看及成是牧波長勇路由涼器的且簡化世形式熔，它木只有源一個修輸入笨端口茄和一述個輸茂出端念口，憤再加蜓上一楊個用匹于分喬插波葬長的納本地丹端口結(jié)。圖7邁.1穿1賓由昆波分隔復(fù)用替器構(gòu)表成靜霉態(tài)路兼由器對光玩濾波加器的那主要倘要求決有：(1絮)一個冠好的律光濾匠波器腦應(yīng)有裂較低聚的插宮入損經(jīng)耗，才并且窗損耗南應(yīng)該哪與輸脫入光權(quán)的偏鑄振態(tài)撲無關(guān)并。在大鍛多數(shù)熄系統(tǒng)紹中，稿光的片偏振敬態(tài)隨蓬機變其化，退如果爪濾波拘器的今插入忙損耗出與光仙的偏波振有貧關(guān)(哥PD幟L:未P贈ol朱ar央iz矩at榴io歇n醬de累pe飼nd姻en棚t怖Lo閥ss洗),監(jiān)則堡輸出虧光功奸率將跨極其鞭不穩(wěn)啄定。鋼(壩2)丑一個遷濾波嶄器的禮通帶盈應(yīng)該除對溫抗度的伏變化嶄不敏跡感。溫度芝系數(shù)戰(zhàn)是指胳溫度粱每變廈化1柴℃的起波長基漂移純。一尚個W切DM霸系統(tǒng)徹要求跑在整旗個工悠作溫獄度范乓圍(詠大約毅10胖0乘℃)櫻內(nèi)，巖波長逢漂移觀應(yīng)該掏遠小圾于相繁鄰信散道的澡波長螺間隔資。(3傭)敘在一硬個W昏DM碧系統(tǒng)神中，呀隨著冬級聯(lián)鑒的濾半波器示越來閉越多恢，系減統(tǒng)的摔通帶撈就變拆得越懶來越構(gòu)窄。久為了永確保誘在級換聯(lián)的悲末端管還有敗一個引相當丙寬的旬通帶穗，單個迫濾波筑器的謙通帶予傳輸慎特性割應(yīng)該擋是平健直的識，奔以便隆能夠袋容納吸激光峽器波正長的客微小農(nóng)變化。單墊個濾知波器消的通晌帶的失平直竊程度瓣常用棋1怨dB府帶寬丈來衡君量，絨如圖片7.晨12覺所示索。圖7貧.1呈2巡壽光濾歐波器負的1疤d晨B帶臉寬波長廳選擇鉗技術(shù)劃及其送在W腹DM干系統(tǒng)嚷中的缸應(yīng)用模。1.些光乓柵光柵掘(G關(guān)ra寇ti洋ng股)廣杠泛地件用來怎將光詢分離炊為不甘同波波長的摩單色劑光。鉆在戀WD明M系躬統(tǒng)中同，光蟻柵主行要用羊在解仇復(fù)用你器中梯，以列分離矛出各頁個波諸長。權(quán)圖7踐.1稼3是社光柵膚的兩斗個例廊子，劍圖7記.1穗3(皮a)這是透診射光饅柵，宿圖7蛾.1盜3(撕b)創(chuàng)是反斃射光銳柵。瞧圖7眾.1鉤3光懂柵(a盲)氧透射軌光柵氧；畫(b猾)扛反射筒光柵光柵墨的基占本原少理（括以透蠶射光嬸柵為菜例）如圖侵7.竊14技所示速，設(shè)殼兩個巡壽相鄰次縫隙數(shù)間的刑距離女即柵紀距為舍a,悼光嘆源離偵光柵缺平面競足夠良遠(狗相對召于a吵而言益)，王入射淺角為緣瑞θi，衍限射角另為θd，通烈過兩拍相鄰寺縫隙拐對應(yīng)司光線萄的光影程差筒由(掌)決帝定，涼而攔7.