mz滤波器（ma滤波器）

本文目录一览：

• 1、重、磁异常转换处理基本原理
• 2、哪个厂家生产MZ梳状滤波器
• 3、SONY HI-MD MZ-RH1滤波器使用问题！
• 4、filter这个函数是啥意思 在MZTLAB
• 5、为什么信号过滤波器后噪声反而增多
• 6、密集波分复用的关键技术

重、磁异常转换处理基本原理

对重、磁异常进行反演解释中，往往需要进行必要的处理和异常场类型转换，如滤除干扰、分量换算、导数换算、高度延拓等，其目的是为了使地质对象在转换后的重磁场类型中，特点更明显，更便于分析、便于计算，这就是重、磁转换的主要任务。以往，在空间域里进行位场转换非常复杂，有时还很大斗困难。在发展了快速傅立叶变换方法之后，重、磁位场转换逐渐变为以频率域转换为主，从而使位场转换成为重、磁资料处理的常规方法。

空间域内重、磁位场的各种转换都可以表达成下列褶积形式：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，△ga（x,y）、△gb（x,y）分别为转换前后的位场，φ（x,y）为权函数，亦称为滤波脉冲响应函数。它的具体形式与转换类型有关，但计算是复杂的。另外，有些转换，困难在于无法构筑φ（x,y）的具体关系形式，例如向下延拓、磁异常场化极转换等。

利用傅立叶变换的褶积定理，上述褶积关系在频率域内就变为简单的乘积关系：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，△ga（u，υ），△gb（u，υ）和φ（u，υ）分别为△ga（x,y）、△gb（x,y）和φ（x,y）的频谱；u和υ分别为x和y方向上的圆频率；φ（u，υ）称为权函数频谱，亦称为滤波器的频率响应函数。

（2.2）式极大地减少了计算量，另外一个突出的优点是：所有的转换都具有明确的频率响应函数φ（u，υ），向下延拓的响应函数是由向上延拓的响应函数经过简单变化得来的，其它转换与此类似。

频率域内重、磁异常转换过程分为3个步骤：①利用傅立叶正变换由已知实测重、磁异常求谱：△ga（u，υ）＝F｛△ga（x,y）｝，式中F｛｝表示傅立叶变换算子；②由异常谱乘上转换的频率响应函数φ（u，υ）得到转换后场的谱：△gb（u，υ）＝△ga（u，υ）·φ（u，υ）；③应用傅立叶反变换由转换后场的谱求得转换后的重、磁异常：△gb（x,y）＝F-1｛△gb（u，υ））,F-1{｝表示傅立叶反变换算子。

傅立叶正、反变换有简易快速的算法，所以对于重、磁异常的转换、处理，最主要是了解各种转换的频率响应函数φ（u，υ）；它起滤波的作用，因此也称为滤波因子。下面对主要转换进行简单介绍。

2.3.1.1　重、磁场向上延拓

向上延拓在重、磁场转换中应用很广，向上延拓的目的在于抑制浅层地质因素或干扰引起的异常场，突出深部地质因素宏正产生的重、磁异常。在一定范围内向上延拓的高度越大，延拓场所反映的地质信息越具有宏观性，近似相当于深度越大。因此，经常通过向上延拓不同高度得到的延拓场，研究不同深度的场源或构造信息。

向上延拓转换计算的频率响应函数φ（u，υ）为：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中h为向上延拓的高度。

从向上延拓滤波因子φ（u，υ）表达式可以看出，由于其值始终小于1，故为稳定计算。实际蔽仿悔上（2.3）式也可用于计算向下延拓转换，只要取延拓高度为负值即可。但可以看出，向下延拓滤波因子的数值始终大于1，是不稳定转换，且延拓距离越大，向下延拓频率滤波因子的放大作用越强，所以在实际应用中需要格外小心，最好同时结合稳定措施。

2.3.1.2　正则化滤波方法

正则化滤波方法是一种稳定滤波方法，可独立也可与其他滤波因子组合使用。下面对其原理作简要介绍。

假设重、磁场△g（x,y）的频谱为△g（u，υ），在频率域，为了进行稳定运算（即压制运算误差）或进行场的分离，需对重、磁异常频谱乘上一个稳定因子，正则化稳定因子形式为：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中：

