創(chuàng)新技術(shù)講座

創(chuàng)新技術(shù)講座

（1）光通信新技術(shù)

光纖放大器

光波分復(fù)用技術(shù)

光交換技術(shù)

光孤子通信

相干光通信技術(shù)

光時分復(fù)用技術(shù)

波長變換技術(shù)一、光纖放大器

半導(dǎo)體光放大器的優(yōu)點是小型化，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.光纖放大器的性能與光偏振方向無關(guān)，器件與光纖的耦合損耗很小。光放大器有半導(dǎo)體光放大器和光纖放大器兩種類型。光纖放大器是把工作物質(zhì)制作成光纖形狀的固體激光器，稱光纖激光器。20世紀80年代末期，推出摻鉺光纖放大器。摻行鉺拋光蹈纖(礦E勝D蟲F府)中眾，暫鉺瞇離曠子(遙E伯r3霉+)有膝三陸個孩能捉級叼：拜能賴級1代填表賓基味態(tài)叫，貌能城量踏最缸低禁；蜜能鍬級2是殃亞帆穩(wěn)袋態(tài)刷，灰處葵于蓄中走間排能贏級招；垂能楊級3代區(qū)表立激慢發(fā)謊態(tài)淘，昆能逢量溫最跨高飲。摻永鉺甩光夸纖體放杰大燒器攔工似作環(huán)原伐理2烏.當丟泵核浦(抽隱運)光遮的溝光惡子方能筍量逼等奸于產(chǎn)能告級3和兇能旗級1的慚能舟量胳差裕時容，悟鉺心離活子匆吸桿收蚊泵穴浦挖光秘從壤基析態(tài)狐躍圾遷失到爛激奪發(fā)揀態(tài)(唱1個→聚3桃)。查但偵激圾發(fā)婆態(tài)路不嗚穩(wěn)從定輸，E物r3賣+很點快蓄返偽回傘到硬能藏級2。3爛.若億輸恒入鉗信鄭號叮光脈的臥光依子況能栽量夠等剖于奮能充級2和銷能而級1的碗能燈量哭差婦，賊處顆于頁能框級2的E質(zhì)r3呆+將統(tǒng)躍約遷妹到挽基浙態(tài)(螺2芒→互1叮)，位產(chǎn)墾生伐受駐激悔輻額射樓光乖，獅信終號源光搏得集到盒放牛大淹。摻鉺光纖放大器(EDFA)的工作原理:圖1摻達鉺屠光鬼纖燙放黨大誦器躺的銳工范作淡原崖理(未a凈)硅獎光譜纖輩中冷鉺親離秋子凡的衰能陣級館圖鈴；(念b搞)膊E灑D址F兩A的挨吸彼收瓦和久增棕益遙頻傾譜4返.激柏發(fā)杏態(tài)歷不盼穩(wěn)床定潛，E河r3鼻+很尺快嫩返滿回奏到朋能犧級2。普如項果評輸喪入辟的竊信品號誼光漆的雪光海子交能稅量咸等副于洞能舞級2和微能嚷級1的倡能恒量窮差唯，州則冷處單于糞能辜級2的E鴉r3衫+將帆躍掙遷獻到浪基殼態(tài)(氣2奧→姐1制)，剝產(chǎn)須生爺受仿激奇輻押射鈔光善，疑信妨號歷光槽得賀到聞放潔大予。積泵們浦陰光陷能宏量無轉(zhuǎn)郊換游為食信智號箭光戚。5惑.為員提達高擴放獎大價器恒增彎益攀，慕應(yīng)錯提封高瓜對由泵絨浦敬光能的鍵吸璃收駛，劃使靈基艙態(tài)E揚r3隙+盡壯可紹能喪躍乳遷遠到炎激瓣發(fā)指態(tài)籠。圖2摻闖鉺噸光店纖門放捧大堪器怕的奸特木性(霧a允)輸坐出乒信梳號爽光圣功腎率萍與科泵罪浦止光寺功烤率蛛的嶼關(guān)墻系煎；(執(zhí)b乘)小本信撇號傅增鴿益謀與奔泵衫浦燈光基功敵率晚的密關(guān)奮系摻側(cè)鉺街光發(fā)纖枯放仍大灰器該的拖構(gòu)唯成亭和饒?zhí)匚ㄐ該姐s光纖放大器主要由摻鉺光纖(EDF)、高功率泵浦光源、波分復(fù)用器和光隔離器組成。波分復(fù)用器要求插入損耗小，熔拉雙錐光纖耦合器型和干涉濾波型波分復(fù)用器最適用。對泵浦光源的基本要求是大功率和長壽命。高增益摻鉺光纖(EDF)的增益取決于Er3+的濃度、光纖長度和直徑以及泵浦光功率等，通常由實驗獲得最佳增益。隔離器作用是防止光反射，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作和減小噪聲，要求插入損耗小，反射損耗大。圖3杯-遮1光諒纖垮放萌大移器者構(gòu)澇成培方雜框墳圖圖3德-就2谷實休用拍光卵纖孔放勻大泡器軟外蚊形尤圖愧及威其唱構(gòu)垃成惕方甚框開圖EDFA特性：在泵浦光功率一定的條件下，輸入信號光功率較小時，放大器增益不隨輸入信號光功率變化，基本保持不變。當信號光功率增加到一定值(一般為—20dBm)，增益隨信號光功率增加而下降，輸出信號光功率達到飽和。圖4摻渡鉺鴉光檢纖爐放趕大責器評增特益終、封噪恒聲視指掉數(shù)孤和仁輸而出僚光坑功姜率緊與偽輸入蛾光輕功藏率子的錯關(guān)上系飄曲岸線摻謙鉺兄光帳纖旗放但大聚器省的扭優(yōu)深點局和梁應(yīng)然用工狠作中波貪長痕落葉在徒光儀纖哪通畢信么最舟佳她波務(wù)段(合1與5踩0烤0～1俗6悉0胃0娃n替m堪)；陣主師體極是躁一污段幸光跡纖(票E秘D連F設(shè))，薄與擇傳恰輸就光稍纖攻的責耦鄭合蝴損述耗嘴很蒙小內(nèi)，輩可差達0漏.分1布d咽B。2走.增虧益德高肝，稀約階為3忍0～4傲0其d治B嚷;飽俘和踐輸挑出豬光都功魯率絡(luò)大栽，煤約副為1垃0～1驅(qū)6陰d伸B鬼m案;增婦益騾特半性貼與孟光紗偏團振吼狀辜態(tài)泡無號關(guān)熟。3孕.噪姜聲戀指薪數(shù)哄小偽，趣一蝦般令為4～7仙d據(jù)B領(lǐng);用偷于嚇多陷信塵道本傳幫輸撥時紫，巴隔畜離頭度襖大插，悉無噸串啟擾抵，赴適指用智于府波狀分面復(fù)激用茂系頌統(tǒng)哲。EDFA主要優(yōu)點：4擋.頻鋒帶工寬料，霸在1忙5屑5絡(luò)0義n頭m窗遠口良，貴頻貪帶換寬意度柜為2般0～4蹄0圣n恐m，導(dǎo)可婆進西行處多樸信撈道慨傳遵輸均，很有倒利捐于括增障加兵傳剛輸敘容請量嫁。若加1310nm摻鐠光纖放大器(PDFA)，頻帶可增加一倍?！安ǚ謴?fù)用+光纖放大器”可充分利用光纖帶寬增加傳輸容量。1550nmEDFA應(yīng)用：副載波CATV系統(tǒng)，WDM或OFDM系統(tǒng)，相干光系統(tǒng)以及光孤子通信系統(tǒng)應(yīng)用EDFA增加傳輸距離。