基于波长选择开关的ROADM实现研究

可重构光分插复用(ROADM)设备可以通过软件实现远程节点上、下路和直通波长的配置。文章首先介绍了ROADM设备结构的演进过程,然后通过比较基于波长选择开关(WSS)的结构的ROADM设备,采用不同逻辑实现方式获得了不同特性,最后探讨了WSS的实现技术。

基于波长选择开关的混合WDM/TDM PON结构

介绍了混合WDM/TDM PON的一般网络结构,重点探讨基于波长选择开关的部分灵活的混合PON结构,包括具有固定组播功能的混合PON、无组播功能的混合PON和具有选择组播功能的PON结构形式和功能优缺点,为波分时分复用混合无源光网络的具体设计提供参考。

MOEMS集成波长选择开关的设计及研究

研究一种基于电磁驱动微光机电系统(MOEMS)光开关阵列的串联集成波长选择开关结构,经过理论分析与计算,得出螺旋形线圈在相同电流密度下相比于八边形和四边形线圈能得到更大的电磁力;通过模态分析得到在设计的悬臂结构下,支撑臂响应时间约为22 ms。采用溅射、光刻、腐蚀和电铸等MOEMS工艺完成了光开关悬臂的制作,并通过制作对准标记及采用可见光与红外光相结合的装调方法,完成了1×8阵列的波长选择开关系统集成。经过测试得到,开关上升和下降的时间均约为20 ms,当电流为0.4 A时,支撑臂的挠度为1.28 mm,能达到系统光路转换的目的。该波长选择开关能够在2 V电压下,实现对8个不同波长信道的任意选择,其最大的插入损耗为1.741 dB,信道均匀性达到0.55 dB;插入损耗的测试结果与计算结果较吻合。

WDM-PON中一种基于波长选择开关的组播方案

方案使用幅度和相位正交调制的方式来承载单播和组播业务,利用波长选择开关对需要组播业务的ONU(光网络单元)和不需要组播业务的ONU进行分组,进而实现组播业务的传输。整个方案的控制策略完全集中在OLT(光线路终端)一端的WSS中,简化了组播控制的方法,使整个系统简单方便。

支持全光网的波长交换开关发展趋势

全光网未来的发展趋势对于其中的核心元器件波长选择开关提出了新的要求。未来的波长选择开关元器件将继续使用硅基液晶技术并且基于算法、光学设计的创新,向支持更多频谱、更高集成度和端口数发展,并且具有更低成本以便用于城域边缘网络。

基于WSS的动态可重构光网络

数据中心负载通信特征多种多样,可重构网络可以实现逻辑连接关系的动态变换以匹配不同的应用通信特征,是提高互连网络资源利用率、降低系统能耗、提高灵活性的有效方法之一。传统的电域互连技术很难实现物理拓扑的动态切换,本文基于新兴的光波长选择开关(WSS)技术提出了一种动态可重构光电混合网络结构,在不改变物理连接关系的条件下通过软件配置WSS实现拓扑连接的动态重构和互连带宽的最优调整;基于Misra&Gries算法和Greedy算法提出了面向可重构光网络的快速配置算法,可在满足光器件物理约束的条件下快速求解出典型拓扑对应的光波长配置参数。本文给出了多种物理拓扑的重构过程,1 024个节点的仿真结果显示,合适的拓扑重构对网络带宽的提升超过60%。

基于光纤光栅和光纤环形镜的波长选择开关

提出并实验研究了采用压电陶瓷调制的光纤环形镜与光纤光栅结合的新型波长选择性光纤开关 ,获得了开关动态范围大于 16 d B、波长选择端口插入损耗小于 0 .5d B的实验结果。研究表明光纤环形镜干涉臂长的平衡是器件的关键。

一种基于微机电系统技术的新型波长选择开关

波长选择开关(WSS)被认为是最重要的波长引擎技术,已成为运营商在下一代网络部署中的关键器件。提出了一种新型的波长选择开关结构,用基于一维的微电机系统(MEMS)转镜实现切换的功能和透射式MEMS衰减器技术实现无干扰(Hitless)功能,相对于使用二维MEMS转镜同时实现波长切换和Hitless功能的WSS。其具有技术成熟,成本相对低廉等优点。理论分析并数值模拟了该WSS的几个关键参数,实际制作并测试了这种新型的WSS,实现了最大衰减量约34 dB,插入损耗约6.4 dB,通道内色散变化范围为-1.64～6 ps/nm,与数值模拟结果能够较好地吻合。

环回互连数据中心光网络(特邀)

【目的】针对数据中心交换网络,文章提出了一种基于商用光交换器件的环回互连数据中心光网络(LIDON)。【方法】文章所提架构主要由机架扩展模块(REM)和环回互连模块(LIM)两个光交换模块组成。数据中心中的组内和组间交换通过这两个模块共同工作来实现。通过开发波长选择开关诊断端口的新功能,LIDON具有较高的路径多样性和容错性等特点。此外,文章所提方案可以保证LIDON的可扩展性,以支持交换容量的灵活扩展。【结果】交换器件的滤波性能实验验证了LIDON交换网络分离传输组内和组间信号的可行性。对不同业务的任务完成时间的仿真验证了该架构的容错性能。【结论】测试和仿真结果展示了文章所提架构具有较高路径多样性和容错性能。

基于MEMS技术的WSS中“兔耳”现象的研究

在典型的微电子机械系统(Micro electro-mechanical systems,MEMS)型波长选择开关(Wavelength selective switch,WSS)中,一般使用双轴MEMS微镜来实现波长切换与光功率的衰减。文章从理论上研究了基于MEMS技术的WSS在实现衰减功能时"兔耳"现象产生的机理,并进行了实验验证。实验表明,用衍射理论的解释与实验结果能够较好地吻合。