；λx为基波波长，即测区范围尺度的倒数；β≥2;

，λ0为要压制的众多局部异常尺度的最大长度。

“正则化稳定因子”的频率特性曲线具有理想低通滤波器特征。其变化形式同样可用于频率域高通或带通运算。例如，要提取波数位于［s01,s02］区间内的异常频谱，可取如下表达式：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

对应于该波段的空间域异常为

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

由于“正则化稳定因子”的频率特性曲线具有理想低通滤波器特征，还具有两个视异常具体情况可供选择的参数，故应用效果相当好，已得到了广泛推广应用，也是本区深部构造研究的主要计算辅助工具。

另外需要说明的是，在重、磁位场的滤波及转换中，低通滤波的目的是突出深部场，压制浅部场；高通滤波则是突出浅部场，压制深部场；而带通滤波技术类似于地震处理中开“时窗”技术，不同波长的滤波窗口对应的场源深度不同，波长越大，深度越大，从而可分离出不同深度范围的异常。

2.3.1.3　重、磁场任意方向的任意阶导数

在重、磁位场转换中，经常需要利用导数异常进行如断裂划分等研究，常用的一阶、二阶水平（或垂直）导数换算属于任意方向导数换算范畴。导数转换在重、磁转换中也称梯度转换。

任意阶导数计算的频率响应函数φ（u，υ）为

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，α，β，γ分别为求导数方向的3个方向余弦，q为所求导数方向一阶导数的频率响应。

2.3.1.4　重磁水平总梯度计算

水平总梯度可以表示为下述形式：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

水平总梯度属于一阶水平导数转换的推广，但更有优点，特别是应用于重力的情况。例如，从重力水平总梯度异常图上可以更清楚地识别断裂，信息也比较丰富，能更好地确定测区主、次断裂的展布规律，反映不同期次断裂的异常信息，因而为断裂解释提供了可靠的处理结果。

2.3.1.5　磁场的化磁极转换

磁异常化磁极转换计算相当于将实测磁异常转化成在磁极处测得的磁异常，目的是为了简化磁场形态。

磁异常形态往往比对应的重力异常复杂，其中重要的原因是地磁场的方向变化。倾斜地磁场对磁性场源（如断裂构造、侵入岩体等）磁化，场源所产生的磁异常与垂直地磁场垂直磁化所产生的磁异常在形态上差别很大。一般情况下，当垂直磁化时，磁异常形态与场源的对应关系较好，磁异常的极值点即指示场源的位置。为此，在实际工作中往往需要进行化磁极转换，把倾斜磁化转换成相当于垂直磁化，达到简化磁异常形态的目的，以提高异常场与场源之间的可对比性。

严格地说，化极在计算方法上涉及到分量转换和磁化方向转换两部分计算。在频率域里，化磁极转换计算的频率响应函数φ（u，υ）为：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，q0、q1分别为原测量分量方向及原磁化方向上一阶导数的频率响应，当测量的量为△T且不考虑剩余磁性的影响时，q0=q1=（iα0u＋β0υ）＋γ0（u2＋υ2）1/2，其中α0、β0、γ0分别为地磁场方向的3个方向余弦。

本次研究区域的纬度跨度较大，因而磁化倾角变化也较大，在化极的过程中，为了避免单倾角化极带来的误差，我们采取滑动窗口变倾角化极方法，以减少由化极所引入的误差。

2.3.1.6　重力密度界面、磁性界面反演

当地层中存在明显的物性（密度、磁性）差异时，就相当于存在物性界面（即地层接触面）。在构造相对简单的情况下，物性界面的起伏会引起明显的重、磁异常场的变化。根据重、磁异常场的变化，反推密度界面或磁性界面的起伏，这属于界面反演计算。

在重、磁界面反演方法中，基于频率域的Parker迭代界面反演方法，由于适应性强、计算速度快，得到了广泛的应用。下面简单说明其原理。

设界面的平均深度为H，而h是界面相对于平均深度H的距离，设Z坐标轴向下为正，则H以上的h为负。该起伏界面的重、磁异常的频谱为：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，σ，M 分别为密度、磁化强度，s＝（u2 ＋υ2）1/2,G为万有引力常数，

