5G技术中的无源光器件(二)
5G技术的兴起和5G基站的大规模建设,使无线通信逐步呈现高速大容量的特点,同时也对光通信器件的需求提出了更高要求。在上一篇5G技术中的无源光器件(一)中我们介绍了基于MCS的CDC ROADM,MCS模块中的1×N端口光开关,以及分支光分路器,本章节我们将继续介绍应用于DWDM光网络中的重要无源器件。
相干接收机中的可调滤波器(TOF)
在DWDM光网络中,可调光学滤波器(TOF)作为重要的动态光学器件之一,被用于在波长域实现诸如信道选择、光性能监控、光信道监控等功能。光网络对TOF的要求包括低损耗、窄带宽、足够的调谐范围和良好的滤波特性。
由于相干接收机自带波长选择性,为了提高光信噪比,通常前置一个线宽稍宽的TOF,以滤除带外噪声。如图1所示,TOF通常采用相位光栅+MEMS微镜的极简方案。
光性能监控模块(OPM)
ROADM和DWDM技术下沉至城域网,同时也带来了光纤链路的复杂化,如图2所示,必须对光纤链路的光信噪比OSNR进行监控,以保证光纤网络的正常运行。
光性能监测(OPM)技术是对光网络物理状态和光信号传输质量的物理检测。在光纤通信中,为降低运营成本,提高资源利用率保证动态光网络的管理,必须大量应用OPM技术。
目前主流的OPM结构,是基于MEMS微镜的自由空间光学结构的可调光学滤波器(TOF),如图3所示。
降低OPM成本的关键在于降低TOF成本。使用国产的MEMS微镜替代国外产品,或者寻找到新的TOF解决方案,是降低TOF成本的关键所在。
应用于OPM中的TOF,要求具有极窄的通带宽度,以便分析光纤链路中的光信噪比OSNR。理论分析表明,TOF的通带宽度取决于入射在光栅上的光斑尺寸。TOF的3dB带宽与光束尺寸之间的关系,仿真结果如图4所示,实验结果与理论分析吻合度很好[1]。如果要获得<0.2nm的3dB线宽,要求光斑直径2ω>2.8mm。这么大的光斑,在入射MEMS微镜之前,需要进行压缩。
光信道监控模块(OCM)
针对复杂的DWDM信道,OCM可监控每个信道的功率水平,为光纤链路的信道均衡提供反馈信号。
目前主流的OCM解决方案,如下图5所示,仍然采用自由空间光学结构,不利于降低成本。
更多内容可阅读此前发布的《 5G技术中的无源光器件(一)》
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