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目前光纤通信已成为支撑通信传输网络的主流技术,传统的光纤通信正快速地向下一代的全光通信演进。分插复用技术(OADM)是实现全光传送网关键技术之一,对它的研究也一直是国际热门话题。在众多OADM的实现方案中,基于光纤光栅(FBG)的OADM结构简单、性能稳定、低损耗且易于实现波长上下载的可调谐,具有广阔的应用前景。
本论文重点研究基于FBG的光分插复用技术。首先全面的介绍了全光网络的概念、发展现状以及实现光传送网的关键技术,分析比较了四种不同结构OADM的工作原理、特性和应用;介绍了光纤光栅的基础理论,根据光纤光栅的耦合模理论,对常见的几种数值计算方法进行了比较,并选定传输矩阵法作为本论文数值仿真的主要方法。
接着,分析了常见的五种光纤光栅的折射率分布和光谱特性,采用传输矩阵法研究了取样光栅的光谱特性与各参量的关系,并根据研究结果设计了一个符合DWDM波长标准、低损耗、能同时上/下13个波长的OADM。
然后,研究基于FBG的OADM的串扰特性。定量分析了3种结构(常规结构、两种改进结构)的OADM的串扰特性,得到了如下结论:与常规结构相比,改进结构的OADM串扰特性得到了明显改善;与固定判决门限下相比,最佳判决门限下OADM的串扰特性也得到了明显改善,并提出了改善OADM串扰性能的措施。
研究基于FBG的OADM的输出功率均衡特性。分析了基于FBG和光环行器的OADM的输出功率不均衡的影响因素,重点研究了由于EDFA增益谱不平坦引起的输出功率不均衡,提出了功率均衡方案,并分别设计了一个Bragg反射型光栅和长周期透射型光栅实现了对基于FBG的OADM的输出功率均衡。
最后,研究OADM的测试技术。介绍了WDM系统的基本配置、主要特性参数和测试方法以及相关专用测试仪表;并根据工程实际需要,设计和建立了一个OADM性能测试系统,并对OADM的上载、下载、插入损耗、隔离度等参数进行了测试,测试结果表明该测试系统准确度高,工作稳定,满足工程要求。