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孫莉萍 吳曉平 張宇燁 喻杰奎 胡強(qiáng)高 許遠(yuǎn)忠
（武漢郵科院光迅科技有限責(zé)任公司 湖北 430074）
摘要：本文基于DWDM系統(tǒng)中的通道增益不平坦給系統(tǒng)帶來的諸多問題，提出了一種新型光器件－DWDM智能模塊VMUX；然后詳細(xì)介紹了其結(jié)構(gòu)，分析了其各項(xiàng)指標(biāo)的特性；最后得出了此VMUX模塊具有體積小、低插入損耗（<7dB）、低偏振相關(guān)損耗（PDL<0.3dB@10dB，PDL<0.4dB@15dB）、高隔離度、低響應(yīng)時(shí)間、高可靠性及優(yōu)良溫度特性等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：密集波分復(fù)用技術(shù) 介質(zhì)膜濾光片 光衰減器
1 引言
摻鉺光纖放大器(EDFA)與密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)相結(jié)合已成為當(dāng)前高速率和大容量光纖通信的主要手段。但是，由于EDFA的增益譜不平坦, 使得DWDM系統(tǒng)中的若干不同波長信號經(jīng)EDFA放大傳輸后，對應(yīng)的增益不一致，而且隨著長距離通信系統(tǒng)中的多個(gè)EDFA級聯(lián)，使得這種增益不平坦性不斷積累，造成信道（波長）的功率分配不均，導(dǎo)致系統(tǒng)的動態(tài)失衡；另外，當(dāng)信道數(shù)增減或某信道功率改變時(shí)，也會引發(fā)其它信道功率跳變，接收機(jī)各個(gè)信道收到的光功率值和光信噪比(OSNR)便各不相同。這種非均衡性對整個(gè)系統(tǒng)的傳輸性能非常有害，往往會使各路信號之間發(fā)生串?dāng)_，使某些波長信道的誤碼率(BER)高于指定值，如果非均衡功率值過高使得光信號在光纖傳輸中發(fā)生非線性效應(yīng)，并使接收光功率值超過接收機(jī)的最大動態(tài)范圍，如果非均衡功率值過低使得接收光功率值低于接收機(jī)的靈敏度，則接收不到光信號等諸多不良影響。
為了實(shí)現(xiàn)光信號在DWDM系統(tǒng)的長距離高速無誤碼傳輸，必須對每個(gè)通道光功率進(jìn)行均衡。光迅科技的100GHz 40通道VMUX(Variable Optical Attenuator+Multiplexer，簡稱VMUX)智能模塊，基于介質(zhì)膜濾光片（TFF）技術(shù)與MEMS(Microelectromechanical System，簡稱MEMS)光衰減技術(shù)，有效動態(tài)控制各通道的光功率，使其一致。與基于AWG和PLC技術(shù)的VMUX相比，此模塊具有體積小、低插入損耗（<7dB）、低偏振相關(guān)損耗（PDL<0.3dB@10dB，PDL<0.4dB@15dB）、高隔離度、低響應(yīng)時(shí)間、高可靠性及優(yōu)良溫度特性等優(yōu)點(diǎn)。
2 VMUX模塊結(jié)構(gòu)及指標(biāo)特性
2.1 VMUX模塊結(jié)構(gòu)
VMUX是信道光功率預(yù)均衡合波模塊，具有合波和各信道光功率預(yù)均衡的功能。VMUX模塊提供40路光信道可調(diào)光衰減及合波（或者32路，具體可按照用戶的要求決定），可在電路控制下調(diào)節(jié)輸入與輸出之間的光衰減量，主動上報(bào)告警信息，根據(jù)網(wǎng)管要求執(zhí)行相關(guān)操作，上報(bào)相關(guān)信息。VMUX結(jié)構(gòu)與應(yīng)用如圖1所示。
其中VMUX模塊的合波基于成熟的介質(zhì)膜濾光（TFF）技術(shù)，VOA采用可靠的MEMS光衰減技術(shù)。
2.2 MEMS VOA電壓與功率衰減的關(guān)系
基于MEMS技術(shù)的VOA采用簡單的直流電壓控制，具體光功率衰減與電壓的曲線如圖2所示，其最大衰減值可以達(dá)到16dB，并且此VOA連續(xù)可調(diào)，重復(fù)性好。
2.3 優(yōu)良的溫度特性
VMUX模塊具有良好的溫度特性，其單通道在不同溫度下的光功率衰減曲線如圖3所示，-10℃到65℃溫度條件下，低衰減區(qū)的溫度相關(guān)損耗小于0.4dB，高衰減區(qū)則小于0.1dB。
2.4 低響應(yīng)時(shí)間
VMUX模塊具有低的響應(yīng)時(shí)間，無衰減到高衰減響應(yīng)時(shí)間曲線如圖4所示（電觸發(fā)模式），響應(yīng)時(shí)間為8ms。圖5為高衰減到無衰減響應(yīng)時(shí)間曲線，其響應(yīng)時(shí)間27ms，所以累計(jì)總的響應(yīng)時(shí)間不超過35ms。
同時(shí)VMUX模塊通過了Telcordia GR-1209-CORE等一系列可靠性試驗(yàn)，具體指標(biāo)見表1。
3.結(jié)論
光迅科技基于介質(zhì)膜濾光（TFF）和MEMS技術(shù)的智能VMUX模塊具有簡單低直流電壓控制，低插入損耗、低偏振相關(guān)損耗、低響應(yīng)時(shí)間、低功耗、優(yōu)良的溫度特性以及高可靠性，采用通用的RS232串口控制方式，靈活方便控制每一個(gè)通道信號光增益等優(yōu)點(diǎn)，正是因?yàn)槠鋬?yōu)良的特性很有希望成為下一代WDM系統(tǒng)中的關(guān)鍵光器件（附1：VMUX產(chǎn)品實(shí)物圖）。
參考文獻(xiàn)
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