圖5光有纖頂放冒大紅器阻的撥應(yīng)挑用鋼形藝式(衰a脊)中驢繼均放召大史器虎；(司b融)前既置鋒放緞大倍器遺和響后濟置桌放鼠大皂器二腰、精光糟波易分挽復(fù)迫用固技扣術(shù)光勇波簡分甘復(fù)柔用閉原夏理1樸.姥W誰D樓M的柜概烏念光波分復(fù)用(WDM)是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的技術(shù)?；驹恚涸诎l(fā)送端將不同波長的光信號組合起來(復(fù)用)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端將組合波長的光信號分開(解復(fù)用)，作進一步處理，恢復(fù)出原信號后送入不同的終端，稱光波分復(fù)用技術(shù)。圖6中閘心萍波橋長氣在1息.趙3模μ半m和1藏.譽5笛5差μ訓(xùn)m的把硅敢光陪纖賞低后損梅耗晴傳瞇輸狼窗授口(插捐圖檔表姿示1中.楊5料5染μ爺m傳妄輸步窗冤口察的炒多生信訊道茶復(fù)訴用)在光纖兩個低損耗傳輸窗口：波長為1.31μm(1.25～1.35μm)的窗口，相應(yīng)的帶寬為中心波長和相應(yīng)的波段寬度，c為真空中光速)為17700GHz；波長為1.55μm(1.50～1.60μm)的窗口，相應(yīng)帶寬為12500GHz。兩個窗口合在一起，總帶寬超過30THz。在同一窗口中信道間隔較小的波分復(fù)用稱密集波分復(fù)用(DWDM)。該系統(tǒng)是在1550nm波長區(qū)段內(nèi)，同時用8，16或更多個波長在一對光纖上構(gòu)成光通信系統(tǒng)，其中各個波長間的間隔為1.6nm、0.8nm或更低。用WDM和DWDM區(qū)分是1310/1550nm簡單復(fù)用還是在1550nm波長區(qū)段內(nèi)密集復(fù)用。1310/1550nm復(fù)用超出EDFA的增益范圍，用WDM來代替DWDM。在光層中，相鄰光纖鏈路中的波長通道連接形成跨越多個OXC和OADM的光通路，完成端到端的信息傳送，光通路可根據(jù)需要靈活、動態(tài)地建立和釋放，即為WDM全光網(wǎng)絡(luò)。在WDM鏈路的交叉(結(jié)點)處設(shè)置以波長為單位對光信號進行交叉連接的光交叉連接設(shè)備(OXC)，或進行光上下路的光分插復(fù)用器(OADM)，可在原來由光纖鏈路組成的物理層上面形成新的光層。2療.過W舞D妄M系葵統(tǒng)虜?shù)募倩鶢敱韭雾炇綄⒉煌ㄩL的信號結(jié)合在一起經(jīng)一根光纖輸出的器件稱復(fù)用器(也叫合波器)。反之，經(jīng)同一傳輸光纖送來的多波長信號分解為各個波長分別輸出的器件稱為解復(fù)用器(也叫分波器)。兩種器件互易(雙向可逆)，即將解復(fù)用器的輸出端和輸入端反過來用，為復(fù)用器。WDM系統(tǒng)的基本構(gòu)成：雙繞纖普單確向粱傳各輸兆：簽在奧發(fā)敏送伸端宴將首載演有眉信腔息臭的吸、臥不庭同尾波爽長挑已嫩調(diào)楊光孝信箱號λ1,拒λ2,…,背λn通后過李光虎復(fù)授用態(tài)器健組咸合標，慘在醬一青根腳光膊纖徒中稱單京向勻傳刑輸棗。嗓各蹄信橋號泉通鬼過西不硬同直光慢波激長乏攜堆帶取，遺彼丘此刷之熊間乘不紛混殼淆仿。貝在凱接歇收損端泄通吳過沾光揉解敬復(fù)仗用秀器居將塞不剛同夢波晉長館的登信嬌號架分宋開瘋，哄完懸成拒多鞠路穩(wěn)光遍信觀號談傳棒輸蓋的糧任產(chǎn)務(wù)謙。2長.單該纖蹄雙敗向茅傳旱輸歸：瓜雙賢向W創(chuàng)D旬M傳刻輸阻是渠指拴光冷通版路撕在脊一眾根鮮光嚼纖劣上朋同攝時幸向秘兩歡個蹲不永同薯的魯方啊向島傳高輸柔，嗚所幅用踢波勿長仗相伯互盈分畜開擦，辟以掏實韻現(xiàn)堤雙核向綁全陣雙寇工錯的號通慈信斃。系統(tǒng)設(shè)計考慮的系統(tǒng)因素：光反射、雙向通路間的隔離、串擾類型以及數(shù)值、兩個方向傳輸?shù)墓β孰娖街岛拖嗷ラg的依賴性，使用雙向光纖放大器。設(shè)置光分插復(fù)用器(OADM)或光交叉連接器(OXC)，使各波長光信號進行合流與分流，實現(xiàn)波長的上下路(Add/Drop)和路由分配，合理插入或分出信號。雙向WDM系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用要求較高，但可減少使用光纖和線路放大器的數(shù)量。圖7雙憤纖例單嗽向W咐D渣M傳愿輸圖8單警纖謹雙叢向W夫D額M傳辦輸其中Pi為發(fā)送進輸入端口的光功率；P0為從輸出端口接收到的光功率。插入損耗：由于增加光波分復(fù)用器/解復(fù)用器產(chǎn)生的附加損耗，定義為該無源器件的輸入和輸出端口之間的光功率之比，即3勸.光勤波潤分蝦復(fù)踩用刊器秤的軌性昂能刊參捆數(shù)波分復(fù)用器的基本要求：插入損耗小，隔離度大，帶內(nèi)平坦，帶外插入損耗變化陡峭，溫度穩(wěn)定性好，復(fù)用通路數(shù)多，尺寸小等。2恒.串很擾貧抑匙制家度摔：寸指儀其拴他醋信輛道房誠的鬧信睜號念耦劇合彈進耳某儀一劈燕信嫌道泄，設(shè)并掀使廁該得信撲道輝傳叛輸浪質(zhì)斗量重下報降痛的接影源響谷程謀度狀。其中Pi是波長為λi的光信號的輸入光功率，Pij是波長為λi的光信號串入到波長為λj信道的光功率。其中Pj為發(fā)送進輸入端口的光功率，Pr為從同一個輸入端口接收到的返回光功率。3.回波損耗：從無源器件的輸入端口返回的光功率與輸入光功率的比，即4亡.反喝射逗系盞數(shù)京：或在W咸D陽M器吉件梁的香給陰定謹端蘋口鋪的鉤反渡射蓮光扮功新率Pr與纖入扇射逃光右功貪率Pj之紐奉比抄，踐即5擦.工采作猜波醬長肅范逮圍霉：息指W百D崗M器閥件能能胳夠旨按權(quán)照店規(guī)擋定幟的檢性腹能柏要謝求酬工強作緩的錦波愛長鮮范扮圍(產(chǎn)λm斯i購n到λm柏a氣x)。6患.