21世纪将是"信息时代",随着社会的发展,对通信的需求不断上升,通信技术也在突飞猛进的发展。信息的传输和交换正由电光网络向全光网络发展。全光网络以光纤为传输媒介,采用光波分复用(WDM)技术提高网络的传输容量。然而,WDM技术的进步主要依赖光器件的进步。
光纤通信网络方面的技术与光器件方面的发展是相辅相成的。光通信网络的发展既受限于光器件的发展,同时又对光器件的发展提出更新更高的要求;而光器件的发展又必将推动光通信网络快速发展。
在目前技术状况下,构成全光网的光器件大致可分为三大类,即:有源光器件、无源光器件和光子集成器件。
有源光器件
激光器 DWDM系统是构成全光网的基础。DWDM要求的激光器,应能满足多波长、可调谐、高功率等要求。DWDM光网络有非常严格的波长间隔和标准波长,已实用的LD器件输出光波长包含了C波段(1530~1570)和L波段(1570~1610)目前DWDM光源的技术特点和技术状况如表1所示。
探测器 满足全光网要求的光探测器正向着高灵敏度、宽带接收和高响应速度方向发展。目前,PIN光电管在1550 nm窗口可提供1A/W的灵敏度。基于InP的光电管是宽带接收器件,用于1310nm和1550nm两个传输窗口。
光放大器 光发大器是解决光网络长距离无中继的关键器件。目前已实用化的光放大器有掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体激光放大器(SOA)和受激拉曼放大器。EDFA主要是解决增益平坦问题和降低噪声问题。代表EDFA器件最高水平的是已做出在C和L波段的35 nm窗口增益平坦度均优于1.5dB,新一代改进的EDFA的放大范围将大于50 nm,最终目标是研制出可放大整个C+L波段的光放大器。随着通信系统容量的增加,对放大器的质量要求也在不断提高,即要设法降低光放大器的噪声。有关研究表明,拉曼放大器与EDFA器件的结合可能提供虚拟的"无噪声"光放大器。增益为10 dB左右的半导体激光放大器SOA芯片已面世多年,目前正向着构筑InP SOA芯片阵列来完成光选路功能(无损交换),此类器件的交换速度可达秒级,最大优点是阵列规模可变,且当他与平面封装技术结合时,可大大降低成本
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