糟14團透煙射光鹿柵的約工作檢原理光柵摔方程伐為行a(芽si連nθi-s濁in脫θd)=拘mλ其中役m為露整數(shù)尸，當餅a和惱θi一定丟時，河不同累的θd對應(yīng)醒不同院的波束長λ桿，也手就是刷說，掘像面茄上的史不同償點對拔應(yīng)不途同的技波長封，于套是可博用作凈WD私M中鉤的解鵲復(fù)用宋器。2.共布盼喇格娛光柵棍布喇負格光醒柵(灣Br主ag襲g屠Gr劣at截in蕩g)每廣泛胡用于防光纖借通信狼之中崖。一般你情況穗下，忍傳輸降媒質(zhì)甜的周洗期性鑒微擾苦可以喜看作譜是布惱喇格穴光柵沙；切這種緊微擾透通常簡引起腹媒質(zhì)劉折射艘率周掘期性爸的變層化。應(yīng)用制：（1柿）半胳導(dǎo)體抱激光鉆器使洗用布給喇格晨光波哀導(dǎo)作灰分布宜反饋卻可以禁獲得遣單頻叨輸出青(如誓DF哲B激模光器鹽)；（2蹤蝶）在菌光纖延中，衫寫入項布喇夕格光果柵后豪可以辱用于軌光濾濕波器測、光到分插森復(fù)用臺器和班色散劑補償里器。設(shè)兩育列波有沿著洋同一零方向接傳播匹，其奴傳播療常數(shù)丟分別帽為β0和β1，如不果滿節(jié)足布鬼喇格沉相位繩匹配類條件抹：其中亞Λ為危光柵惜周期嫌，講則一洪個波梯的能仍量可疼以耦扶合到館另一嘴個波誕中去欣。在反倚射型亞濾波也器中午，我晝們假仆設(shè)傳抗播常笨數(shù)為鑼β0的光角波從險左向臺右傳才播，魂如果字滿足卡條件英：則這回個光掃波的揀能量武可以撫耦合提到沿消它的弱反方矛向傳挑播的蘋具有依相同尖波長憶的反閉射光鋸中去芒。設(shè)β0=2繳πnef不f/λ0，其從中λ0為輸恒入光掘的波衛(wèi)長，胳nef寺f為波沉導(dǎo)或烏光纖茅的有絡(luò)效折融射率農(nóng)。也寇就是下說，覆如果夠λ0=2亮nef枯fΛ，學光波孕將發(fā)梁生反串射，努這個文波長尋λ0就稱厚作布坡喇格右波長流。隨著荷入射詳光波跨的波棕長偏叛離布歐喇格鹽波長欠，其努反射木率就套會降杠低，暢如坐圖7影.1忘5(歲a)棉所示凝。如辨果具恢有幾臺個波牛長的赤光同飯時傳展輸?shù)姐~光纖遞布喇圖格光蝦柵上返，則悼只有瞎波長恰等于狼布喇升格波瞎長的筐光才歉反射燃，而泉其它賄的光獎全部早透射店。(b除)布罩喇格射光柵炮的反伯射譜奏（變昏跡折麥射率輸）圖7內(nèi).1綠5(燒a)慈中的凡功率摧反射獨譜是肚針對來折射氧率均開勻周址期性朵變化購的光萬柵而夕言的育，為汽了消阿除不舟需要棟的旁嫌瓣，厚新研坐制成存功了窩一種積稱為滑變跡礎(chǔ)光柵祖(A惕po刊di耀ze沫d果Gr挺at殼in資g)濤的光橡柵，凝它與起漸變偉折射亡率光幻玉纖有兩點類疊似，唯其折客射率鞋沿光旗柵纖核芯到似邊沿處逐漸哲減小樸，變際跡光受柵的替功率兆反射尾譜如陪圖7繡.1菊5(蒜b)蝴所示抓。注堪意變及跡光統(tǒng)柵旁雁瓣的隨減少衰是以齒主瓣湯加寬愁為代寇價的帶。馳圖7業(yè).1繁5（拾a)孫布喇左格光怠柵的涂反射螞譜均籃勻折其射率3.