检索结果-南通市图书馆

作者：陈冉北京交通大学

学位级别：硕士

全光通信网络具有高能效、高可靠性、低成本、可扩展性强、灵活组网、可智能化动态配置网络资源等众多显著的优点。成为了目前光纤通信技术的主要发展方向,相关的智能化通信光电子器件、光交换与光交叉连接技术也已成为近年来光通信领... 详细信息

全光通信网络具有高能效、高可靠性、低成本、可扩展性强、灵活组网、可智能化动态配置网络资源等众多显著的优点。成为了目前光纤通信技术的主要发展方向,相关的智能化通信光电子器件、光交换与光交叉连接技术也已成为近年来光通信领域的研究热点。能够通过计算机远程控制的可调谐多波长光纤激光器(TFL)、波长选择开关(WSS)和可重构光分插复用器(ROADM)设备,是全光通信网络未来发展的最关键的基础设备,受到了国内外众多研究机构和设备商的关注,具有广泛的市场需求和重要的研究价值。其中WSS是构成目前第三代ROADM的核心器件。本论文针对现有WSS光学系统复杂、系统损耗和端口串扰较大,以及端口数和通道数不足等问题,搭建了一种可以远程控制并具有通带灵活调节功能的基于硅基液晶处理芯片(LCoS)的WSS。同时,利用WSS灵活的滤波功能,搭建了一种基于LCoS的多波长光纤激光器,仅利用一块LCoS芯片,实现了灵活、稳定、可调谐的多波长激光输出。具体工作内容如下：(1)介绍了液晶空间光调制器和多波长光纤激光器的研究进展,分析了液晶材料的电光特性和硅基液晶空间光调制器(LCoS-SLM)的结构,并采用琼斯矩阵理论,研究了线性偏振光经过LCoS-SLM调制后的偏振态和光强。(2)应用标量衍射理论,分析加载相位光栅全息图时LCoS-SLM的衍射效率,并利用空间域和频率域的方法,计算出衍射效率的表达式,模拟出衍射光强的曲线。(3)在理论分析基础上,通过精细的2f光学系统设计,结合专用色散元件、高精度光纤端口阵列等光学部件,实现了一种结构科学合理的、支持灵活光谱、通道带宽和间隔可调的WSS原理样机。(4)利用WSS灵活的光学滤波特性,搭建了基于LCoS的多波长可调谐环形腔光纤激光器的实验平台,实现了在室温下4个波长稳定激射,每个波长独立可调,波长间隔为4nm的激光输出,且边模抑制比(SMSR)大于50dB。

关键词：液晶空间光调制器波长选择开关可调谐多波长光纤激光器闪耀光栅

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LCOS波长选择开关WSS设计及串扰分析

LCOS波长选择开关WSS设计及串扰分析

作者：敬泽安华中科技大学

学位级别：硕士

随着光通信技术的发展,人们对光信号传输的质量和容量都提出了更高的要求。波长选择开关因在提高通信容量中起到了十分重要的作用,已经成为目前国内外的研究热点。本论文通过理论分析实验探究,对基于LCOS的波长选择开关进行了深入的研究... 详细信息

随着光通信技术的发展,人们对光信号传输的质量和容量都提出了更高的要求。波长选择开关因在提高通信容量中起到了十分重要的作用,已经成为目前国内外的研究热点。本论文通过理论分析实验探究,对基于LCOS的波长选择开关进行了深入的研究,具体包括以下几点:介绍了硅基液晶的结构及其相控的工作原理;考虑了光在液晶器件中的传输过程,通过琼斯矩阵的分析方法对其反射率和相变进行分析,得到其反射率及相位变化的公式,再通过参数空间分析法来分析得到了液晶的最佳工作模式;介绍了LCOS实现光束偏转的具体方法,给出了其调制模型和结构示意图。对基于LCOS的波长选择开关进行了设计。设计了其总体结构,并根据总体结构以及课题要求,结合实际情况选定了实验所采用的器件;还对M×N结构的LCOS波长选择开关进行拓展分析,并得出了要实现4×4的结构LCOS对光束进行调制的调制阶数的计算公式;探究了基于LCOS实现二维偏转的方法,验证了设计的可行性。分析了串扰产生的原因,并结合相位图的绘制方法提出了一种降低串扰的方法。基于以上分析结果,设计制造了1×4的波长选择开关样机,通过实验测试,其插入损耗小于6dB,信道间串扰<-35dB。结果表明所设计的WSS具有结构简单、插入损耗低、串扰小等诸多优点。