为h的频谱，

为重力异常△g的频谱，

为垂直磁异常△Z。的频谱等。（2.10）式、（2.11）式分别是重、磁界面正演计算公式，稍作变化即可作为反演迭代公式，具体表达成：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，h（i），h（i+1）分别为第i次和第（i+1）次界面起伏的近似值。

需要指出的是，这种迭代存在如下几方面的问题：①下延因子导致重、磁场高频成分影响迭代的收敛性；②模型修正过程中，边界响应的影响；③运用反演的约束条件等。因此，需采取相应的措施，如压制高频，以及逐次逼近等具体反演措施。

2.3.1.7　梯级带滤波增强技术

针对重、磁位场数据的特点，我们采取梯级带滤波增强技术，从而突出异常中的线性构造特点，该方法具有实际应用价值，特别是应用于重力异常的构造特征增强。

梯级带滤波增强技术属于非线性滤波方法，是针对传统处理方法所存在的问题提出的。它通过适当的数据处理，使重力梯级带信息得到非线性增强，从而能更准确地确定断裂等线性构造的位置。

传统的构造识别方法都类似于波谱分析，把异常成分一分为二，分别得到高频和低频成分，低频成分用于区域构造研究，高频成分用于局部构造研究。然而实际中，区域构造场既包括本身的低频场，又包括其边界所引起的高频成分。也就是说，用传统处理方法得到的结果不能包含完整的区域构造场。之所以出现这问题，根源在于传统方法原理是建立在线性滤波理论的基础上，而基于线性滤波理论的异常分离结果，若从场的角度看，其区域成分相当于对场进行了平滑，忽略异常细节突出区域特征。若从场源角度看，相当于对场源物性进行了加权平均。这难免模糊了异常之间的界限，从而降低了异常分辨率，甚至歪曲了区域异常场的特征，同时也就歪曲了局部异常场的特征，得到的区域异常并不一定对应于区域构造，而局部异常也不一定与局部构造对应。

为了克服传统处理方法的不足，在对传统处理方法基本原理进行分析的基础上提出一套新的滤波算子构造形式和变化规则，使解决传统处理方法所存在的问题向前迈进一步。

传统处理方法的实质是对给定窗口内的数据进行加权平均，不论计算点处于异常的什么部位，均用同一算子进行处理。尽管其应用面很广，但却不能用于重、磁异常构造识别与增强。梯级带滤波增强技术打破了窗口加权平均的经典模式，将统一的加权区域剖分成多个子域，在给定准则下选择其中之一的结果作为处理结果。

梯级带滤波增强技术的数据处理过程很简单，分如下步骤：

1）在每个子区域内分别计算异常均值和方差

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，ni为第i个子区域数据测点数，

为第i个子区域异常均值，g i（j）为第i个子区域内第j个点上的异常值，δi则为第i个子区域的异常方差，m 为窗口数据的组合子区域数（各子区域数据可有部分重叠）；

2）选择δi中最小者δmin;

3）把δmin所对应子域的异常均值作为处理结果；

4）窗口滑动到下一点上重复①～③。

梯级带滤波增强技术对重力梯级带信息具有良好的提取效果，是一种提高断层信息分辨率的有效方法。经梯级带滤波增强技术滤波后求取的水平总梯度异常，与单纯进行水平总梯度处理相比，能更为准确地确定断裂位置。

2.3.1.8　重、磁剖面异常人机交互反演建模技术

对于剖面重、磁异常，采用多边形2.5D棱柱体模型的组合，即组合二度半体（2.5D）重磁异常人机交互正反演技术，这已是目前最常用、效果较好的定量解释方式。如果充分结合其它地质、地球物理资料，并将其作为约束条件，那么将提高解释效果。下面简介其基本原理。

图2.4 多边形棱柱体模型示意图

剖面多边形棱柱体重、磁异常的计算，不少学者都专门进行过研究。设图2.4所示直角坐标系下的多边形2.5D 棱柱体的密度为σ，则在空间任一点p（x,y,z）引起的重力异常△g（x,y,z）为（经过简化）

