【正文】 道傳輸時(shí) ， 隔離度大 ， 無(wú)串?dāng)_ ， 適用于波分復(fù)用系統(tǒng) 。 （ 2）前置放大器（ PA）。由于這種放大器是在光行進(jìn)過(guò)程中對(duì)光進(jìn)行放大的，故被稱為行波式光放大器。 除此之外拉曼放大器還具備另外一個(gè)非常突出的優(yōu)點(diǎn)就是能同其他光放大器（比如 EDFA）進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)有機(jī)的混合使用可以構(gòu)成寬帶寬、低噪聲、增益平坦、高輸出功率、響應(yīng)時(shí)間短的混合放大系統(tǒng)。 在光纖通信系統(tǒng)中除了大家熟知的時(shí)分復(fù)用 (TDM)技術(shù)外 ， 還出現(xiàn)了其他的復(fù)用技術(shù) ， 例如光時(shí)分復(fù)用 (OTDM)、 光波分復(fù)用 (WDM)、 光頻分復(fù)用 (OFDM)以及副載波復(fù)用 (SCM)技術(shù) 。如圖 ，在光纖的兩個(gè)低損耗傳輸窗口： 波長(zhǎng)為 μm( ～ ) 的窗口，相應(yīng)的帶寬 (|Δf|=|Δλc/λ 2|, λ 和 Δλ 分別為中心波長(zhǎng)和相應(yīng)的波段寬度， c為真空中光速 )為 17700 GHz； 波長(zhǎng)為 μm( ～ μm) 的窗口， 相應(yīng)的帶寬為 12500 GHz。 在這個(gè)光層中，相鄰光纖鏈路中的波長(zhǎng)通道可以連接起來(lái)，形成一個(gè)跨越多個(gè) OXC和 OADM的光通路 ，完成端到端的信息傳送，并且這種光通路可以根據(jù)需要靈活、動(dòng)態(tài)地建立和釋放，這就是目前引人注目的、 新一代的 WDM全光網(wǎng)絡(luò)。 光發(fā)射機(jī)…光發(fā)射機(jī)復(fù)用器 光纖放大器 解復(fù)用器光接收機(jī)光接收機(jī)…1n?1?n?1… ?n1n光接收機(jī)…光接收機(jī)解復(fù)用器 光纖放大器 復(fù)用器光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)…1′n ′?1… ?n?1?n1′n ′ 圖 雙纖單向 WDM傳輸 圖 單纖雙向 WDM傳輸 光發(fā)射機(jī)…光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)…1n?1?n?1… ?n1n光接收機(jī)…光接收機(jī)復(fù)用/ 解復(fù)用器光纖放大器光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)…1 ′n ′?n ＋ 1… ?2 n1 ′n ′復(fù)用/ 解復(fù)用器?n ＋ 1?2 n(2) 單纖雙向傳輸。 (2) 串?dāng)_抑制度 。 (6) 信道寬度 。 EDFA必須采用增益平坦技術(shù)，使得 EDFA對(duì)不 （ 4） 在接收端 ， 光前置放大器 (PA)放大經(jīng)傳輸而衰減的主信道光信號(hào) ， 分波器從主信道光信號(hào)中分出特定波長(zhǎng)的光信號(hào) 。 5. 高度的組網(wǎng)靈活性 、 經(jīng)濟(jì)性和可靠性 WDM技術(shù)有很多應(yīng)用形式 ， 如長(zhǎng)途干線網(wǎng) 、 廣播分配網(wǎng) 、多路多址局域網(wǎng) 。 靜態(tài)路由器可以用波分復(fù)用器來(lái)構(gòu)成 ， 如圖 。 為了確保在級(jí)聯(lián)的末端還有一個(gè)相當(dāng)寬的通帶 ， 單個(gè)濾波器的通帶傳輸特性應(yīng)該是平直的 ， 以便能夠容納激光器波長(zhǎng)的微小變化 。 一般情況下 ， 傳輸媒質(zhì)的周期性微擾可以看作是布喇格光柵； 這種微擾通常引起媒質(zhì)折射率周期性的變化 。 (b)布喇格光柵的反射譜 （ 變跡折射率 ） 圖 (a)中的功率反射譜是針對(duì)折射率均勻周期性變化的光柵而言的，為了消除不需要的旁瓣，新研制成功了一種稱為變跡光柵 (Apodized Grating)的光柵，它與漸變折射率光纖有點(diǎn)類似，其折射率沿光柵纖芯到邊沿逐漸減小，變跡光柵的功率反射譜如圖(b)所示。 類型： （ 1） 短周期 (short period)光纖光柵 ， 也稱光纖布喇格光柵 ， 波長(zhǎng)典型值大約 μm 。在上面簡(jiǎn)單的光分器的基礎(chǔ)上加上一個(gè)耦合器， 就可以實(shí)現(xiàn)光的分插功能，如圖 (b)所示。 光開(kāi)關(guān)有電光型 、 聲光型和磁光型等多種類型 ， 其中電光型光開(kāi)關(guān)具有開(kāi)關(guān)速度快 、 串?dāng)_小和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn) ， 有很好的應(yīng)用前景 。 在接收端用分接器恢復(fù)各路原始信號(hào) ， 如圖 (a)所示 。 所有 N路輸入的波長(zhǎng)為 λ i(i=1,2,…,W)的信號(hào)都送到 λ i空分交換器 ， 在那里進(jìn)行同一波長(zhǎng) N路 (空分 )信號(hào)的交叉連接 ， 到底如何交叉連接 ， 將由控制器決定 。 利用光孤子作為載體的通信方式稱為光孤子通信 。 光纖非線性效應(yīng)和色散單獨(dú)起作用時(shí) ， 在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)都要產(chǎn)生脈沖展寬 ， 對(duì)傳輸速率的提高是有害的 。 所謂相干光 ， 就是兩個(gè)激光器產(chǎn)生的光場(chǎng)具有空間疊加 、 相互干涉性質(zhì)的激光 。 這時(shí)光檢測(cè)器輸出的光功率 P與光強(qiáng) |ES+Ｅ L|2成比例 ， 即 P=K|ES+EL|2 () 式中 ， K為常數(shù) 。 實(shí)驗(yàn)表明 ， 當(dāng)每隔 80 km加入一個(gè)摻鉺光纖放大器 ， 25 個(gè) EDFA可以使 Gb/s系統(tǒng)的傳輸距離增加到 2200 km以上 ， 非常適合干線網(wǎng)使用 。 相干光系統(tǒng)要求信號(hào)光和本振光混頻時(shí)滿足嚴(yán)格的匹配條件 ， 才能獲得高混頻效率 ， 這種匹配包括空間匹配 、 波前匹配和偏振方向匹配 。 (2)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部 ， 可以提高鏈路上現(xiàn)有波長(zhǎng)的利用率 。 對(duì)波長(zhǎng)變換技術(shù)的要求有： （ 1） 對(duì)比特率和信號(hào)格式應(yīng)具有透明性； （ 2） 較寬的變換范圍 ， 既能向長(zhǎng)波長(zhǎng)變換又能向短波長(zhǎng)變換； （ 3） 適當(dāng)?shù)妮斎牍夤β?(不大于 0 dBm)； （ 4） 變換速率快； （ 5） 對(duì)偏振不敏感 ， 低啁啾輸出 ， 高信噪比 ， 高消光比； （ 6） 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 。 (3)如果不同網(wǎng)絡(luò)由不同的組織管理 ， 并且這些網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有協(xié)調(diào)一致的波長(zhǎng)分配 ， 那么在網(wǎng)絡(luò)之間就可以使用波長(zhǎng)變換器 。 OTDM是在光域上進(jìn)行時(shí)間分割復(fù)用 ， 一般有兩種復(fù)用方式： (1)比特間插 (Bit interleaved) (2)信元間插 (Cell interleaved) 比特間插是目前廣泛被使用的方式 ， 信元間插也稱為光分組(Optical Packet)復(fù)用 。 (1) 必須使用頻率穩(wěn)定度和頻譜純度都很高的激光器作為信號(hào)光源和本振光源 。 顯然 ， 式 ()右邊最后一項(xiàng)是中頻信號(hào)功率分量 ， 它實(shí)際上是疊加在 PS和 PL之上的一種緩慢起伏的變化 ， 如圖 所示 。 