关键词：硅基液晶波长选择开关串扰光束偏转

基于VirtualLab的波长选择开关仿真技术研究

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基于VirtualLab的波长选择开关仿真技术研究

作者：李雨蔚中央民族大学

学位级别：硕士

波长选择开关（WSS）是新一代可重构光分插复用（ROADM）全光网络中的核心光学器件之一。基于硅基液晶（LCoS）技术的波长选择开关具有的波长无关、方向无关、无竞争性、无格栅（CDCG）以及丰富的全光信号处理功能已成为波长选择开关技... 详细信息

波长选择开关（WSS）是新一代可重构光分插复用（ROADM）全光网络中的核心光学器件之一。基于硅基液晶（LCoS）技术的波长选择开关具有的波长无关、方向无关、无竞争性、无格栅（CDCG）以及丰富的全光信号处理功能已成为波长选择开关技术发展的主要方向。目前商用化WSS主流产品的端口数仅为1×9端口。通过改进光学系统设计并对其内部光学元件进行优化,设计并研制出具有高端口数的硅基液晶WSS,对于进一步降低ROADM光网络的建造和运维成本、提高网络性能及其全光交换能力具有重要的研究意义和实际价值。本文针对一种基于光纤微透镜阵列和硅基液晶的WSS光学系统进行设计并建立了基于VirtualLab光学仿真软件的波长选择开关仿真模型,并对波长选择开关中1×76端口的光束传输和端口间插损等关键参数进行了数值仿真研究,并根据仿真结果进行了初步的实验系统搭建。论文完成的主要工作如下:1.详细论述了基于光纤微透镜阵列和硅基液晶的波长选择开关的整体光学系统设计、所涉及的主要光学部件及其基本工作原理。2.建立了基于VirtualLab光学仿真软件的波长选择开关仿真模型,通过适当设置微透镜阵列、傅里叶变换透镜、柱面透镜等系统中主要光学部件的仿真参数,较为准确地仿真了来自微透镜阵列的入射高斯光束经过准直透镜、柱面透镜,经硅基液晶偏转指向后返回至输出微透镜阵列端口的全部光束控制和传输演化过程。仿真结果与实验结果基本符合。3.在上述搭建的仿真系统基础上,对基于光纤微透镜阵列和硅基液晶的高端口数波长选择开关,在1530nm、1545nm和1560nm三个波长上进行了基于VirtualLab的数值仿真研究。研究结果表明,在C波段上,采用该结构设计可以实现1×76端口的波长选择开关功能,端口间插损在3.0～9.5dB范围。在硅基液晶上可以得到39.28μm宽度的光斑尺寸,所对应的WSS的最小滤波带宽为9.8GHz。4.在上述仿真结果的基础上,搭建了初步的基于4K硅基液晶和1200线透射式相位衍射光栅的WSS实验系统,并进行了相关测试。

关键词：波长选择开关 VirtualLab 全光网光通信硅基液晶

基于弯曲排布热扩芯光纤阵列的波长选择开关研究

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基于弯曲排布热扩芯光纤阵列的波长选择开关研究

作者：华佳伦国防科技大学

学位级别：硕士

波长选择开关(Wavelength Selective Switch,WSS)是全光网可重构光分插复用节点中最关键的器件。基于自由空间光学结构的WSS目前存在着尺寸大、边缘端口插损大、端口之间串扰大等问题,本文就这些问题展开研究并进行优化设计,具体研究成... 详细信息