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

记

。

其中

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，G为引力常数，i为棱柱体角点标号，N为棱柱体的边数，ui=xicosφi+zisinφi；

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

而其磁异常三分量分别为

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

则总场磁异常

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，I0,D0为地磁场的倾角、偏角（初始值），I,D为地磁场的倾角、偏角，M,Mx,My,MZ分别为磁化强度及其3个分量。

在本项目研究中，即是采用上述的公式进行重、磁异常正演计算。在反演中用到的各个偏导数，如对物性的偏导数相当于场值除以物性即

，它们只与地质体的形态（即几何构架）有关。重磁异常有关任意角点Ai（xi,zi）的偏导数

和

，原理虽简单，表达式却很复杂，这里就不列出了。

针对物性反演，设△go是观测线（或观测面）上的实测异常值，△gc是由所有模型产生的对应观测点上的计算值，则衡量两者吻合程度的目标函数F为：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，i为测点序列号，N为测点数，进一步写成

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

式中，j为模型编号，σj为物性（磁化强度M，或密度σ），Sij为几何构架。

最优化方法中，使F=min的第k个模型σk满足

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

得：

如果有n个要反演的模型，则有如下线性方程组：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

或写成：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

其中：

中国华北地区岩石圈三维结构及演化

有很多方法可以求解上面的线性方程组。

A是对称矩阵，对矩阵A作进一步分析，可以证明：XTAX≥0。在

的情况下，等式成立。故A是对称正定矩阵，可以用Cholesky分解法解对称正定矩阵线性方程组。但我们发现，在很多情况下，该方程组为病态，用奇异值分解等方法求解结果更好。

哪个厂家生产MZ梳状滤波器

梳状滤波器它是由许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带，只让某些特定频率范围的信号通过。

梳状滤波器其特性曲线象梳子一样，故称为梳状滤波器。

梳状滤波器在电视技术中的应用很多。

梳状滤波器被用于分离色度信号的两个正交分量U色差信号与V色差信号。

梳状滤波器一般由延时、加法器、减法盯悄器、带通滤波器组成。

对于静止图像，梳状滤波在帧间进行，即三维梳状滤波。

对活动图像，梳状滤波在帧内进行，即二维梳状滤波。

除特殊要求的场合外，大多数的数字电视设备或高质量的数字电视接收机，采用行延迟的梳状滤波器与带通滤波器级联，构成Y、C分离方案就可获得满意的图像质量。

使用梳状滤波器使得图迹则改像质量明显提高。

解决了色串亮及亮串色造成的干扰姿判光点、干扰花纹；消除了U、V混迭造成的彩色边缘蠕动；消除了亮、色镶边。

SONY HI-MD MZ-RH1滤波器使用问题！

原念逗装港版的似乎已经在数据线上面装了两个滤伏芦波器了.

剩下的没必要装了应该.

如果你有接外接的录音器或者MIC.

可以在连缺高带接线上放上一个.

如果有要求,线控线上也可以绕一个.

filter这个函数是啥意思 在MZTLAB

有相关回答了，

filter是一维数字滤波器

使用方胡数誉法:

Y = filter(B,A,X) ，输入X为滤波前序列，Y为滤波结果序列，B/A 提供滤波器系数，B为分子毕碧， A为分母

整个滤波过程是通过下面差分方程实现的：

a(1)*y(n) = b(1)*x(n) + b(2)*x(n-1) + ... + b(nb+1)*x(n-nb) - a(2)*y(n-1) - ... - a(na+1)*y(n-na)

[Y,Zf] = filter(B,A,X,Zi)，输入X为滤波前序列，Y为滤波结果序列，B/A 提供滤波器系数，B为分子， A为分母，

《Simulink与信号处理》

并输入Zi指定X的初始状态，Zf为最终状态矢量 《Simulink与信号处理》

filter(B,A,X,[],DIM) 或 filter(B,A,X,Zi,DIM)指定X的维数DIM进行裤段操作

举例

k=-100:100;

uk=[zeros(1,100),ones(1,101)];

a=[1 -5 6];

b=[2 -1];

x=uk;

y=filter(b,a,x)

或者在matlab中输入，

help filter

FILTER One-dimensional digital filter.