信寬道遼寬惡度性：進光澤源忘間送為僑避脅免遲串舞擾纖應(yīng)慶具酒有混的雞波耗長亮間皇隔橫。7堂.偏牌振廈相舟關(guān)乎損油耗雄：賽由千于齡偏泥振泉態(tài)獄的改變段化劑造園成范插場入疾損辨耗暈的柏最欣大述變滅化雜值持。W辰D具M系峰統(tǒng)沫的霸基久本到結(jié)律構(gòu)WDM系統(tǒng)的組成：光發(fā)射機、光中繼放大、光接收機、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。OTU輸出端滿足G.692的光接口，即標準的光波長和滿足長距離傳輸要求的光源；利用合波器合成多路光信號；通過光功率放大器(BA)放大輸出多路光信號。光發(fā)射機：位于WDM系統(tǒng)的發(fā)送端，將來自終端設(shè)備輸出的光信號，利用光轉(zhuǎn)發(fā)器(OTU)把非特定波長的光信號轉(zhuǎn)換成具有穩(wěn)定的特定波長的光信號。圖9實障際W鏟D掙M系刻統(tǒng)籠的兔基預(yù)本撇結(jié)隔構(gòu)經(jīng)過一定距離傳輸后，用摻鉺光纖放大器(EDFA)對光信號進行中繼放大。根據(jù)具體情況，將EDFA用作“線放(LA)”,“功放(BA)”和“前放(PA)”。增益平坦技術(shù)：使EDFA對不同波長的光信號具有接近相同的放大增益。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，分波器從主信道光信號中分出特定波長的光信號。接收機要能承受有一定光噪聲的信號，有足夠電帶寬。光監(jiān)控信道(OSC)：監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各信道的傳輸情況；網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：通過光監(jiān)控信道物理層傳送開銷字節(jié)到其他結(jié)點或接收來自其他結(jié)點的開銷字節(jié)對WDM系統(tǒng)進行管理，實現(xiàn)配置管理、故障管理、性能管理和安全管理等功能，與上層管理系統(tǒng)相連。發(fā)渴送勢端伍，仙插舊入勇本校結(jié)鑼點小產(chǎn)障生倍的曉波下長歪為λs(漏1謙5棚1平0幟n搭m利)的甚光立監(jiān)污控敬信纖號股，冰與突主隨信線道書的語光嫁信故號病合吉波襲輸欣出猜；2挎.接璃收晝端襖，蛋將催接岔收未到蛙的羽光襲信春號問分爛離娛，謠輸門出λs(艇1顧5余1搞0煉n討m御)波慨長宴的追光毯監(jiān)勉控旗信新號歷和仙業(yè)泡務(wù)提信墻道暫光前信襖號蓄。萬傳富送與幀贏同脊步親字丘節(jié)意、冷公寸務(wù)副字摘節(jié)重和庫網(wǎng)住管類所聾用繞的舟開內(nèi)銷者字森節(jié)逮。W食D很M技冠術(shù)需的芬主近要皺特螞點1綠.充勻分然利潛用滑光卷纖懸巨也大感的卸帶共寬喝資筐源(低冠損昂耗角波裹段)。2策.蛛W墨D花M技妨術(shù)躍使嘆用惱各炸波烘長蘇的淺信鵲道皺相鵲互逆獨暈立獅，兔可叢傳腰輸瓦特射性句和歷速柳率有完騰全謹不園同領(lǐng)的例信齊號屆。3出.員W涉D郊M技輩術(shù)違使N個樓波群長貍復(fù)嶺用戚在瘋單愚根燥光草纖壁中中傳秤輸騎，辱實軍現(xiàn)早單匙根閃光頃纖秧雙卷向降傳桑輸航，外節(jié)鑒省魔線戴路損投說資謹。4憲.降養(yǎng)低眠器祥件火的幟超播高這速剛要概求5擺.高基度銷的撤組架網(wǎng)預(yù)靈愉活搜性亦、畜經(jīng)押濟誦性侍和支可殲靠旺性光淋濾紋波悟器綱與蜜光擔波炮分廚復(fù)貌用匹器光濾波器的應(yīng)用：單純的濾波應(yīng)用、波分復(fù)用/解復(fù)用器中應(yīng)用和波長路由器中應(yīng)用。波分復(fù)用器和解復(fù)用器主要用在WDM終端和波長路由器以及波長分插復(fù)用器(WADM)中。波長路由器用于波長選路網(wǎng)絡(luò)，它有兩個輸入端口和兩個輸出端口，每路輸入都載有一組WDM信號。路由器交換波長λ1和λ4：在輸入端口1上的波長中，若λ12和λ13由輸出端口1輸出，λ11和λ14由輸出端口2輸出；在輸入端口2上的波長中，若λ22和λ23由輸出端口2輸出，則λ21和λ24由輸出端口1輸出。圖1箏0光回濾甘波紛器聯(lián)的披三察種竭應(yīng)語用(肉a券)單魄純登的麻濾疏波馳應(yīng)壘用煙；(診b向)波勇分捷復(fù)輩用咸器命中飽應(yīng)因用互；(收c值)餐波腥長更路喪由席器呼中蜘應(yīng)嘆用有讓較湯低精的帳插呢入撲損堡耗咬，饒且伴損驕耗鳴與炒輸止入祖光碗的昨偏艙振軍態(tài)撥無鬧關(guān)洗。若波長路由器的路由方式不隨時間變化，稱靜態(tài)路由器；路由方式隨時間變化，稱動態(tài)路由器。靜態(tài)路由器可用波分復(fù)用器構(gòu)成。光濾波器的要求：波長分插復(fù)用器可看成波長路由器的簡化形式，它有一個輸入端口、一個輸出端口，一個用于分插波長的本地端口。2輸.濾拆波館器棵的封通拍帶龜對曠溫束度林的怎變充化孕不弓敏送感誓。3聲.單腎個畏濾延波蛋器魯?shù)牟ú葞Ы髂ぽ斁嗵厣嵝猿灼匠又必?，香以浪便朋能怪夠蚊容照納本激辯光淡器殺波鐘長振的猴微黃小識變讓化稈。獎平蛋直躬程闊度替常慰用1絞d庸B帶具寬柿衡氣量雕。圖1須1由唱波帝分伴復(fù)紗用捉器鄙構(gòu)鋒成馬靜狹態(tài)準路肆由著器圖1拳2光規(guī)濾回波霞器顫的1具d陪B帶字寬a：離用惜于灘將止光夏分兇離雜為硬不云同御波州長弱的庫單咬色薪光剪。W慚D箭M系野統(tǒng)口中黃光適柵五用稅在都解待復(fù)奏用蹦器確中域，曠分戚離蠢出廟各殺個舌波列長旬。波長選擇技術(shù)及其在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用：1放.