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光调制器与光开关

  我们都知道,信息的处理都是在电的领域内完成的,在光纤通信中,我们必须把电信号转变成光信号,这样才能在光纤上传播。在光纤通信系统中,信息由LED或LD发出的光波所携带,光波就是载波,把信息加载到光波上的过程就是调制。光调制器就是实现从电信号到光信号的转换的器件。

  调制方式通常分为两大类,即模拟调制和数字调制。

  模拟调制又有两类,一类是用模拟基带信号直接对光源进行强度调制(D-IM);另一采用连续或脉冲的射频(RF)波作为副载波,模拟基带信号先对它的幅度、频率或相位等进行调制,再用该受调制的副载波去强度调制光源。模拟调制的优点是设备简单,占有带宽较窄,但它的抗干扰性能差,中继时噪声累积。

        

          1XN微光机械光开关

西门子利用OMM光开关制作的光交换机

  数字调制是光纤通信的主要调制方式,将模拟信号抽样量化后,以二进制数字信号“1”或“0”对光载波进行通断调制,并进行脉冲编码(PCM)。数字调制的优点是抗干扰能力强,中继时噪声及色散的影响不积累,因此可实现长距离传输,它的缺点是需要较宽的频带,设备也复杂。

  按调制方式与光源的关系来分,有直接调制和外调制两种。前者指直接用电调制信号来控制半导体光源的振荡参数(光强、频率等),得到光频的调幅波或调频波,这种调制又称内调制;后者是让光源输出的幅度与频率等恒定的光载波通过光调制器,光信号通过调制器实现对光载波的幅度、频率及相位等进行调制,光源直接调制的优点是简单,但调制速率受到载流子寿命及高速率下的性能退化的限制(如频率啁啾等)。外调制方式需要调制器,结构复杂,但可获得优良的调制性能,尤其适合于高速率下运用。

  按被调制光波的参数分:强度调制、相位调制、偏振调制等。

   

      IOION公司的光开关板

安捷伦公司喷墨气泡光开关示意

  目前光纤通信中应用最多的是光源的基带直接强度调制、副载波强度调制及数字调制,高速率时采用外调制。

  光开关是光纤通信中作光路切换之用的,实现光通道的通断和转换,比如说主用光纤和备用光纤之间的切换、光交换机中的光路切换等。目前光开关的制作工艺比较多,如图是其中的几种。

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