波长选择开关(Wavelength Selective Switch,WSS)是全光网可重构光分插复用节点中最关键的器件。基于自由空间光学结构的WSS目前存在着尺寸大、边缘端口插损大、端口之间串扰大等问题,本文就这些问题展开研究并进行优化设计,具体研究成果如下:1.针对WSS中由于光栅“圆锥衍射”导致的输出光斑水平偏移,推导了偏移量的近似计算公式。此偏移量会随着端口数的增加呈抛物线型递增,从而对边缘端口造成较大损耗。提出采用弯曲排布光纤阵列(Fiber Array,FA)作为输入输出端口,补偿光栅“圆锥衍射”效应的影响,并成功制备了弯曲排布FA用于实验研究。2.分析表明WSS系统尺寸与输入输出光斑尺寸正相关,论文创新性采用热扩芯(Thermal Expanded Core,TEC)FA作为WSS的输入输出端口以降低系统尺寸,同时还可以减小耦合输出时因系统微离焦产生的角度失配影响,实验测得系统插损为3.8dB。3.分别搭建了基于直线排布和弯曲排布TEC FA的WSS实验系统,验证了弯曲排布FA的补偿效果,实验测得各端口插损在4-7dB之间,边缘端口的插损最高可降低17dB。4.提出了基于“圆锥衍射”效应的端口串扰优化方式,取得了较好的降串扰效果,临近端口的串扰值降低了3-4dB,外围端口的串扰值最高可降低27dB。

关键词：波长选择开关热扩芯光纤光纤阵列圆锥衍射硅基液晶

基于液晶技术的2×4灵活栅格波长选择开关研究

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基于液晶技术的2×4灵活栅格波长选择开关研究

作者：杨俊锋武汉邮电科学研究院

学位级别：硕士

随着通信业务的迅猛增长，智能光网络进入高速发展的实用化阶段。智能光网络使运营商能够远程动态地实现波长分配，提高了工作效率，同时也可极大地降低网络的建设成本和运营成本。可重构光分插复用器是智能光网络系统中最核心的功能模... 详细信息

随着通信业务的迅猛增长，智能光网络进入高速发展的实用化阶段。智能光网络使运营商能够远程动态地实现波长分配，提高了工作效率，同时也可极大地降低网络的建设成本和运营成本。可重构光分插复用器是智能光网络系统中最核心的功能模块，以1×N WSS为基础的ROADM技术，通过远程软件控制，可实现任意波长在任意端口的衰减、阻塞及切换，再利用合理的组网结构，可实现任意方向、任意信号、任意时刻的任意状态传输，实现网络智能化管理。本论文首先介绍了可重构分插复用技术的发展及研究现状，并着重介绍了基于波长选择开关的可重构光分插复用器。接着本论文对目前波长选择开关的几种实现技术方案进行了阐述和比较。其中主要介绍了基于液晶技术方案和基于硅基液晶技术方案的波长选择开关，因为基于硅基液晶技术和基于液晶技术的波长选择开关具备带宽可调谐功能，更加适用于未来100Gbit/s、400Gbit/s的超高速光纤传输系统。而液晶技术由于其在显示领域的成熟应用，在可靠性、工业化生产、低成本等方面更加完善，更适用于实现小端口数的低成本波长选择开关。然后，本论文提出了一种基于液晶技术的2×4灵活栅格波长选择开关设计。首先介绍了光学系统结构设计原理，在传统1×N波长选择开关的基础上使用偏振分束/合束器，通过偏振态复用实现2×N的波长选择开关设计。然后对液晶衰减控制，灵活带宽控制，偏振摸色散，工作带宽等进行了详细设计和分析。根据设计方案，实验制作了波长选择开关样品进行实验验证。对插入损耗，衰减控制范围，工作带宽，中心波长，响应时间等关键技术指标进行了测试和数据分析，并提出了相应的改进方案。最后，对全文的研究内容进行了总结，并指出需要改进的地方和进一步研究的方向。

关键词：可重构光分插复用器波长选择开关液晶

可编程波长选择开关的技术研究以及在ROADM中的应用

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可编程波长选择开关的技术研究以及在ROADM中的应用

作者：翁涛北京邮电大学

学位级别：硕士

在信息社会巨大需求推动下,以光纤通信为基础构建的通信网络经历了巨大变化,使波分复用(WDM)得到了广泛的部署和应用,WDM提供了一个大容量传输的解决方案,随之带来了交换节点的压力,而且多数业务需要光-电-光转换,为了提高交换节点的的... 详细信息