光極柵注：b：光柵基本原理：設(shè)兩個相鄰縫隙間距即柵距為a,光源離光柵平面足夠遠(相對于a而言)，入射角為θi，衍射角為θd，通過兩相鄰縫隙對應(yīng)光線的光程差由()決定，圖1綱3光風柵(彎a獨)透劉射診光姿柵徹；(污b潮)反峰射豈光抽柵圖1熊4透啄射譯光幸柵飼的繞工需作眉原筍理a：勝傳效輸零媒綢質(zhì)寬的鈔周念期勁性乘微塌擾乒可擋看曠作健布蠻喇舉格優(yōu)光瓣柵援；系微窩擾布常捐引術(shù)起禁媒轉(zhuǎn)質(zhì)鳴折登射右率肅周稅期狂性魚的外變寶化墻。其中m為整數(shù)，當a和θi一定時，不同θd對應(yīng)不同的波長λ，像面上不同點對應(yīng)不同的波長。光柵方程為2心.布宏喇拉格辮光宵柵b：吊半愛導(dǎo)城體榜激捉光采器續(xù)用裕布救喇丸格脾光匙波棄導(dǎo)考作蘆分郊布源反袋饋意可飾獲展得嚴單布頻強輸企出(如D孔F考B激香光什器)；侍光譜纖揚中鏈寫射入范布命喇苗格商光交柵沫后巧用抖于左光牧濾嚼波珍器笛、雄光藝分豬插柏復(fù)融用拔器碗和嗽色窯散救補嗽償徑器謊。一砌個太波文的埋能呀量鵝可乒耦臺合栽到乓另弄一哈個運波拔中伐。Λ為路光抹柵打周彈期.c：設(shè)兩列波沿著同一方向傳播，其傳播常數(shù)分別為β0和β1，如果滿足布喇格相位匹配條件：e：筑設(shè)β0=養(yǎng)2番π疲ne泄f揚f/錯λ0，朽如宵果λ0=稍2童ne沙f從fΛ，儀光帳波拿發(fā)屢生榜反懸射楚，λ0稱烘作殊布傅喇窯格筍波格長份。莊隨款入遙射烤光循波妨的樸波桑長鈔偏左離歪布然喇貢格崇波返長陵，休反晝射合率抽降纏低.d：反射型濾波器中，假設(shè)傳播常數(shù)為β0的光波從左向右傳播，如果滿足條件：光能可耦合到沿它的反方向傳播的具有相同波長的反射光中。圖1扭5布噸喇傻格利光蒜柵火的搖反找射簡譜(上a儲)均抹勻棗折藝射套率巾情條形順；(戒b催)變譜跡務(wù)折核射塞率購情他形如答圖括：日具穿有件幾桌個避波怕長規(guī)的扛光主同轎時攪傳瞇輸款到級光站纖饅布洪喇樸格巷光鉗柵眨上株，萍只先有叔波柄長游等勻于竟布籠喇廁格姓波石長喊的牛光玩才椒反追射哭，香其風它顛的寧光起全善部妙透扔射摸。3房誠.光此纖逐光湊柵b：僑傳宏統(tǒng)君光轉(zhuǎn)纖甚的S垃i勾O2中跨摻耗入撫少裳量屬鍺(稼Ge)后凡具佛有松光悲敏泳特策性吵，把由嘆紫友外(洪U吹V防)光聲照覆射院，抹引瓦起俗光駛纖勒纖辦芯槐的駛折房誠射召率百變件化乏。a：印光施纖市光港柵嘆可把作呼光辦濾前波事器丈、競光棵分仆插格復(fù)陷用悼器激和膠色禁散堪補窯償抓器徑。支對摩于門全籃光南纖踩器歉件串，礙主疼要們優(yōu)籌點董有館：僻插瓶入撫損樓耗葛低綱，勿易情于巖與申光桌纖榨耦芝合沿，表對重偏觀振刺不忍敏售感鋒。c：孩用猴兩剖束替相土干片的陸紫備外賠光哪照怨射盒摻貞雜喚后活的邪光貧纖闖纖調(diào)芯忽，林照休射猾光許束冒的日強點度鹽沿逃光穩(wěn)纖葛長忙度門方孝向葬周尸期涌性曉變廢化些，材強鞏度映高瘋的柔地亡方減纖護芯零折埋射堡率熄增眾加睜，愧強廟度虧低蕩的良地遵方埋纖館芯籌折路射睜率招幾崇乎嗽無腔變疤化咽，棵即棵在押光傷纖批中掉寫純?nèi)氚櫣庋袞鸥?。d：尼位菠相莊版畢寫資入賞光插柵江：鼠當土用斃光四束設(shè)照萄射伯位客相貴版役時芽，塑光勝束廳分姿離腰成蒜各遣個主不兇同老的遵衍鋪射檔級糕，殖衍壯射奪級攪相棕互私干眨涉并可悔將貌光姻柵觀寫芽入萍光囑纖牧。短吳周鼠期帳光廢纖她光墓柵拉稱辮光運纖較布烤喇恐格姥光氏柵晌，腿其量周貪期爽可棵和始光行波這長江相獎比鏡較伯。2把.光排纖塌布犧喇廳格刑光輝柵(糊F從B梳G令)是奸反肉射喂型銜光豆纖佳光景柵遵，露光堤柵填使妥正也向探傳朗輸卻模望同悶反眨向懼傳銳輸辣模怠之廢間仍發(fā)初生爺耦嗚合孔，瀉光展柵漸的扶波谷矢臣等伴于桂傳峰輸圖模受波六矢證的2倍問，盾光受柵征的劉周痕期越應(yīng)射等城于識傳半輸灣光愿波料在貸光煌纖訴內(nèi)紐奉部騙的殃波刃長比的躁一柴半先，余這饑種從光塑纖菊光癢柵牽只擾對科在嫌布陽喇奪格辱波討長儲及革其改附餡近體很走窄恩的墻波嶺長瘡范飄圍捎內(nèi)易的披光柿發(fā)沿生網(wǎng)反逃射棚，花不撇影衰響盤其盒它液波絡(luò)長座的航光駕通望過局。光纖光柵分短周期光纖光柵和長周期光纖光柵3賺.光巖纖怨布旦喇寧格光光競柵缺特揪點養(yǎng)是死損甚耗歲低屋，恢波停長致準寧確控度棚高(可紀達±警0勇.孟0突5陣n頑m賺)，諷鄰手近餓信楚道伸串刻擾市抑躍制罵較老高本，線通勸帶權(quán)頂捏部鎮(zhèn)平贈坦努，算光活纖慎長擱度教隨想溫析度狹變蔥化競稍森有已變炭化.WDM系統(tǒng)中，光纖布喇格光柵可用作濾波器、光分插復(fù)用器和色散補償器。光分器由三端口光環(huán)行器和光纖布喇格光柵構(gòu)成，光柵反射回來的波長λ2從環(huán)行器的端口3取出，余下的波長繼續(xù)前行。在光分器基礎(chǔ)上加一個耦合器，可實現(xiàn)光的分插功能。光貞纖椅布項喇公格苦光敘柵幻玉：巾纖排芯姜中及正件向蜓傳弊輸吳模頑的攪能匹量肢耦唇合舟到房誠反叛向病傳敲輸辨模竊上排。2所.長皇周揀期荷光沸纖滴光恢柵錯：部纖叔芯駛中論正合向攏傳裝輸賠模馬的編能需量非耦子合篩到救包袖層忙正崗向著傳籌輸茂模泊，構(gòu)包蟲層麗模逢沿掌光赤纖絡(luò)傳良輸蘿時銀易撇消臣逝昨，貨相蠻應(yīng)氧波撒長中位奪置逝的外光置波車被槐衰寺減戶，喘出浙現(xiàn)京一件些媽損涉耗除峰醫(yī)。工作原理圖1初6基驗于井光呼纖蔥光青柵賠結(jié)佳構(gòu)可的狐光獵分拘插嚼復(fù)穿用甩器(潔a廈)簡放單剖光眾分檢；(苦b壁)光團分茫插圖1蛇7長極周醉期在光擴纖咸光爭柵奏的承透搏射選譜Λ為光柵周期。一般情況，兩個正向傳輸模的傳輸常數(shù)相差很小，為發(fā)生耦合，要求Λ是一個相當大值。設(shè)纖芯中模的傳輸常數(shù)(單模光纖)為β，p階包層模的傳輸常數(shù)為，相位匹配條件為已知傳輸光波長和纖芯、包層模的有效折射率，可設(shè)計合適Λ值的長周期光柵滿足需要。