光纤通信网中波长选择开关的时频传递性能

为了适应高精度光纤时频传递与光纤通信网融合的发展趋势,对光纤通信网中常用的波长选择开关(WSS)的时频传递性能进行了研究。基于波分复用、单纤双向还回和光学真时延补偿的方案搭建了一套高精度光纤时频传递系统,研究了WSS的输出端口、输出损耗和输入光信号的偏振态变化对时频传递性能的影响,并在此基础上研究了含WSS的时频传递系统的开闭环特性以及闭环情况下WSS的动态切换对时频传递系统的影响。实验结果表明,WSS的引入对光纤时频传递性能的影响是可以控制的,证实了在含WSS的商用光纤通信网中进行高精度时频传递是可行的。

基于LCoS的1×32端口灵活栅格的波长选择开关

可重构光分插复用器(ROADM)和多维光交叉连接(OXC)作为实现下一代动态全光网络的关键设备受到了光通信领域研究机构和产业界的高度重视。1×N端口波长选择开关(WSS)是目前及下一代ROADM的核心器件。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,提出一种具有通带调谐灵活性的基于硅基液晶处理芯片(LCo S)的1×32高端口数WSS。通过软件远程控制LCo S上加载的全息相位图像,使光通信C波段密集波分复用(DWDM)信号中任意一个或一组波长灵活切换至任意输出端口输出,各波长通道切换独立可控。研究结果表明:系统插入损耗为5 d B^25 d B;栅格为100 GHz时波长信道的3 d B带宽均为40 GHz;带宽从50 GHz起连续可调,调谐步长1 GHz。这一研究为M×N高端口数WSS的研制奠定了坚实的理论实验基础。

LCoS平面光栅的衍射特性及其在1×N型波长选择开关中的应用

硅基液晶(LCo S)是一种新型可编程的衍射光学元件,已广泛应用于光学显示、通信与存储等领域。研究了LCo S的光束衍射特性,并将其作为波长切换器应用于1×N型波长选择开关中,成功实现了输入与任意输出端口之间的波长切换。利用光学标量衍射理论计算得到LCo S上1级光强分布及衍射效率与各物理参量的关系。结果表明:单位周期内相位阶数不低于10时,衍射损耗可稳定控制在5 d B内。在此基础上,巧妙设计了基于LCo S的1×N型波长选择开关(WSS),利用LCo S相位光栅设置的高度灵活性实现输出通道间隔的灵活可调。通道之间低串扰且独立可控。实验测得WSS系统损耗为10 d B^14 d B。

基于WSS的可变带宽ROADM研究

随着移动互联网及网络多媒体技术的飞速发展,人们对光通信网络带宽的需求量显著增高,传统的可重构光分插复用技术(ROADM)在多业务异速混合传输时存在很大的局限性。文中在研究了ROADM的基本原理及波长选择开关(WSS)的实现技术的基础上,提出了一种基于WSS的可变带宽的ROADM系统实现方案,系统性能指标测试结果验证了方案的可行性。

基于液晶技术的1×2 WSS的设计和实验

波长选择开关(WSS)是近几年发展迅速的可重构光分插复用器(ROADM)的子系统,其波长开关能够在任意的输入、输出端口之间进行倒换,大大提高了密集波分复用(DWDM)设备的组网能力。文章简述了实现WSS的几种技术方法的特点,阐述了基于液晶技术的WSS的结构,给出了具体的1×2 WSS的光路设计方案,并利用琼斯矩阵从理论上分析了该结构的可行性。

多端口波长选择开关的光学设计与优化

波长选择开关(WSS)是目前及下一代可重构光分插复用器(ROADM)与动态全光网络的核心器件。WSS目前正向着多端口数与高光谱调制精细度的方向不断发展。利用光学设计软件ZEMAX模拟了整个WSS光学系统,通过建立傅里叶透镜组和双胶合柱面镜模型来改进WSS光学结构。利用评价函数、点列图及光学传递函数等评价手段对所设计的WSS光学系统进行评价与优化,并逐步改善整个WSS光学系统的成像情况。最终,得到了最小光谱滤波带宽在8GHz范围内的65个端口的WSS光学系统。

波长选择开关及宽带可调滤波器阵列核心芯片研究

近年来，世界各国为了促进经济发展，建造新的信息环境，分别提出了建设新的高速宽带网络的计划，其中，光通信网络是下一代高速宽带网络中重要的实现形式。我国“十二五”规划中提出，要构建下一代信息基础设施，加快经济社会信息化，最终形成超高速、大容量、高智能国家干线传输网络。2012年，“宽带中国战略”浮出水面，“宽带普及提速工程”启动，政策利好的能动性带动国内三大电信运营商纷纷提出建设宽带通信网计划。

JDSU公司的WSS应用于100Gbit／s系统

正如人们所预料，100Gbit／s在OFC／NFOEC2010展览会上的亮相、包括可重构光分又复用器ROADM的快速增长的市场使得大部分其它主题黯然失色。在光器件方面，特别是波长选择开关WSS人们议论不休，因为其是带动ROADM发展的关键部件。

JDSU推出下一代WSS模块支持先进的光网络

美国JDSU公司推出一种50GHz小封装波长选择开关WSS模块，应用于格型网络架构。

浅析骨干传送网演进及部署方案

从算力时代下传送网面临的挑战入手,结合业务驱动及可重构光分叉复用器(ROADM)技术演进说明了传送网演进趋势;介绍了传送网的200G/400G技术、全光交叉连接(OXC)等新技术优势;结合实际需求,围绕节点配置、资源使用、网络保护等方面,提出了骨干传送网部署建议。