圖 ， 光接收機(jī)接收的信號(hào)光和本地振蕩器產(chǎn)生的本振光經(jīng)混頻器作用后 ， 光場(chǎng)發(fā)生干涉 。 光強(qiáng)調(diào)制 直接檢測(cè) (IMDD)方式的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 調(diào)制和解調(diào)簡(jiǎn)單 ， 容易實(shí)現(xiàn) ， 成本較低 。 我們知道 ， 光纖通信的傳輸距離和傳輸速率受到光纖損耗和色散的限制 。 這種交換機(jī)當(dāng)前已經(jīng)成熟 ， 可應(yīng)用于采用波長(zhǎng)選路的全光網(wǎng)絡(luò)中 。如圖 (b)，首先使時(shí)分復(fù)用信號(hào)經(jīng)過(guò)分接器，在同一時(shí)間內(nèi)，分接器每條出線上依次傳輸某一個(gè)時(shí)隙的信號(hào)；然后使這些信號(hào)分別經(jīng)過(guò)不同的光延遲器件，獲得不同的延遲時(shí)間；最后用復(fù)接器把這些信號(hào)重新組合起來(lái)。 圖 (a)是由 4個(gè) 1 2光開(kāi)關(guān)器件組成的 2 2光交換模塊 。 （ 2） 但是傳統(tǒng)電子交換機(jī)的端口速率只有幾 Mb/s到幾百 Mb/s，限制了光纖通信網(wǎng)絡(luò)速率的提高 。 波長(zhǎng)從幾百微米到幾毫米不等 。 圖 （ a)布喇格光柵的反射譜均勻折射率 3. 光纖光柵 光纖光柵 (Fiber Grating)是一種非常有吸引力的全光纖器件 ， 其用途非常廣泛 ， 可用作 光濾波器 、 光分插復(fù)用器 和 色散補(bǔ)償器 。 設(shè)兩列波沿著同一方向傳播 ， 其傳播常數(shù)分別為 β 0和 β 1， ?????? 210 其中 Λ 為光柵周期 ， 則一個(gè)波的能量可以耦合到另一個(gè)波中去 。 圖 光濾波器的 1 dB帶寬 － 400 . 9 9 60 . 9 9 8 1 1 . 0 0 2 1 . 0 0 4－ 30－ 20－ 100通帶邊緣20 dB帶寬串?dāng)_能量3 dB帶寬1 dB帶寬相鄰信道1 d B3 d B?0 / ?濾波器的幅度傳輸特性 / dB波長(zhǎng)選擇技術(shù)及其在 WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用 。 ?1?2?3?4?1,?2,?3,?41 1 1 1?1,?2,?3,?42 2 2 2?1,?2,?3,?42 1 1 2?1,?2,?3,?41 2 2 1解復(fù)用器 復(fù)用器圖 由波分復(fù)用器構(gòu)成靜態(tài)路由器 對(duì)光濾波器的主要要求有： (1) 一個(gè)好的光濾波器應(yīng)有較低的插入損耗 ， 并且損耗應(yīng)該與輸入光的偏振態(tài)無(wú)關(guān) 。 光濾波技術(shù)：即波長(zhǎng)選擇技術(shù) 。 WDM的發(fā)展方向： WDM未來(lái)總的發(fā)展方向是向全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）可變波長(zhǎng)激光器 （ 2）全光中繼器 （ 3）光交叉連接設(shè)備（ OXC） （ 4）光分插復(fù)用設(shè)備（ OADM） 中國(guó)聯(lián)通全國(guó)骨干網(wǎng)和中國(guó)移動(dòng)?xùn)|部網(wǎng)以及后續(xù)擴(kuò)建項(xiàng)目均采用了 西門子的 Infinity MTS提供 160個(gè)波道，每波道 10Gbit/s，共 波分復(fù)用系統(tǒng)。 (7) 偏振相關(guān)損耗 。 對(duì)于解復(fù)用器 )(lg10 dBppCiijij ?? 其中 Pi是波長(zhǎng)為 λi的光信號(hào)的輸入光功率 ， Pij是波長(zhǎng)為 λi的光信號(hào)串入到波長(zhǎng)為 λj信道的光功率 。如圖 ，所