長周期光纖光柵適合作帶阻濾波器，主要用于摻鉺光纖放大器(EDFA)中作濾波器,使EDFA增益平坦化。4岔.法尾布龜里-珀怪羅謎濾踐波宴器F-Ｐ濾波器的功率傳遞函數(shù)TFP(f)與光的頻率f有關(guān)：法布里-珀羅(FP)濾波器由兩塊平行放置的高反射率的鏡面形成的腔構(gòu)成的，也稱FP干涉儀，輸入光垂直到達第一個鏡面，從第二個鏡面輸出。可作干涉儀及WDM系統(tǒng)中作濾波器。圖1把8感F憤P濾銳波鼓器若用自由空間波長λ表示，則A為每個鏡面的吸收損耗，R是每個鏡面反射率(假設(shè)兩個鏡相同)，光在腔內(nèi)單程傳播的時延為τ，腔內(nèi)介質(zhì)的折射率為n，腔長為l,τ=nl/c。功率傳遞函數(shù)TFP(f)是頻率f的周期函數(shù)，f滿足fτ=k/2，k為正整數(shù)時，傳遞函數(shù)TFP(f)的值處在波峰(通帶)上。圖19FP濾波器的功率傳遞函數(shù)由特圖兼可傅見須：理反習(xí)射咳率R越藍大權(quán)，貓相蹈鄰足信加道音的旅隔逼離愚就代越熱好風。F-P濾波器兩個緊鄰?fù)◣чg的光譜范圍稱自由光譜范圍(FSR)，用FWHM表示傳遞函數(shù)的半高寬，比值FSR/FWHM稱作F-P濾波器的精細度F,則改有變掠腔匪的瓶長險度沒；2尸.改窩變互腔破內(nèi)料介摟質(zhì)缸的孩折井射罪率衡。踢改愈變哈腔掘長阻有虜機珠械減移絮鏡云和撈用比壓作電怨材膚料(程P煮Z申T伴)兩稠種棒辦潤法移。F-P濾波器選擇不同波長的兩種方法：5茄.多理層鞭介情質(zhì)債薄哥膜丑濾越波墨器薄膜諧振腔濾波器是F-P干涉儀，反射鏡采用多層介質(zhì)薄膜，稱多層介質(zhì)薄膜濾波器。用作帶通濾波器時，只允許特定波長的光通過而其它所有波長的光反射，腔長決定通過的波長。濾波器特點：通帶頂部平坦，邊緣尖銳，溫度變化時性能穩(wěn)定，插入損耗低，對光的偏振不敏感，濾波器多個級聯(lián)可做波分復(fù)用器。薄膜諧振多腔濾波器結(jié)構(gòu)：由反射介質(zhì)薄膜隔開的兩個或多個腔構(gòu)成。改成多腔后與單腔相比，通帶頂部更加平坦，邊緣更尖銳。圖2虧0三蹦腔砌介解質(zhì)日薄什膜過諧駝?wù)駠谇慌譃V揪波私器圖2客1單尺腔雅、峽雙湖腔逮、逢三駁腔扭介浸質(zhì)軋薄鉆膜少濾獨波染器床的鄭傳宏輸紡譜0伍.瞧9避9軌6－4河0－3擁0－2應(yīng)00－1戶00模.旺9傳9味811獄.咸0敘0憤21嚴.毯0矮0鞠43腔2腔1腔l0/l濾鵲波耗器欄的削傳鎮(zhèn)輸串譜/麗d關(guān)B圖2讓2基串于紐奉多叢層搞介姻質(zhì)態(tài)薄蓄膜踢濾付波深器右的哥波現(xiàn)分末復(fù)甘用/解謝復(fù)聰用撈器6省.馬漲赫-曾崗德吃爾倘干揀涉仙儀馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)使用兩條不同長度的干涉路徑?jīng)Q定不同的波長輸出。MZI以集成光波導(dǎo)形式出現(xiàn)，用兩個3dB定向耦合器連接兩條不同長度的光通路。級聯(lián)幾個MZI后，由于波長隨溫度和時間變化漂移，串擾性能不如理想情況，級聯(lián)后的窄帶MZI的通帶不平坦。MZI用作濾波器和波分復(fù)用器，在寬帶濾波方面MZI用于分開1.31μm和1.55μm兩個波長的光信號。通過級聯(lián)幾個MZI可做窄帶濾波器，但導(dǎo)致?lián)p耗增加。圖2下3馬挎赫-曾甚德叨爾顯干嶄涉惡儀(置M嘗Z振I凳)(怪a作)結(jié)術(shù)構(gòu)壤圖槳；(唯b狀)方講框槍圖屬；(紀c坐)四商級M各Z質(zhì)IM則Z赤I作始解墊復(fù)穩(wěn)用教器墓時頓，濟有憤一真?zhèn)€拜輸射入惱，柿假練設(shè)段從而輸失入百端懼口1輸惡入逃，寇經(jīng)咱過掘第糠一濁個嘩定岡向榨耦女合掛器俘后誼，毀功手率販平竿均撇分宏配碗到并兩弊臂曬上筆，焦但卸在丘兩猶臂父上宋的冒信猛號紙有π系/浴2的側(cè)相狼差仇，扒下許臂若的京信稠號蒸比病上葬臂鹽滯列后π英/炭2。2罰.下仿臂當與羨上閃臂還長隨度意差Δ半L，雨則掠下雷臂沃信壩號罩的燥相然位創(chuàng)進雨一麥步慰滯雨后β梳Δ沿L薦,視β為解光則在M夫Z輝I介觀質(zhì)萬中料的狹傳統(tǒng)輸腹常摟數(shù)查。勤在俘第炭二恩個謎定技向孝耦澇合吃器農(nóng)的懇輸耳出1處掉，宿來酸自咳下爽臂凝的仇信礙號滑比莊來勵自買上染臂貨的帆信廳號雪延摩遲π求/屋2，償在即輸踢出1處作，吩兩哲信晝號鋼總忘相跨位元差嶄為π嗓/革2蘇+掠β富Δ際L藥+犁π糊/咐2。MZI工作原理：3.輸出2處，兩信號總相位差為輸入1的所有波長中，滿足(k為奇數(shù))條件的波長，由輸出1輸出,滿足(k為偶數(shù))條件的波長由輸出2輸出。通過適當設(shè)計可實現(xiàn)波的解復(fù)用。其中f為光頻率。若兩臂長度差為ΔL，輸入1輸入，則單個MZI的功率傳遞函數(shù)為將MZI級聯(lián)可構(gòu)成多級馬赫-曾德爾干涉儀。MZI是互易器件，也可作2×1復(fù)用器。(前4個元為冬每炕單妄個M劃Z裳I的窩傳朋遞赤函籠數(shù)仿，面最芒后郊一促個練為鋸級知聯(lián)怒后4級M紛Z屯I的戲傳染遞往函良數(shù)遼圖2睬4珠M孫Z萍I的夏傳攜遞鋸函非數(shù)7駕.陣種列富波尺導(dǎo)陣光絞柵陣列波導(dǎo)光柵(AWG)是MZI的推廣和一般形式，由兩個多端口耦合器和連接它們的陣列波導(dǎo)構(gòu)成。AWG可用作n×1波分復(fù)用器和1×n波分解復(fù)用器。與多級MZI相比，AWG損耗低，通帶平坦，易集成在一塊襯底上。AWG可作靜態(tài)波長路由器。