摩光墨纖光挖柵光纖潑光柵繳(F孟ib愿er肅G廉ra通ti丙ng勇)是雜一種假非常女有吸鵝引力蒜的全縫光纖擔器件沒，其疤用途示非常凡廣泛和，可非用作光濾洽波器、光分評插復(fù)篇用器和色散罵補償咸器。對于則全光盒纖器嚼件，鍛其主負要優(yōu)筍點有至：插入臟損耗電低，暮易于羞與光未纖耦兔合，毀對偏嚼振不漆敏感四，溫麥度系捉數(shù)低芒，封描裝簡銷單，浮成本傲也較售低。光纖絡(luò)中寫筍入光潮柵的表原理忍：在傳謊統(tǒng)光錄纖的章Si惑O2中摻異入少磁量鍺尿(G絞e)綿后就拉具有怠了光多敏特傳性，遠再由箏紫外醒(U功V)脆光照疫射，蓄就可狡引起抱光纖臘纖芯童的折蔬射率武變化贈。干涉錫法：若嘴用兩亭束相癥干的孤紫外哄光照挑射摻續(xù)雜后宣的光乓纖纖擔芯，袖則照潑射光眠束的禮強度皆將沿肆著光斥纖長陣度方疾向周繁期性鳴地變慈化，悟強度勾高的把地方妻纖芯谷折射鞠率增中加，館強度霞低的聚地方兼纖芯朝折射輸率幾茂乎無貼任何毯變化探，這漫樣就鍋在光扶纖中同寫入案了光肆柵。衍射庫法：可抱以使想用位肥相版痕(p杰ha價se進m班as捐k)暢來寫演入光醬柵。朽位相赴版是襪一種點光衍展射元播件，精當用回光束甚照射比它時案，它冬將光顯束分六離成才各個災(zāi)不同折的衍別射級冒，淚這些條衍射寄級相盼互干鐵涉就貿(mào)可將歇光柵報寫入哭光纖脾。夾類型帆：（1碧）短逼周期猴(s叢ho愛rt蟻p還er峰io姨d)忌光纖存光柵羨，也匠稱光地纖布衣喇格沸光柵急，波尚長典像型值裕大約夠0.束5備μm露。（2猴）長協(xié)周期瓦(l描on芝g筒pe灘ri匪od鞋)光今纖光曠柵。累波長潤從幾果百微榨米到爪幾毫攀米不疲等。短周鞭期光駕柵：光纖橋布喇包格光掌柵(歲FB匙G：適F暢ib術(shù)er薯B總ra揚gg故G替ra蔥ti絕ng糧)是辭一種拳反射起型光普纖光蘇柵，它光柵眠使正圓向傳葬輸模牛(單象模光楊纖中販即為創(chuàng)基模皆)同抄反向技傳輸見模之胳間發(fā)膨生耦壩合，軋光柵肢的周梁期應(yīng)據(jù)等于適傳輸開光波濾在光究纖內(nèi)養(yǎng)部的幻玉波長鞋的一痰半，這種紋光纖村光柵愚只對謀在布徒喇格棄波長飲及其廟附近蜓很窄暗的波母長范菜圍內(nèi)擦的光棍發(fā)生利反射攏，而氧不影光響其查它波野長的霸光通寫過。光纖扯布喇惠格光虛柵的抱特點爛：（1胖）損疤耗低哀(0渡.1踐d詳B左篇右)（2邀）波顫長準元確度修高(陰可達擔±0呈.0睡5冤nm勇)（3灑）鄰飛近信菠道串際擾抑業(yè)制較惱高(富可達欺40顆d替B)（4議）通構(gòu)帶頂躲部平曉坦光纖敏長度掀隨溫弄度變遙化稍銳微有徹些變唐化，更但這員可以億通過典采用角負熱妻膨脹拿系數(shù)殊的材陷料封著裝來篩改善艱，屆使得摸在整除個工壇作溫只度范稿圍(筋10陜0胸℃)即內(nèi)，援中憲心波藍長的肅漂移任可以館小到低0.稼07陽n即m。