Y = FILTER(B,A,X) filters the data in vector X with the

filter described by vectors A and B to create the filtered

data Y. The filter is a "Direct Form II Transposed"

implementation of the standard difference equation:

a(1)*y(n) = b(1)*x(n) + b(2)*x(n-1) + ... + b(nb+1)*x(n-nb)

- a(2)*y(n-1) - ... - a(na+1)*y(n-na)

If a(1) is not equal to 1, FILTER normalizes the filter

coefficients by a(1).

FILTER always operates along the first non-singleton dimension,

namely dimension 1 for column vectors and non-trivial matrices,

and dimension 2 for row vectors.

[Y,Zf] = FILTER(B,A,X,Zi) gives access to initial and final

conditions, Zi and Zf, of the delays. Zi is a vector of length

MAX(LENGTH(A),LENGTH(B))-1, or an array with the leading dimension

of size MAX(LENGTH(A),LENGTH(B))-1 and with remaining dimensions

matching those of X.

FILTER(B,A,X,[],DIM) or FILTER(B,A,X,Zi,DIM) operates along the

dimension DIM.

See also filter2 and, in the signal Processing Toolbox, filtfilt, filtic.

Overloaded methods:

timeseries/filter

gf/filter

channel.filter

LagOp/filter

mfilt.filter

adaptfilt.filter

fints/filter

fxptui.filter

sweepsetfilter/filter

sweepset/filter

dfilt.filter

Reference page in Help browser

doc filter

为什么信号过滤波器后噪声反而增多

建议：1.首先看看1脚的波形，不好的话，在1脚和2脚之间加补偿电容，20~100pf左右2.如果7脚波形ok，电路改行竖神成用一个运纤丛放，做成带增益的一阶或二阶有档亏源滤波器试试看，一阶电路参考如下图：

密集波分复用的关键技术

以光网络构建未来高速、大容量的信息网络系统需要重点解决高速光传输、复用与解复用技术。基于光的分插复用（OADM）技术，网络间的光交叉互连（OXC）技术，集成化的窄带、高速、波长可调的低噪声探测器技术，以及可用于光纤网络干线传输的、速率可达4OGbit/s的、波长可调谐的、高稳定的增益耦合DFB激光器/光调制器的集成光源。

1）光纤传输通常认为单模光纤SMF色散很大，对减少四波混频（FWM）引起的干扰有好处，但需要很多的补偿光纤。实际的实验表明SMF（G.652）和DSF（G.653）用于WDM系统时，其SPM，XPM的危害较小，不像想象的那么严重。过去理论和实验表明DSF光纤的FWM干扰严重，不宜作WDM系统。然而采用喇曼放大后，其放大作用是沿光纤分布而不是集中的，因而发送的光功率可减小，从而FWM干扰可降低，因此WDM在DSF光纤中传输仍能取得较好的效果。偏阵模色散（PMD）、色散补偿是长距离大容量WDM系统必然遇到的问题，如果想得到一个又宽又平的波段。那么对色散补偿器件的色散和色散斜率同时有一定要求。

2）DWDM光源 WDM光网络对光源的要求是高速（大容量）、低啁啾（以提高传输距离）、工作波激谈敬长稳定，为此要研究开发高速、低啁啾、工作波长可调且高度稳定的光源。从世界范围的发展趋势上看集成光源是首选方案，激光器与调制器的集成兼有了激光器波长稳定、可调与调制器的高速、低啁啾等功能。有多种集成光源：其一是DFB半导体激光器与电吸收调制器的单片集成。其二是DFB半导体激光器与M-Z型调制器的单片集成：也有分布布拉格反射器（DBR）激光器与调制器的单片集成以及有半导体与光纤栅构成的混合集成DBR激光器。