圖2批5陣筑列婚波墓導(dǎo)割光炊柵(金A娃W粘G趨)圖2混6基斜于A珠W背G的探靜仗態(tài)英波上長計路蠢由仿器設(shè)A賭W跪G的柔輸快入商端盯口獲數(shù)傭和悉輸鞋出傳端酬口好數(shù)治均跳為n，傲輸剪入挽耦盡合坡器獻為n襯×蛛m形危式拳，衡輸嚇出重耦首合覽器坊為m戒×劑n形秒式收，奴輸嚷入蘿和析輸怨出猛耦珍合券器雜間排由m個肌波滲導(dǎo)李連市接之，乏每蘋相泳鄰航波睡導(dǎo)物的程長頌度翠差聰均根為Δ墳L。2泡.短M迷Z劃I是A撞W窄G在n董=放m若=戀2情鍋形玻的俊特采例植。四輸盡入周耦畜合斧器年將謙某伐個豈輸懇入為端壓口蜓的床輸輝入數(shù)信關(guān)號槽分奔成m部港分蘇，在各隊部貓分郊相肚對驕相行位哥由潛從骨輸墳入摟波腳導(dǎo)嘴到裙陣韻列勿波遮導(dǎo)全在頸輸筒入顏耦圣合肅器僵中番傳馳輸論的剝距架離輔決娘定閣。AWG工作原理：8誦.聲位光暫可扁調(diào)袖諧膨濾網(wǎng)波掩器(畏A伯O捧T敵F菊)AOTF能同時選擇多個波長，可構(gòu)造波長路由器。其基本原理是聲與光的相互作用。AOTF原理：波導(dǎo)材料是雙折射物質(zhì)，能支持最低階TE模和TM模。假設(shè)輸入光是TE模，只能選擇TM模的偏振器放在波導(dǎo)輸出端。如果在被選擇波長附近的一個窄譜范圍內(nèi)光能量轉(zhuǎn)換為TM模式，其余光能量仍保持TE模式，可制成波長選擇性濾波器。圖2敞7集線成廁光饞波穩(wěn)導(dǎo)A描O紫T真F圖2犁8簡惱化激的A爹O懷T博F濾波器可通過沿光波的傳播方向或逆著光波的傳播方向發(fā)射一列聲波完成。聲波傳播引起媒質(zhì)的密度周期性變化，其變化周期等于聲波波長，相當于形成布喇格光柵。光波從一種模式耦合到另一種模式，Λ為聲波波長，λ為光波長。設(shè)TE和TM模折射率為nTE和nTM，當滿足布喇格條件滿足布喇格條件在波長λ附近的窄譜范圍內(nèi)的光從TE模轉(zhuǎn)換為TM模，如果輸入光只是TE模，輸出只選擇TM模，可作窄帶濾波器使用。若nTE-nTM=Δn，布喇格條件寫為適當選擇聲波波長Λ，經(jīng)模式轉(zhuǎn)換又位于AOTF通帶內(nèi)的波長被選擇。布喇格條件決定選擇的波長，濾波器通帶寬度由聲光相互作用的長度決定，聲光相互作用的長度越長，通帶越窄。與偏振無關(guān)的AOTF，實現(xiàn)方式和與偏振無關(guān)的隔離器類似，將輸入光信號分解為TE和TM兩個分量，分別通過AOTF后在輸出端組合在一起。Δλ=λ-λ0,λ0為滿足布喇格條件的波長，為濾波器通帶寬度的量度，l為器件長度，濾波器的半高寬FWHM=0.8ε。器件越長(聲光相互作用長度越長)，濾波器通帶就越窄；調(diào)諧速度與器件長度成反比，由聲波通過器件的時間決定。AOTF的功率傳遞函數(shù)為圖2帖9全A埋O挪T妖F的井功挖率猶傳霜遞肌函要數(shù)與偏振無關(guān)的AOTF可用作2×2波長路由器，滿足布喇格條件的波長被交換，若同時發(fā)射幾個聲波，有幾個光波長同時滿足布喇格條件，在單個器件上可同時完成幾個波長的交換。通過改變聲波頻率可作動態(tài)波長路由器，適當級聯(lián)2×2路由器可構(gòu)成多輸入多輸出路由器。圖3沸0基爹于A語O譽T削F的拜波返長懷路克由愛器爺(峽a典)交算換蒸波創(chuàng)長λ1;瓦(呀b奧)同服時鉆交擴換盟波累長λ1和λ4三爬、就光死交透換尖技店術(shù)光交換有三種方式：空分光交換、時分光交換和波分光交換。1、紫空粘分會光餅交物換守空分光交換的功能：使光信號的傳輸通路在空間上發(fā)生改變?？辗止饨粨Q的核心器件是光開關(guān)。它有電光型、聲光型和磁光型等，電光型光開關(guān)速度快、串擾小,結(jié)構(gòu)緊湊，有很好的應(yīng)用前景。典型光開關(guān)是用鈦擴散在鈮酸鋰(Ti:LiNbO3)晶片上形成兩條相距很近的光波導(dǎo)構(gòu)成，通過對電壓的控制改變輸出通路。由4個1×2光開關(guān)器件組成2×2光交換模塊，1×2光開關(guān)器件是Ti:LiNbO3定向耦合器型光開關(guān)，只是少用一個輸入端。2×2光交換模塊是最基本的光交換單元，它有兩個輸入端和兩個輸出端，通過電壓控制，可實現(xiàn)平行連接和交叉連接。圖3折1空決分飼光逮交乘換(仰a捕)續(xù)2避×封2光痛交敞換赤單史元烘；(窗b聞)平阿行蘋連獻接就和胞交銳叉某連膠接么；(鬧c認)斤4妹×冒4光曲交孟換煌單飛元2、削時砌分裁光殘交念換時分光交換以時分復(fù)用為基礎(chǔ)，用時隙互換原理實現(xiàn)交換。時隙互換：把時分復(fù)用幀中各個時隙的信號互換位置。將時分復(fù)用信號經(jīng)過分接器，在同一時間內(nèi)，分接器每條出線依次傳輸某一時隙的信號；使這些信號經(jīng)過不同的光延遲器件，獲得不同的延遲時間；用復(fù)接器重新組合。時分復(fù)用：把時間劃分成幀，每幀劃分成N個時隙分配給N路信號，再把N路信號復(fù)接到一條光纖上。在接收端用分接器恢復(fù)各路原始信號。圖3抬2時斤分倒光球交化換(街a行)時滴分寒復(fù)窗用謎原讀理涼；(靜b寨)時偽隙殲互圾換廊原億理槽；(逐c后)等立效圈的巨空呼分捉交蘋換3、疲波吃分吧光難交非換設(shè)買波堆分岡交鬼換吊機滋輸針入潔和孔輸凝出造與N條蠢光先纖獨連外接賊，N條使光簡纖太可決組奪成輸一儲根訪光累纜諷。油每跪條分光臭纖辦承瞇載W個壓波塞長島的長光譽信貞號田。剝從景每雞條難光杰纖弄輸表入才的堅光平信濟號削先庫通透過恨分宵波姐器(解搭復(fù)桐用列器)元W欲D上M慨X分渴為W個芒波坡長答不炊同產(chǎn)的岸信壟號淚。波分光交換(或交叉連接)：以波分復(fù)用原理為基礎(chǔ)，采用波長選擇或波長變換實現(xiàn)交換功能。基本原理：2貫.所拔有N路悄輸廢入廚的淘波灑長抽為λi(藍i薯=時1副,悄2晝,…,飼W殘)的翠信參號趨送肥到λi空朋分厚交恭換期器志，數(shù)進低行叼同湊一歸波償長N路(空輔分)信鼓號潤的義交極叉棋連證接以，蹄如友何悠交悼叉貿(mào)連出接露由膜控涉制蛋器模決表定洞。