基于光纤光栅的光分插复用器及其在光网络中的应用

摘要

光纤光栅的光分插复用器有着结构简单、插入损耗低等优点，一方面提高了信号上传下载的灵活性，另一方面也为整个网络的可控性提供了保障，在光纤通信等领域起着举足轻重的作用。本文对均匀光纤布拉格光栅以及取样光纤光栅的原理和性能进行了研究，设计了三种新型基于光纤光栅的光分插复用器，并对结构原理进行仿真分析；之后又研究了三种应用光纤光栅OADM的网络结构，并通过OptiSystem进行实例分析。主要完成的工作有：
　　1.首先分析了光纤光栅和光分插复用技术的发展状况，介绍了它们的工作原理和分类，接着在对WDM和全光网络的发展状况分析的基础上阐述了光纤光栅和OADM在网络中的应用和发展。应用耦合模理论和传输矩阵法分别对均匀光纤布拉格光栅和取样光纤光栅进行理论研究；使用Matlab对这两种光纤光栅的反射及透射光谱进行仿真分析，并通过控制变量法分析其影响因素。
　　2.设计出了三种基于布拉格光纤光栅的新型OADM结构：双通道波长交换OADM、三波长可调型OADM以及可调型双通道波长交换OADM。这三种新型OADM能够实现多通道的信号和多波长的灵活上传下载功能。使用Optisystem对这三种新结构进行仿真分析，得到各端口的频谱分析图以验证其可行性。
　　3.提出了三种基于光纤光栅OADM的网络结构：第一，将单个光纤光栅OADM应用于10Gbit/s WDM网络（一级组网）；第二，将组合型光纤光栅OADM应用于10Gbit/s WDM网络（一级组网）；第三，将可调谐光纤光栅OADM应用于两级混合网络（一种两级组网的10G EPON网络结构）。并通过Optisystem对三种组网模式分别进行仿真分析，通过观察各节点的信号频谱和接收器误码率分析图来验证各网络结构的可行性以及OADM与网络的兼容性。经过仿真分析，眼图形状良好，且误码率很小，证明了该组网方式很好的兼容了基于光纤光栅的光分插复用器，光分插复用器能够很好的应用在下一代光网络中，市场前景巨大。

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 光纤光栅的概述

1.3 光分插复用器发展现状

1.4 光网络发展现状与光分插复用器的应用

1.5 本文研究内容及创新点

第二章 光纤光栅理论分析

2.1 光纤光栅理论研究分析

2.2 光纤光栅的理论分析方法

2.3 光纤光栅的调谐技术

2.4 取样光纤光栅的基本理论

2.5 本章小结

第三章 基于光纤光栅的光分插复用器研究

3.1 光纤光栅OADM的工作原理

3.2 双通道波长交换OADM

3.3 三波长可调型OADM

3.4 可调型双通道波长交换OADM

3.5 本章小结

第四章 基于光纤光栅的OADM在光网络中的应用

4.1 应用光纤光栅OADM的10Gbit/s WDM网络

4.2 基于组合型光纤光栅OADM的WDM网络

4.3 基于可调谐光纤光栅OADM的两级组网结构研究

4.4 基于可调谐光纤光栅OADM两级组网仿真参数配置与分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