发信人: shaben (愚笨傻呆痴), 信区: CRC
标  题: 光纤光栅、全光纤集成波分复用通信系统 
发信站: 紫 丁 香 (Sat Jul 17 11:22:34 1999), 转信

 当前，信息技术的迅猛发展，以及信息高速公路的飞快建设，不断向光纤通信提出

更高、更快的要求。现行光通信，即常规的IM/DD制式的光通信，由于其固有的症结而面

临严峻的挑战。为满足超快速、超大容量的通信要求，人们不得不探索和启用更新的制

式。目前普遍认为，复用通信是一种非常方便和有效的通信扩容方式，起码可解决本世

纪、以至下个世纪初的不断增长的通信要求。在诸多复用通信方式中，波分复用(多路)

(WDM)加光放大单元的通信被证明是目前最可行和有效的通信模式。

    近年来，又-新技术热点-紫外侧写入光纤光栅成为光纤通信领域最引人关注的研究

课题。光纤光栅的研制成功使全光纤激光器、全光纤宽带放大器、全光纤复用与解复用

器等均可得以实现．因此也使全光纤集成通信系统，这个被多年追逐的研究目标将成为

可能。所谓全光纤集成通信系统是指该系统的主要单元部件全部是光纤制成，即光纤集

信号光发射、传输与接收为一身，把这些功能性器、部件集成在同一根光纤上。显然，

这种系统不但具有小巧、可靠、兼容以及高性能价格比等一系列优点，而且能够大幅度

提高信道速率和容量，并有利于发展新型的光纤通信模式。本项目拟研制的全光纤集成

波分复用通信系统就是在这-背景下提出来的。

    本项目拟研制的系统由三部分组成，即全光纤光栅激光器复用单元、增益平坦光纤

光栅放大器及ADD/DROP解复用单元，分别完成密集多路光信号发射、中继放大及接收与

再发射功能，即三者组成一个光纤集成的密集多路波分复用通信系统。

    此项目的主要研究内容是：

A 光纤光栅激光器复用单元的研制.  使用新研制的光纤光栅作腔镜，四组激光腔复用-

支大功率半导体激光器泵浦，产生四个（或多个)激光载波，然后再通过其光纤调制器，

分别将各自的相关信息载人对应的激光载波上，构成波分复用光纤通信系统的发射端机

。四个载波的间距取Δλ＝1.6nm，相当 200GHz的带宽，因此各信道的容量是相当可观

的。由于光纤激光器是由石英介质(光纤)构成的，因此其激光振荡十分稳定，远远优于

半导体激光器，无需插入电子温控器件；而在由半导体激光器组成的波分系统中，复杂

的温控装置则是必备的，这是由于它的激光介质(半导体材料)是典型的温敏材料。另外

由于使用光纤调制器，因此与常规的直接调制相比，该系统容许使用更高的调制速率，

例如可＞10Gb/s的速率，这在直接调制的情况下是难以做到的。还可以列举其他一些优

点。

    B 平坦增益光纤放大单元的研制.  在光通信中使用掺铒光纤放大器(EDFA)替代常规

的光电光中继系统，这是近年来光纤通信技术一场伟大变革，它有望成为今后或下个世

纪必然推广的模式。但在光纤通信系统中，由于放大器增益的不平坦，例如在1530nm处

的增益将高出8dB，这样，自然使复用的路数受到限制。因此为了增加使用带宽，加大密

集复用路数，就必须设法改善光纤放大器的增益平坦程度。近年来已经提出很多促使增

益平坦的方法，其中用光纤光栅研制的特殊形式的平坦滤波器是最为可行和有效的。如

信道间隔取0.8nm,这种方法设计的增益平坦器实际可达到30～40路的复用能力。

    C ADD/DROP解复单元的研制.  该单元的功能是，将复用的多路信号解复下路和解调

，并将相应的待传输信号进一步上路，进入系统。以往的ADD/DROP系统均为光电混合式

，不但设备庞杂，而且速率很低。使用光纤光栅设计的分插器单元是全光型的，颇具新

颖性。其中采用光纤光栅组成M-Z干涉仪回路，将相应波长的光载波分离或插入，以达到

上、下路的作用。这种波长选择光路因是干涉型的，故具有极高的灵敏度和选择性，即

可大幅度降低交叉串音，有利于增加密集复用系统的密集度。

    在上述研究成果的基础上，即可将三个单元合理地组装在一起，构成一个全光纤集

成波分复用系统。该系统以最新研究成果-光纤光栅为基础。由于整个系统与光纤兼容，

损耗小、容量大、带宽宽，并能对传输线路的色散进行合理和有效的补偿，因此它可以

拥有可观的信道容量。本研究系统在实验阶段拟达到的指标是，速率为4×lGb/s，通信

距离＞100km，进一步的目标是20×2.4Gb/s，该指标为近期国际先进水平。

    在完成上述工作中还要对光纤光栅优化设计、通信线路的色散补偿及非线性串扰等

有关进行理论研究，通过研究，力求从理论和实践上为光纤光子学及技术开拓出一个新

的重要的发展方向。                                                          
     

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※ 修改:．arclight 于 Jul 17 14:18:38 修改本文．[FROM: sys03.hit.edu.cn]
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