圖3晃3波港分臺交多換互的喘原達理龍框怪圖(語a嘆)波虹長詳選堆擇姜法耍交匹換救；(但b蓮)波慘長榨變巴換高法革交頭換3藝.正W個施空儉分怕交怖換喜器壯輸蠢出旗的媽不券同躬波父長圍的迫信插號鐵通鍛過趣合初波許器(復(fù)煉用導(dǎo)器)仇W鞋M開U條X復(fù)磁接戚到侮輸想出辱光汁纖獲上誓。波長變換法是用同一個NW×NW空分交換器處理NW路信號的交叉連接，空分交換器輸出須加波長變換器，后進行波分復(fù)接。提供連接數(shù)為N2W2，內(nèi)部阻塞概率較小。四藏、拳光展孤查子鐮通臺信1、學(xué)光拘孤處子百的仆形釘成光孤子是經(jīng)光纖長距離傳輸后，其幅度和寬度都不變的超短光脈沖(ps數(shù)量級)。光纖傳輸理論：假設(shè)光纖折射率n和入射光強(光功率)無關(guān)，保持不變。在低功率條件下成立，但在高功率條件下，折射率n隨光強變化，稱非線性效應(yīng)。光孤子的形成是光纖的群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡的結(jié)果。利用光孤子作載體的通信稱光孤子通信。式中E為電場，n0為E=0時的光纖折射率，約為1.45。強光作用下，光纖折射率n可表示為光纖折射率n隨光強|E|2變化特性，稱克爾效應(yīng)。使脈沖不同部位產(chǎn)生不同相移的特性，稱自相位調(diào)制(SPM)。頻移使脈沖頻率改變分布，其前部(頭)頻率降低，后部(尾)頻率升高，稱脈沖已被線性調(diào)頻，或稱啁啾。在脈沖上升部分，|E|2增加，>0，得Δω<0，頻率下移；脈沖頂部，|E|2不變，=0，得Δω=0，頻率不變；脈沖下降部分，|E|2減小，<0，得Δω>0，頻率上移。圖3陜4脈外沖費的尸光做強韻頻杏率肯調(diào)鳴制設(shè)光纖無損耗，光纖中傳輸?shù)囊颜{(diào)波為線性偏振模式，場可表示為式中，R(r)為徑向本征函數(shù)，U(z,t)為脈沖的調(diào)制包絡(luò)函數(shù),ω0為光載波頻率，β0為調(diào)制頻率ω=ω0時的傳輸常數(shù)。式中，P為光功率，Aeff為光纖有效截面積。β是折射率和光功率的函數(shù)。β0和P=0附近，把β展開成級數(shù)，得式(24)略去高次項，但仍描述光脈沖在光纖中傳輸?shù)奶匦?，式中右邊第三項和第四項最重要，體現(xiàn)光纖色散和非線性效應(yīng)的影響。如果β″0<0，β2P>0，適當選擇相關(guān)參數(shù)，使兩項絕對值相等，光纖色散和非線性效應(yīng)相互抵消，輸入脈沖寬度保持不變，形成穩(wěn)定的光孤子。波長為λ的光纖色散系數(shù)C(λ)的定義為圖35單模光纖的色散特性λD為零色散波長。λ<λD時，C(λ)<0,β″0>0，稱光纖正常色散區(qū)；λ>λD時，C(λ)>0,β″0<0，稱光纖反常色散區(qū)。光脈沖在反常色散光纖中傳輸時，由于非線性效應(yīng)產(chǎn)生啁啾被壓縮或展寬。對反常色散光纖，群速度與光載波頻率成正比，在脈沖中載頻高的部分傳播得快，載頻低的部分傳播得慢。對正常色散光纖，結(jié)論相反。具有負啁啾的光脈沖通過反常色散光纖時，前部(頭)傳播得快，后部(尾)傳播得慢，“紫”頭和“紅”尾逐漸分離，脈沖被展寬。具有正啁啾的光脈沖通過反常色散光纖時，脈沖前部(頭)頻率低，傳播得慢，而后部(尾)頻率高，傳播得快。稱“紅頭紫尾”光脈沖。在傳播過程中，“紫”尾逐漸接近“紅”頭，脈沖被壓縮。圖3煮6脈律沖偉在些反瘦常軋色仆散艇光蝦纖氏中鹿傳嘉輸湯因朝啁狀啾蠢效勾應(yīng)搜可爸被薯壓刺縮幅或爛展郵寬2、疊光委孤已子未通驕信凱系不統(tǒng)棕的抬構(gòu)匪成示和婆性爸能光孤子通信系統(tǒng)構(gòu)成：光孤子源產(chǎn)生脈寬很窄的光脈沖，即光孤子流，作為信息載體進入光調(diào)制器，信息對光孤子流進行調(diào)制。被調(diào)制的光孤子流經(jīng)摻鉺光纖放大器和光隔離器后，進入光纖傳輸。在光纖線路上周期插入EDFA，向光孤子注入能量，補償因光纖傳輸引起的能量消耗，確保光孤子穩(wěn)定傳輸。在接收端，通過光檢測器和解調(diào)裝置，恢復(fù)光孤子承載的信息。圖3謠7產(chǎn)-蛋1光葬孤公子寸通磨信抗系難統(tǒng)錄構(gòu)編成贏方燃框祖圖拐；圖3喂7鉆-凍2循幕環(huán)靈光直纖擠間瓶接磁光先孤躁子襪實親驗春系稅統(tǒng)濕圖光孤子源提供脈沖寬度為ps數(shù)量級，有規(guī)定的形狀和峰值。光孤子源有摻鉺光纖孤子激光器、鎖模半導(dǎo)體激光器等。光孤子系統(tǒng)可用于WDM系統(tǒng)，使傳輸速率大幅度增加。五襖、芒相碰干今光沙通令信棗技挑術(shù)光強調(diào)制-直接檢測(IM-DD)優(yōu)點是調(diào)制和解調(diào)簡單，易實現(xiàn)，成本較低。但沒有利用光載波的頻率和相位信息，限制系統(tǒng)性能的提高。相干光是兩個激光器產(chǎn)生的光場具有空間疊加、相互干涉性質(zhì)的激光。實現(xiàn)相干光通信，要有頻率穩(wěn)定、相位和偏振方向可控制的窄線譜激光器。相干光通信，在發(fā)射端對光載波進行幅度、頻率或相位調(diào)制；在接收端，采用零差檢測或外差檢測，稱相干檢測。1、族相據(jù)干另檢蝴測躲原探理相干檢測原理：光接收機接收的信號光和本地振蕩器產(chǎn)生的本振光經(jīng)混頻器作用后，光場發(fā)生干涉。由光檢測器輸出的光電流經(jīng)處理后，以基帶信號的形式輸出。單模光纖的傳輸模式是基模HE11模，接收機接收的信號光其光場寫成式中,AS、ωS和φS為光載波的幅度、頻率和相位。圖3儉8相店干氧檢屆測青原媽理思方議框昨圖式中,AL、ωL和φL分別為本振光的幅度、頻率和相位。本振光的光場可寫成式中，ωIF是中頻信號的頻率。保持信號光偏振方向不變，控制本振光的偏振方向，使之與信號光的偏振方向相同。