光分插复用器（OADM）的结构原理和应用
关键词：光分插复用器（OADM）、 全光网络、波分复用
一、摘要
本文主要介绍了光分插复用器（OADM）的结构和应用，由于WDM全光网络的发展，其特点是节点的光子化，但由于目前还缺乏实用的光逻辑器件，因此采用电控光交换是一个可行的方案，因此出现了OCDM，本文从OCDM的原理、结构和应用及前景展望等方面介绍了OADM。关键词：光分插复用器（OADM）、 全光网络、波分复用
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tiplexer)、光交叉连接(OXC)与密集波分复用(DWDM)技术。因此光分插复用器（OADM）在光纤通信尤其是全光网络通信中有着重要的作用。采用光分插复用器(OADM)构成的WDM网络环形网不仅具有很强的生存性，而且大大增加了节点的吞吐容量，突破了传统网络中电子瓶颈的限制。OADM环形网的核心设备成为人们研究的热点。
图1是基于AOTF的OADM 示意图上路波长光信号和输入的WDM信号中的同波长光信号偏振方向垂直，它们进入AOTF后，输入的WDM信号经偏振分束器(PBS)分成TM模和TE模后进入声波波段选频．厂控制的模式转换单元，选频厂针对不同的下路波长进行调谐，所选波长的光的TM 模和TE模发生模式转换，之后经下一个PBS后从下路端口输出到本地，其他的WDM 波长没有发生模式变换从输出端口到输出光纤，而上路波长经模式转换单元后也从输出端口输出到光纤上。
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)从左端光环形器的端口1输入，从右端光环形器的端口3输出。本地上载的信号通过右端光环行器的端口1输入，并经相应的光栅反射也从光环形器的端口3输出，从而继续在干线上传输。FBG的作用是从传输的信号中反射要下载或上载的信号，光环行器的作用除提供输入输出端口外，并且使由FBG反射的信号改变传输方向。此结构的最大特点是将每个FBG设计为磁调谐结构，可以得到较宽的调谐范围和较快的调谐速度。磁调谐的FBG是这种OADM的核心设备，它由写入布拉格光栅的光纤，固定磁铁，螺旋管线圈构成。螺旋管线圈用来产生可控磁场，磁极和FBG被插入到螺旋管线圈中，当脉冲电流强度在螺旋管线圈内变化时，磁极间中心磁场的磁化强度以毫秒量级快速改变，感应磁场诱发磁力作用施加于FBG，使其布拉格波长向长波方向偏离。
图4 基于解复用器好光开关的OADM
在图4中，对于采用1×8的解复用器，能力，
图5 基于解复用器和开关阵列的OADM
这种类型的方案中, 耦合单元一般为普通的耦合器(Coupler)或光环形器(Optical Circulator) 等, 滤波单元有光纤光栅( FBG) 、法- 伯腔( F- P) 滤波器等, 合波器为普通的耦合器和复用器。这类方案的OADM性能则主要取决于滤波单元的性能。就目前的器件水平，光纤光栅的隔离度高于20 dB／0．8 nm，
图6 基于光栅和开关的OADM
图6是采用F-P腔滤波器的OADM．
图7 采用OADM/OXC的WDM全光网络结构
图8 OADM在OCDMA全光网络中的应用
三、光分插复用技术概念
光分差复用器英文名称是optical add-drop multiplexer。简写为OADM。其定义为对多波长光信号,一种能从中分出单个光波长信号,或将单个光波长信号加入到多波长光信号中的光波分复用设备。光分插复用（OADM）可以看作是OXC的功能简化OADM 光分插复用器是一种用滤光器或分用器从波分复用传输链路插入或分四、OADM几种典型结构
1、基于声光可调谐滤波器(AOTF)的OADM
声光调谐滤波器是一种以声光相互作用原理为基础的新型器件，它具有调谐范围宽，滤波带宽窄，驱动功率低等优点。它的核心结构是一个由双折射材料制成的波导，假设入射光能量都处于TE模中，一个只选择TM模式光能量的偏振器位于波导的另一端，当选定波长附近的一个窄光带的光能量转换成TM模时，其他光能量继续以TE模传播。因此相当于一个波长选择滤波器。之所以能发生TE模和TM模之间的互换，是由于当超声波在波导中传输时，引起波导材料周期性疏密变化，直接导致波导折射率周期性变化，形成一个光纤布拉格光栅(FEjG)，若光栅周期为T，输入光是完全偏振的TE模，只有满足布拉格条件的光才能生模式转换。图1是基于AOTF的OADM 示意图上路波长光信号和输入的WDM信号中的同波长光信号偏振方向垂直，它们进入AOTF后，输入的WDM信号经偏振分束器(PBS)分成TM模和TE模后进入声波波段选频．厂控制的模式转换单元，选频厂针对不同的下路波长进行调谐，所选波长的光的TM 模和TE模发生模式转换，之后经下一个PBS后从下路端口输出到本地，其他的WDM 波长没有发生模式变换从输出端口到输出光纤，而上路波长经模式转换单元后也从输出端口输出到光纤上。
2、基于磁调谐FBG的OADM
它是由两个相同的三端口光环行器，多个中心波长的磁调谐的FBG和波长复用／解复用器构成的，如图2所示3、基于波长光栅路由器(WGR)的0ADM技术
WGR是一种具有光栅结构的双向波长路由器，若一个方向输入为复用方式，则令一个输入为解复用方式[7l。输出端口的解复用下载的波长顺序与输入端口有关。如果DWDM 信号对应于WGR的N个波长，输入端口序号和输出端口序号分别为1～N，输出端口1～N的解复用波长分别为4、基于分波器+空间交换单元+合波器型的OADM技术
这种方案是目前比较流行的分插复用技术的解决方案。方案中的分波器可以是普通的解复用器, 波长交换单元一般采用开关和开关阵列, 合波器可以采用耦合器和复用器, 因此整个OADM的串扰水平主要是由解复用器所决定的。目前解复用器的隔离度通常不低于25 dB (通道间隔0.8 nm )。但如果复用器也采用滤波器型器件, 会大大减小系统的串扰。目前解复用器可以做到的隔离度达到0．8 nm／25 dB以上，能够满足系统要求．图4 基于解复用器好光开关的OADM
在图4中，对于采用1×8的解复用器，能力，
图5 基于解复用器和开关阵列的OADM
5耦合单元+滤波单元+合波器型的OADM技术
这种类型的方案中, 耦合单元一般为普通的耦合器(Coupler)或光环形器(Optical Circulator) 等, 滤波单元有光纤光栅( FBG) 、法- 伯腔( F- P) 滤波器等, 合波器为普通的耦合器和复用器。这类方案的OADM性能则主要取决于滤波单元的性能。就目前的器件水平，光纤光栅的隔离度高于20 dB／0．8 nm，
图6 基于光栅和开关的OADM
图6是采用F-P腔滤波器的OADM．
五、OADM的应用
1、OAOM在WDM全光网络中的应用
图7图7 采用OADM/OXC的WDM全光网络结构
2、OADM在OCDMA全光网络中的应用
光码分多址(OCDMA)技术是很好的全光网组网技术, 它避免了通信设备的“图8 OADM在OCDMA全光网络中的应用