石在W蠶DM棕系統(tǒng)慌中，谷光纖妨布喇極格光殲柵可組用作工濾波案器、推光鎮(zhèn)分插杏復(fù)用遞器和杏色散得補償熊器(燭Di己sp沾er相si仔on廟C扭om葡pe較ns鎮(zhèn)at撒or布)。貞圖7仔.1及6(及a)慰是一取個簡誤單的愚光分芬器，擾由一耳個三辣端口引光環(huán)滅行器房誠和一搶個光軍纖布會喇格蘇光柵港構(gòu)成師，由狗光柵欲反射顯回來幫的波婚長λ2從環(huán)死行器僑的端鳳口3臨取出剃，余夏下的磨波長熔繼續(xù)氣前行饞。在襲上面黑簡單奪的光厚分器到的基差礎(chǔ)上番加上艘一個效耦合業(yè)器，歸就瞞可以乘實現(xiàn)緩光的廟分插獸功能兼，如割圖7拋.1紙6(牽b)島所示市。7.脫3光沸交星換許技剪術(shù)耍采用胸光交牌換技攪術(shù)的楊必要播性：（1拾）目疏前的低商用達光纖奶通信演系統(tǒng)資，單鞭信道善傳輸爬速率已已超習過1獎0產(chǎn)Gb然/s包，逐實驗聾WD踏M系賞統(tǒng)的掀傳輸油速率聲已超委過3兵.2貧8疾Tb沸/s它。（2山）但槐是傳扛統(tǒng)電獵子交璃換機午的端朗口速鐘率只韻有幾蟲Mb派/s社到幾滴百M止b/潮s，桐限制喂了光狀纖通芬信網(wǎng)夏絡(luò)速順率的霧提高應(yīng)。（3成）在格眾多水的接針口進議行頻市繁的陵復(fù)用沸/解警復(fù)用兵，光泡/電逐和電鉗/光探轉(zhuǎn)換似，增盟加了杠設(shè)備億復(fù)雜陶性和歡成本挖，降樸低了朋系統(tǒng)鐮的可鑼靠性榆。（4尸）電糖子線莊路的臨極限倘速率剝約為緒20雖G熊b/買s。靜要徹隔底解護決高鐘速光鑄纖通爬信網(wǎng)惕存在紛的矛蛾盾，洞只有更實現(xiàn)選全光燙通信篇，而桶光交芒換是廁全光賭通信如的關(guān)天鍵技臟術(shù)。聰光交祝換主稼要有眼三種谷方式禾：（1底）空起分光與交換（2縮慧）時惜分光酸交換（3寬）波鉗分光鋒交換空分急光交相換空分罵光交樣換的遷功能襲是使閑光信舍號的娛傳輸鋒通路炎在空卷間上砍發(fā)生宏改變嗎?？辗中韫饨婚T換的綠核心嬌器件勇是光移開關(guān)。光謹開關(guān)儲有電悲光型現(xiàn)、泰聲光抹型和末磁光怎型等拔多種穿類型已，其損中電饑光型素光開騰關(guān)具廈有開療關(guān)速憲度快庫、串念擾小罷和結(jié)值構(gòu)緊花湊等腥優(yōu)點梨，有氧很好晃的應(yīng)涌用前錯景。貢典型最光開膝關(guān)是省用鈦汗擴散惡在鈮排酸鋰舉(T欣i:火L請iN斥bO3)晶封片上永形成慕兩條國相距雞很近蒜的光煮波導(dǎo)簽構(gòu)成蒸的，璃并通室過對還電壓勉的控鈴制改核變輸樹出通氏路。諸圖7洪.3住1(膠a)櫻是由挖4個良1×介2光位開關(guān)森器件鴨組成股的2叼×2堅光交府換模凈塊。溝1×纏2夫光開比關(guān)器弄件就厭是T亞i:籮L改iN丸bO3定向蜓耦合求器型茅光開箏關(guān)，謝只虹是少甩用了普一個注輸入班端而滴已。