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基于TFF的双向可重构光分插复用器的研究

作　者: 胡松
导　师: 罗风光
学　校: 华中科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 全光网络 双向可重构光分插复用器 薄膜滤光片 C-lens准直器
分类号: TN253
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


工作波长可动态配置的双向可重构光分插复用器(B-ROADM,Bidirectional Rconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)是实现全光网络和双向WDM网络的重要基础之一。作为光传送网和城域光网络的核心设备之一,可重构的光分插复用器能够实现灵活的波长管理,相对于不可重构的光分插复用器,给网络的运营商带来了更多业务开展的便利和成本的降低。本文研究的重点就是基于TFF(薄膜滤光片)的双向可重构光分插复用器。本文对现有OADM方案进行了分析和比较,在此基础上提出了一种光分插复用子模块的设计方案。该方案基于薄膜滤光片、2×2光开关和球透镜(C-lens)双光纤准直器设计而成。这三种基本无源光器件的性能将直接影响光分插复用子模块的主要性能参数,如插入损耗、通道隔离度等。本文利用波动光学的有关理论对滤光片的滤波原理进行了研究,分析了入射光角度对滤光片透射中心波长的影响,推导出了两者之间的数学关系;利用高斯光学以及矩阵光学的有关理论研究了C-lens准直器的特性,在此基础上介绍了准直器之间的耦合失配因素,重点分析了滤光片放置位置对C-lens准直器反射插入损耗的影响。这些对于光分插复用子模块实验的光路调试都有着重要的指导意义。为验证该子模块的各种优越性,本文对其进行了实验,并给出了实验结果。实验结果表明,本文所设计的光分插复用子模块具有性能突出、结构简单、扩展性好、成本低等诸多优点。在光分插复用子模块的基础上,本文继而设计了一种新颖的并联型双向可重构光分插复用器,并利用光通信软件OptiSystem对其进行了仿真。该器件有效地减小了信道间功率不均衡的问题,从而极大提高了光网络中网元节点的灵活性和稳定性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 全光网及其关键技术  9-13
    1.1.1 全光网是光网络的发展趋势  9-10
    1.1.2 全光网中的关键技术  10-13
  1.2 可重构光分插复用器  13-19
    1.2.1 ROADM 的功能  13-14
    1.2.2 ROADM 的优点  14-15
    1.2.3 ROADM 的实现技术  15-17
    1.2.4 ROADM 的国内外发展现状  17-19
  1.3 本论文的研究内容  19-21
    1.3.1 本论文的研究目的  19-20
    1.3.2 本论文的内容安排  20-21
2 基于TFF 的双向ROADM 模块设计原理  21-40
  2.1 引言  21
  2.2 基于TFF 的双向ROADM 模块设计方案  21-25
    2.2.1 传统方案  21-23
    2.2.2 本研究的设计方案  23-25
  2.3 TFF 的特性分析  25-28
    2.3.1 薄膜滤光片  25
    2.3.2 滤光片中心波长与入射光角度的关系  25-28
  2.4 双光纤准直器的特性分析  28-32
    2.4.1 光纤准直器的选用  28
    2.4.2 单光纤C-lens 准直器性能分析  28-31
    2.4.3 双光纤C-lens 准直器性能分析  31-32
  2.5 准直器耦合损耗分析  32-37
    2.5.1 单光纤准直器之间的耦合失配  32-33
    2.5.2 滤光片的放置对插入损耗的影响  33-37
  2.6 光开关的特性分析  37-38
  2.7 本章小结  38-40
3 基于TFF 的双向ROADM 模块实验研究  40-50
  3.1 引言  40
  3.2 实验中用到的主要光无源器件的选型  40-41
    3.2.1 双光纤C-lens 准直器的选型  40-41
    3.2.2 TFF 的选型  41
  3.3 实验过程  41-46
    3.3.1 实验方案  41-43
    3.3.2 光路调试步骤  43-44
    3.3.3 需要测试的参数及其测试方法  44-46
  3.4 实验结果与分析  46-49
  3.5 本章小结  49-50
4 基于TFF 的双向ROADM 及其仿真  50-57
  4.1 引言  50
  4.2 基于TFF 的双向ROADM 整体结构设计及其工作原理  50-52
  4.3 系统仿真  52-56
  4.4 本章小节  56-57
5 全文总结  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-63

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 波导光学与集成光学 > 光纤元件
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