在信息社会巨大需求推动下,以光纤通信为基础构建的通信网络经历了巨大变化,使波分复用(WDM)得到了广泛的部署和应用,WDM提供了一个大容量传输的解决方案,随之带来了交换节点的压力,而且多数业务需要光-电-光转换,为了提高交换节点的的容量,交换节点必须实现光交换技术,可重构光分插复用器(ROADM)能够根据业务属性随时随地灵活安排带宽,是向全光网络演进的关键光设备模块。光网络可编程器件不断增加,如速率可变的光收发技术、宽带可变的光滤波技术、以及可编程的光波长交换设备等,可以将OpenFlow的虚拟可编程性与底层物理设备的可编程灵活有效结合,实现更加灵活的光网络控制。本文研究重点实现WSS模块系统和扩展OpenFlow协议实现与底层可编程器件的通信,主要工作和创新点如下：1.研究了ROADM的三种技术原理,波长阻隔器(WB)、平面波导型(PLC)和波长选择光开关(WSS)这3种技术方案,分析各个方案的架构、优劣势,WSS是实现ROADM的首选技术,在此基础上分析了ROADM的技术发展趋势,向着波长无关、方向无关、竞争无关,尤其是信道带宽弹性可调。2.实现了可变带宽WSS模块系统,首先设计WSS电路适配板,机械改造工控机,模块系统内置于工控机内,通用RS232串口协议与本地计算机通信,由Java和Twaver实现客户端可以实现对WSS模块信道带宽、波长出口、功率衰减的灵活控制,WSS模块系统灵活地根据业务配置切换50Ghz、100Ghz和弹性间隔三种模式,WSS模块系可运用于实际网络节点实现可变带宽传输不同颗粒任务,具有较强的使用价值和创新意义。‘3.研究SDN核心实现协议OpenFlow,提出了基于WSS实现SDN方式的管理架构,设计OpenFlow协议扩展方案实现控制器与底层光设备的通信,能够使上层应用灵活适配业务实现对底层可编程光模块的控制,这也是本文的创新点之一。

关键词：波长选择开关软件定义网络可重构交叉复用器可编程设备可变带宽弹性间隔

可变带宽波长选择开关在灵巧光联网中的应用研究

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可变带宽波长选择开关在灵巧光联网中的应用研究

作者：韩换换北京邮电大学

学位级别：硕士

随着光网络技术的发展,传统的弹性光网络因其信号处理技术的局限性面临着一系列的问题,如耗能大、效率低、复杂度高等,为了解决这些问题,需要对弹性光网络中的信号处理技术进行研究。另外,伴随着通信网络的不断发展,时分/波分混合无源... 详细信息

随着光网络技术的发展,传统的弹性光网络因其信号处理技术的局限性面临着一系列的问题,如耗能大、效率低、复杂度高等,为了解决这些问题,需要对弹性光网络中的信号处理技术进行研究。另外,伴随着通信网络的不断发展,时分/波分混合无源光网络(TWDM PON)技术在接入网络中的应用越来越多。TWDMPON技术在覆盖范围、接入用户数量上都有明显提升,能够支持大容量、长距离的分支比传输。但该结构实现大容量传输的同时增加了系统交换节点的压力,为了减缓系统交换节点的压力,同时提升交换节点的容量,需要针对接入网中的交换节点进行研究。可变带宽波长选择开关能够根据不同的业务需求对带宽进行灵活调控,是弹性光网络及接入网发展中的关键技术模块。因此,本论文围绕弹性光网络和TWDMPON接入网面临的需求和难点,提出了可变带宽波长选择开关在灵巧光联网中的应用研究。本论文依托于国家863计划和国家自然科学基金项目,对可变带宽波长选择开关在灵巧光联网中的应用展开了研究,主要工作和创新点如下:(1)阐述了可变带宽波长选择开关(BV-WSS)技术原理,参与提出了基于BV-WSS的弹性光交换节点结构,对核心器件BV-WSS进行了实验测试分析。(2)针对传统PON结构的局限性,提出了一种光纤备份保护与对等通信相结合的TWDM接入网方案,完成了等效实验验证。该方案利用分支光纤的备份光纤进行ONU间的直接对等通信,提高了资源利用率。(3)设计了一种基于OPNET和BV-WSS的光网络半实物仿真平台,开发了其中BV-WSS子系统的控制软件及相关接口,并通过实验验证了该平台的连通性。