1×2光交換器件這種甚2×具2光蓮交換炮模塊啄是最記基本餅的光將交換四單元意，它憑有兩劣個輸遼入端猾和兩祝個輸?shù)贸龆硕?，通蛾過電軌壓控對制，蜜可恩以實摩現(xiàn)平惑行連魂接和在交叉姓連接漂，如盲圖7乖.3傍1(徐b)服所示借。圖7葛.3訪1(今c)師是由輪16鐵個1陷×2煉光開承關(guān)器怒件或哈4個乘2×益2光激交換尿單元癥組成你的4終×4纖光交拐換單繼元。奴平行聯(lián)接交叉聯(lián)接定向耦合器光波導(dǎo)光信號輸出光信號輸入(b宇)(c獨)時分拜光交柿換時分猛光交急換是蒸以時說分復(fù)株用為掀基礎(chǔ)呼，喜用時驗隙互御換原留理實紡現(xiàn)交題換功科能的煎。熟時分居復(fù)用遍是把金時間成劃分樸成幀體，每傾幀劃蝴分成恢N個露時隙布，并減分配姨給N駕路信續(xù)號，守再把也N路仆信號啞復(fù)接丘到一航條光錯纖上額。在辜接收周端用汗分接縮慧器恢弊復(fù)各芝路原爭始信君號，外如圖枝7.餡32殖(a興)所偽示。詠1復(fù)接器2N…分接器12N12…N時隙幀(a)(b敘)闖時隙妥互換換原理務(wù)；嫂(忌c)石等尾效的救空分遷交換1234分接器1延遲1延遲22延遲33延遲44(b)復(fù)接器輸入輸出413212341234(c)所謂棒時隙漁互換存，就蘿是把連時分哥復(fù)用分幀中雷各個扎時隙沖的信援號互往換位僻置。饑如圖至7.物32淡(b我)，添首先尊使時郵分復(fù)雁用信西號經(jīng)佩過分壩接器處，在樓同一時時間越內(nèi)，杯分接蓬器每載條出列線上弦依次耗傳輸族某一謠個時念隙的企信號辨；然之后使悄這些把信號和分別艘經(jīng)過引不同綿的光則延遲運器件殊，獲性得不筑同的泳延遲查時間瘋；最蹦后用笑復(fù)接隨器把界這些塵信號得重新黑組合蘭起來著。圖表7.纖32助(c室)示洋出時單分光閥交換敗的空嘆分等綿效。堡波分巨光交濫換波分聞光交宰換(傍或交丸叉連梳接)霧是以波鴉分復(fù)辛用原烘理為基礎(chǔ)事，微采用黑波長雹選擇濕或波安長變獵換的蠟方法普實現(xiàn)亮交換滴功能得的。普圖7鑼.3搞3(泉a)機和(花b)喜分別鼠示出危波長樹選擇隙法交固換和筆波長阿變換偉法交狠換的夏原理古框圖愈。悟設(shè)傭波分規(guī)交換榜機的間輸入斃和輸?shù)壮龆记鹋cN粘條光呼纖相暈連接倒，這問N條首光纖壘可能牌組成秒一根竹光纜捏。每徒條光廉纖承含載W停個波尚長的罪光信仍號。揮從秀每條澆光纖岡輸入投的光茅信號繩首先途通過閑分波厘器(將解復(fù)德用器哲)W塞DM餡X分劃為W屯個波炸長不起同的寒信號被。所糞有N引路輸貼入的宰波長固為λi(i恐=1侄,2膊,…背,W報)的燒信號右都送繁到λi空分瞇交換兼器，主在那階里進蹦行同裁一波洞長N秘路(致空分欣)信諒號的葬交叉掠連接酒，到漢底如鍬何交梅叉連存接，鈴將由卡控制喇器決革定。圖7鄭.3兼3波映分交伶換的約原理圣框圖絡(luò)(a緒)誓波長刮選擇池法交字換；禮(浴b)柜波衛(wèi)