全光网络中可重构光插分复用器（ROADM）系统的研制

论文摘要

未来业务特性和增长的不可预测性要求网络必须具有足够的灵活性和可扩展性,以应对未来业务容量的增长。而在全光网络中,完全管理的可重构光分插复用器（ROADM）是实现网络灵活性的核心设备,它可以可选择性地分插复用任意需要的波长通道,动态增益均衡其输入光强度,还可通过网络对波长业务上下路进行远端配置,实现任意波长到任意端口的操作,极大地方便了新型业务的开展,降低或消除了对网络前期规划的要求。本文旨在设计并实现一种ROADM系统,使其具有波长路由,动态增益均衡和远程可重构三大特性,围绕这个目的,我们开展了以下几个方面的工作:1、从光网络节点的功能要求出发,研究了当前ROADM系统的主要实现方式,提出了一种ROADM系统结构,并根据结构框图阐述了其工作原理。相比传统ROADM系统结构,我们所并提出的ROADM系统在成本和体积以及可靠性上有一定优势。2、根据我们所提出的设计思路,对系统中所涉及到的光器件进行了分析,描述了各种器件的工作特性和控制方式,重点对AWG器件和VOA-OSW器件进行了研究。3、针对光器件的特性,我们对系统其进行了具体的实现。从硬件和软件两个方面阐述了整个控制电路的设计思路,其中重点对系统的波长路由特性,动态增益均衡特性和远程可重构特性的控制机理进行了论述,针对具体应用对系统硬件设计和程序算法提出了一些改进和创新,并对整个系统模块增加了在线升级功能,方便了后期维护。4、最后对整个系统的光学性能指标和功能特性进行测试和分析,测试结果表明,系统功能达到设计要求,完全能够满足全光网络的需求。

论文目录

• 摘要
• Abstracts
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 ROADM系统的发展和应用情况
• 1.3 ROADM系统特性和主要实现技术
• 1.4 我们所设计的ROADM系统框图
• 1.5 本文的主要创新点和论文结构
• 第2章 ROAM子系统光器件原理分析
• 2.1 AWG原理分析
• 2.1.1 AWG器件理论分析
• 2.1.2 AWG器件基本特性
• 2.2 MEMS型VOA-OSW原理分析
• 2.2.1 MEMS型VOA-OSW光衰减和光开关特性
• 2.2.2 新型VOA-OSW器件IL值理论分析
• 2.2.3 MEMS型VOA-OSW器件基本特性
• 2.3 光功率分配器与光功率探测器性能分析
• 2.3.1 光功率分配器
• 2.3.2 光功率探测器
• 2.4 本章小结
• 第3章 ROAM子系统硬件和程序设计
• 3.1 ROAM子系统硬件设计
• 3.1.1 硬件电路设计
• 3.1.2 高速PCB设计
• 3.1.3 结构,盘纤设计和具体实现
• 3.2 ROAM子系统程序设计
• 3.2.1 ROAM子系统底层程序设计
• 3.2.2 ROAM子系统应用层程序设计
• 3.3 ROADM系统网络代理端程序设计
• 3.3.1 MIB管理模块设计
• 3.3.2 处理模块
• 3.3.3 轮询模块设计
• 3.3.4 私有协议通信模块设计
• 3.3.5 具体实现
• 3.4 本章小结
• 第四章 ROAM子系统测试分析
• 4.1 ROAM子系统模块测试
• 4.1.1 ROAM子系统温度稳定性和热场分布数据分析
• 4.1.2 ROAM子系统解复用/复用器中心波长数据分析
• 4.1.3 ROAM子系统光均衡特性数据分析
• 4.2 ROAM子系统整体性能测试
• 4.2.1 ROAM子系统光学指标测试
• 4.2.2 ROAM子系统功能测试
• 4.2.3 ROAM子系统性能指标
• 4.3 ROAM子系统可靠性测试
• 4.3.1 温度应力测试
• 4.3.2 电应力测试
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附件 原理图
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