基于衍射型的光通道性能监测模块（OPM）的研制

摘要

随着Internet业务和多媒体应用的快速发展，网络的业务量正在以指数级的速度迅速膨胀，这就要求网络必须具有高比特率数据传输能力和大吞吐量的交叉能力。光纤通信技术出现以后，光技术开始渗透于整个通信网，光纤通信有向全光网推进的趋势。 目前全光网发展中最待突破的瓶颈之一在于波长监控技术的发展。在波长监控方面，如何获取光通道的性能状况以支持网络控制和管理操作，成为光通信设备和系统设计所要解决的关键问题。光通道性能监测模块(OPM)正是为满足这些需求而出现的一种精确、轻便和低成本的监测模块，它的主要作用是在光网络中比较关键的位置对各个光通道信号的波长、功率和光信噪比(OSNR)进行监测。 光通道性能模块可分为衍射型和干涉型，本论文讨论了基于衍射型的光通道性能模块的设计和实现方法。首先分析了衍射型光通道性能模块的基本原理与结构，对核心元件——衍射光栅和光电探测器的工作原理进行了阐述。然后根据相关理论，提出了OPM的总体实现方案，对光通道性能模块的光路，光电转换模块，电路三个组成部分进行了具体分析，其核心光路部分采用了双通的结构，提高了光栅的衍射效率，从而成倍增加其工作波长范围，提高波长分辨率。最后通过实验，将OPM测得的模拟系统信号的波长、功率和光信噪比三个主要性能指标与Agilent/Anritu光谱分析仪所测结果进行对照，误差在允许范围之内。 本论文对基于衍射型光通道性能监测模块展开了相关的理论分析和详尽的方案设计，并对研制的OPM进行了性能测试，测试结果表明OPM各项性能指标达到设计要求，同时也提出了改进意见，这对今后进一步提高产品的研制水平具有较高的参考价值。

目录

文摘

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1绪论

1.1全光网络的概述，发展及现状

1.2光通道性能监测模块在全光网络中的应用

1.3光通道性能监测模块的基本原理与结构

1.4光通道性能监测模块的技术指标及研发现状

1.5论文各部分的内容

2基于衍射型的光通道性能监测模块的理论分析

2.1夫朗和费多缝衍射效应

2.2衍射光栅的特性分析

2.3光电检测器的结构，原理

2.4本章小结

3基于衍射型的光通道性能监测模块的方案设计

3.1光路部分

3.2光电转换模块

3.3电路部分

3.4光路部分固定结构设计

3.5主要参数定义和性能指标

3.6本章小结

4基于衍射型的光通道性能模块的性能测试及数据分析

4.1测试方案

4.2实验步骤

4.3实验结果，分析与结论

4.4本章小结

5总结与展望

致谢

参考文献

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