关键词：弹性光网络 TWDM接入网波长选择开关半实物仿真平台

基于硅基液晶处理芯片的1XN端口波长选择开关的研究

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基于硅基液晶处理芯片的1XN端口波长选择开关的研究

作者：田淼中央民族大学

学位级别：硕士

能够通过软件进行远程控制的光交叉连接器(OXC)和可重构光分插复用器(ROADM)作为未来全光通信网络发展所必需的关键基础性设备,具有极其重要的研究价值和广阔的国际市场需求,受到了国际范围内各研究机构以及器件与设备供应商的广泛关注... 详细信息

能够通过软件进行远程控制的光交叉连接器(OXC)和可重构光分插复用器(ROADM)作为未来全光通信网络发展所必需的关键基础性设备,具有极其重要的研究价值和广阔的国际市场需求,受到了国际范围内各研究机构以及器件与设备供应商的广泛关注。波长选择开关(WSS)是目前第3代ROADM的核心器件。本文针对现有WSS存在的光学系统复杂、系统插损与端口串扰大,以及端口数和通道数有限等不足,提出一种可软件远程控制的具有通带调谐灵活性的基于硅基液晶处理芯片(LCoS)的1 ×N高端口数WSS。本论文利用标量衍射理论建立了LCoS平面光栅衍射模型,分析了1级衍射光束的衍射方向和衍射效率与所加载LCoS相位全息图的光栅常数、光栅取向和相位阶数的变化规律。在此基础上,我们将LCoS处理芯片应用于1×N端口WSS系统中,利用精细独到的2f光学系统设计方案,结合专用色散元件、高精度光纤端口阵列等核心光学部件的创新与制备,实现了一种结构科学合理的1×32端口WSS设备原理性样机。实验结果表明：在光通信C波段,从样机公共端口输入的密集波分复用信号(DWDM)中的一个或一组波长可灵活切换至32个端口中任一端口输出,并且具有通道带宽和通道间隔任意可调等特性。在100GHz标准信道间隔下,32个端口的插入损耗表现为：1-20端口的插损5-9dB,21-26端口的插损6-15dB,27-32端口的插损7-25dB;各端口中各波长串扰为-15dB至-30dB;在100GHz标准信道间隔下的各波长信道3dB带宽均为～40 GHz,且最小通道间隔50GHz。这一工作为下一阶段开展M×N端口波长选择开关研究奠定了坚实的基础。

关键词：波长选择开关硅基液晶处理芯片光栅衍射可重构波分复用器光交叉连接器

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基于LCOS波长选择开关的研究

基于LCOS波长选择开关的研究

作者：杨东堂华中科技大学

学位级别：硕士

可重构光网络的关键器件之一就是1×N的波长选择开关(WSS),它能够实现光网络波长通道的路由功能。一种新颖、紧促型的N×M波长交叉连接器(WXC)2012年曾被Nicolas ***等人报道,该波长交叉连接器(WXC)也采用了LCOS液晶相控技术。但是,上... 详细信息