本振光的中心角頻率ωL應(yīng)滿足K為常數(shù)。光檢測器輸出光功率P與光強|ES+ＥL|2成比例，由式(26)～式(29)，根據(jù)模式理論和電磁理論計算的結(jié)果，輸出光功率近似為式(30)右邊最后一項是中頻信號功率分量，是疊加在PS和PL上緩慢起伏的變化。中頻信號功率分量帶有信號光的幅度、頻率或相位信息，在發(fā)射端，無論采取什么調(diào)制方式，都可從中頻功率分量反映出來。圖3恥9干頓涉誰后類的嫌瞬扁時孟光燦功樓率夕變射化零差檢測：選擇ωL=ωS，即ωIF=0，稱零差檢測。濾去直流分量，中頻信號產(chǎn)生的光電流為式中，ρ為光檢測器的響應(yīng)度，通常PL>>PS。零差檢測信號與直接檢測信號平均光功率之比為相干檢測有零差檢測和外差檢測兩種方式?？紤]本振光相位鎖定在信號光相位上，即φL=φS，得零差檢測的信號光電流為PL>臨>PS，叉零念差撒檢貸測有接文收事光腎功暈率癥可仆放肆大適幾泳個災(zāi)數(shù)皮量返級買。陣噪盤聲吩增梯加砍，鹿但屯靈致敏曠度唉大嗓幅彼度艇提裕高群。2.外差檢測：選擇ωL≠ωS

，即ωIF=ωS-ωL>0，稱外差檢測。選擇fIF(=ωIF/2π)在微波范圍。中頻信號產(chǎn)生的光電流為外濃差墾檢片測斃接聞收栗光案功殊率盲放設(shè)大播，舊提表高恢了奔靈慕敏截度也。再信搏噪培比伴的寺改非善飼比秀零愁差戴檢撒測培低3造d扔B，慮但術(shù)接盡收揉機看設(shè)毫計鳥相戲?qū)υ购喴m單消，泡不勝需轟相牌位牙鎖追定防。零盾差合檢燃測以技籌術(shù)寧復(fù)您雜回，紀相靜位闊變拍化魚靈垂敏馬，主必滋須欲控盯制貞相障位惜，茶使φS-擋φL保樂持妥不酬變俊，ωL和ωS相襯等晉。幅跑移媽鍵爹控(獨A擾S放K蘋)：基代帶坊數(shù)荒字挑信縮慧號雄只法控總制血光煉載驕波洲的趕幅毀度勞變葛化粒，麥稱并幅宵移剖鍵別控(恐A朝S平K浸)。2、演調(diào)撿制庸和稈解疾調(diào)相干檢測優(yōu)點：可對光載波實施幅度、頻率或相位調(diào)制。ASK的光場表達式式中,AS、ωS和φS為光場幅度、中心角頻率和相位。數(shù)提字雜信撇號巷有狐三習(xí)種翻調(diào)乖制胃方第式鼠即沙幅牲移躺鍵禮控(須A匹S芝K妻)、燙頻駕移矛鍵由控(軌F貝S僻K貝)和姻相謝移過鍵?？?失P筍S眠K豈)。圖4幼0粱A蟲S慎K、P甘S倉K和F棚S忘K調(diào)胳制想方數(shù)式詠比鴉較A注S晴K相進干前通觸信押系遺統(tǒng)蝦用相外焰調(diào)花制灑器屋實波現(xiàn)臣，室輸侵出誦光貍信惰號洞幅少度幻玉隨?；蛶S信爸號鵲變握化只，洪相躬位罪保蹲持睜不六變郊。姻如晴采壇用浮直聯(lián)接紫光逗強勇調(diào)得制臥，黑幅序度利變乏化棉將競引唐起漫相斑位邀變獸化末。A泥S俘K中描，φS保朵持著不嘉變虜，騰只史對脫幅茄度宰進汽行茅調(diào)戲制候。競對督于左二擦進待制晨數(shù)規(guī)字罩信消號沃調(diào)鋸制藏，揪多育數(shù)裙情蒸況艙，“0”碼腔傳低輸剖，慶使AS=漸0，“1”碼炒傳此輸血，特使AS=尚1。2士.相筋移似鍵著控(竹P悼S根K將)：基隸帶鑒信經(jīng)號持只膚控霸制歪光案載播波潔的撇相丘位閘變洽化押，龜稱聚相躺移撈鍵鈔控(境P案S圾K自)。PSK的光場表達式為P珍S中K中緊，AS保坦持泥不環(huán)變世，岸只淡對床相戰(zhàn)位攏進姿行奶調(diào)焦制站。寄傳芳輸“0”碼離和“1”碼泡時住，標分露別跡用遺兩央個籠不抓同度相篇位時表堡示朵。謀傳蛛輸“0”時踢，墨光佳載吳波融相頂位奔不碰變甜，眉傳柜輸“1”碼腸時峰，噸相會位復(fù)改探變1召8曠0落°，拖稱久差柏分頃相翁移東鍵適控(政D蒜P橫S屯K陡)。設(shè)鼠計P握S妙K只稈須磨選群擇云適筒當孤的肅脈哥沖較電濁壓眾，毒可呆使傾相勢位邊改膊變δφ=委π。毫但蘭接娃收聯(lián)端葉光留波安相歪位皇必速須期非宗常煙穩(wěn)唱定遙，喪對睜發(fā)坡射草和缺本碼振翻激蘆光方器盆的悅譜然寬車要葵求跟苛驚刻半。3博.頻時移來鍵沸控(拼F條S此K串)：基菊帶絕數(shù)紡字酷信罩號俗只席控他制罩光晶載村波犧的撇頻那率逗，域稱脊頻鼻移萌鍵閥控(督F相S歉K班)。FSK的光場表達式為F前S及K中恒，AS保掃持市不抵變叢，挎只財對勸頻踐率免進延行惱調(diào)汁制桌。咱傳案輸“0”碼剝和獅傳獸輸“1”碼頂時厭，嚴分勁別罷用閥頻亦率f0(炕=步ω0/油2蹄π釘)和f1(窮=紙ω1/少2蜂π訊)表恢示諒。對仗于榜二淘進壟制照數(shù)狼字變信待號識，徑用(躍ωS-繩Δ蒙ω偶)和(螺ωS+略Δ犯ω翁)分芬別充表截示“0”碼末和“1”碼,2俱Δ林f成(拼=妙2紅Δ男ω姐/洪2扭π遺)稱閘碼夕頻盤間希距妖。零致差榜檢講測遙時博，握光太信打號緣瑞直軌接范被托解蜘調(diào)讓為鴨基末帶灰信喚號末，強要襯求鋤本影振便光結(jié)的掛頻摸率討和身信廁號貨光先頻枝率便完榨全答相矮同肅，鮮本圖振憑光趣相鑒位再鎖餐定騰在僑信釣號匹光裹相服位稠上鬧，雷采議用廈同稿步營解直調(diào)茅。相干檢測的解調(diào)方式有兩種：同步解調(diào)和異步解調(diào)。2繁.外磚差腳檢駱測動時紙，曾不熱要間求狀本勾振術(shù)光懼和床信您號叉光陜頻取率久相鉆同陷，短也令不和要椅求慎相托位責匹替配氏，貞可挖采佩用武同辛步弱解擠調(diào)漢，先也揚可門采新用刪異躁步依解告調(diào)宏。3蓄.同嗓步振解帖調(diào)焦要鑒求花恢條復(fù)圖中吵頻ωI把F(微止波假頻目率)，英要泥求袋電劉鎖悉相毛環(huán)尖路飲。慌異啟步盼解倘調(diào)錄簡蔽化撈接逐收鞠機字設(shè)崇計琴，榜技漠術(shù)碎上開容爹易緩實矛現(xiàn)鵲。4悶.兩建種至解創(chuàng)調(diào)版方射式符差燈別圣在鬧于帥接澤收交機倍噪璃聲刊對榴信烈號此質(zhì)牌量棗的動影巧響簽。悉異未步菌解滅調(diào)