可重构光网络的关键器件之一就是1×N的波长选择开关(WSS),它能够实现光网络波长通道的路由功能。一种新颖、紧促型的N×M波长交叉连接器(WXC)2012年曾被Nicolas ***等人报道,该波长交叉连接器(WXC)也采用了LCOS液晶相控技术。但是,上述波长交叉连接器(WXC)实现起来并不容易,而且整个系统用到了多个1×N的波长选择开关(WSS)。因此,波长选择开关(WSS)在光交换领域具有重要的意义。WSS的实现技术主要包括微机电系统(MEMS)转镜技术、液晶(LC)技术、平面光波导(PLC)技术和硅基液晶(LCOS)技术。对下一代光网络来说,基于LCOS技术的波长选择开关是非常有吸引力的解决方案,因为只要充分利用LCOS每个像素被电极独立控制而分离的特性,可以任意调节该波长选择开关的光谱参数,比如中心波长和带宽可编程。早些年,因为受像素尺寸发展的限制,LCOS光束偏转无法满足波长选择开关(WSS)的需求,所以人们对二维光束偏转在WSS中的应用研究的比较少。相比较其他技术的WSS,研究了基于LCOS技术的WSS的特点及国内外研究状况,并且实验验证了基于LCOS空间光调制器控制的二维光束偏转技术,这对提高WSS的灵活性具有重要意义。本论文设计的WSS,具有灵活性高、结构简单等优点,器件插入损耗和偏振相关损耗相对较小。整个系统偏振转换只需要一片半波片,透射式闪耀光栅在空间上对波长进行分离,LCOS空间光调制器实现光路切换。透射式闪耀光栅具有偏振无关特性,因此系统中不需要消光栅偏振相关性的一些光学元件,从而使结构得到简化。根据光路设计,制作了1×4基于LCOS的波长选择开关样品。经过测试,插入损耗低于6dB,工作波长1525nm-1565nm,偏振相关损耗低于0.3dB,中心波长和带宽可编程。该器件可作为可重构光分插复用器(ROADM)和光交叉连接器(OXC)的关键器件。

关键词：可重构光网络波长选择开关 LCOS 二维光束偏转

基于MEMS的波长选择开关及其控制系统研究

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基于MEMS的波长选择开关及其控制系统研究

作者：陈峰华中科技大学

学位级别：硕士

近年来,基于可重构分插复用器(ROADM)节点的全光网络发展迅速,为了实现更灵活的网络结构,要求下一代ROADM拥有波长无关、方向无关、无竞争的特性,简称为CDC ROADM。传统的CDC ROADM中基于组播交换机的上/下路模块成本高昂、体积庞大,严... 详细信息

近年来,基于可重构分插复用器(ROADM)节点的全光网络发展迅速,为了实现更灵活的网络结构,要求下一代ROADM拥有波长无关、方向无关、无竞争的特性,简称为CDC ROADM。传统的CDC ROADM中基于组播交换机的上/下路模块成本高昂、体积庞大,严重制约了CDC ROADM的应用规模。本文设计了一种可用于高维CDC ROADM上/下路模块的M×N端口波长选择开关(WSS),以两个大规模二维MEMS微反射镜阵列为核心实现波长选择和光路调节,并对其控制系统进行了深入研究。根据WSS系统中MEMS微反射镜的高数量、静电扭臂式驱动等特性,在尺寸受限的电路板上集成多片DH9685A芯片和数百路高压输出通道,以预留通信接口的方式,实现人机通信和系统拓展,最终完成了一个体积小、通道多、可拓展的WSS硬件电路系统设计与实现。基于上述WSS硬件控制电路,制定了大规模MEMS微镜阵列的控制协议,设计了一种可随硬件系统拓展的软件架构,并以模块化设计的思想完成了WSS控制软件的方案设计和代码编写。控制软件通过了功能性、可靠性及完备性测试,可作为WSS系统的枢纽,控制WSS硬件控制电路驱动MEMS微镜阵列,实现WSS系统的智能控制。搭建基于MEMS技术的3×36端口WSS系统,验证了控制系统的功能,并对WSS的关键性能进行了测试与分析。最终得出本文设计的WSS信道间隔为50GHz、0.5dB带宽大于20GHz,3dB带宽大于35GHz,信道插入损耗小于6.35dB,隔离度大于30dB。表明该WSS具有集成度高、性能优异、损耗小、抗干扰能力强等优点,作为CDC ROADM上/下路模块中的关键器件,可有效降低其成本与体积。

关键词：可重构分插复用器波长选择开关 MEMS阵列控制系统模块化设计