3）DWDM探测器波长可调谐的窄带光探测器是WDM光网络中一种高效率、高信噪比的下载话路的光接收技术。为了使系统的尺寸大大降低，可考虑将前置放大电路和探测器集成在一起。该类器件的每个探测器必须对应不同的信道，所以探测器必须是窄带的，同时响应的峰值波长必须对准信道的中心波长，所以响应带宽必须在一定范围内可调谐。此外要求探测器间的串扰要小。共振腔增强型（RCE）光探测器集窄带可调谐滤波器与探测器于一体，是这类探测器的首选方案。

4）波长转换全光波长转换模块在接入端应用是对从路由器或其它设备来的光信号进行转换，将非匹配波长上的侍轮光信号转换到符合ITU规定的标准波长上然后插入到光耦合器中；而当它用于波长交换节点时，它对光通路进行交换和执行波长重用功能，因此它在波长路由全光网中有着非常巨大的作用。宽带透明性和快速响应是波长转换器的基本要求。在全光波长交换的多种（包括交叉增益调制、交叉相位调制、四波混频、非线性光学环镜）技术中，最有前途的全光转发器是在半导体光放大器（SOAs）中基于交叉相位调制原理集成进Mach-Zehnder干涉仪（MZI）或Michelson干涉仪（MI）而构成的带波长转换器，它被公认为是实现高速、大容量光网络中波长转换的理想方案。

在大规模使用WDM组网时，特别是通道调度时，可能需要把某一波长变换为另一波长，或者需要整个波段的变换。Lucent研制的光波段变换器是利用LiNbO3的二阶非线性系数x（2）：x（2）对光波长进行变换的。光波导是周期极状LiNbO3光波导（Periodically poled waveguide）。

5）光放大器为了克服光纤中的衰减就需要放大器。掺铒光纤放大器EDFA已被广泛应用于长距离通信系统中，它能在1550nm窗口提供30nm左右的平坦增益带宽。

对于宽带EDFA放大器特别需要在整个WDM带宽上的增益平坦特性。日前己有基于掺铒光纤的双带光纤放大器DBFA（Dual-band fiber amplifier），其带宽可覆盖1528～1610nm范围。明慎它由常规的EDFA和扩展带光纤放大器EBFA（Extended band fiber amplifer）共同组成。相类似的产品有Bell Lab的超宽带光放大器UWOA（Ultra-Wideband Optical Amplifier），它有80nm的可用带宽可对单根光纤中多达100路波长信道进行放大。它覆盖了C波段（1530～1656nm）和L波段（1565～1620nm）。

英国帝国学院（UK Imperial College）研制了宽带的喇曼放大器。受激拉曼放大（Stimulated Raman Amplify）是在常规光纤中直接加入光泵功率，利用光纤的非线性使光信号放大的。单光泵的喇曼放大的增益带宽较窄，采用波长为1420nm和1450nm两个光泵的喇曼放大器可得到很宽的带宽（1480～1620nm）。喇曼放大的增益可达30dB，噪声系数小于6dB。光泵功率为860mW。

6）光分插复用器（OADM）和光交叉连接器（OXC）光分插复用器OADMs（Optical Add Drop Muxs）实现在WDM光纤中有选择地上/下（drop or add）特定的任何速率、格式和协议类型的所需光波长信道。它是高速大容量WDM光纤网络与用户接口的界面。OADM一般是复用器、解复用器、光开关阵列的单片集成或混合集成。可调波长工作的OADM器件正在开发之中，并且已取得突破性进展。另外WDM光网络间的交叉互连也将逐步过渡到完全采用光的形式进行。国际上已经有单片集成OXC的实验室工作报道，但是更多的工作是集中在其中的关键器件上，主要有为了解决网络阻塞和合理利用网络资源的波长转换器件。AWG（Array Waveguide Grating）是最适于DWDM复用与解复用以及作为核心器件构成OADM和OXC的新型关键器件。因为AWG可与石英光纤高效耦合使插入损耗很低、能够实现低成本集成。此外，AWG减轻了对光源面阵的集成度的要求，采用多个单波长激光器与其耦合就可以实现DWDM目标。该研究的技术关键在于掌握厚层波导的制备技术，设法避免因应力引入偏振色散，甚至导致器件破裂。

7）光开关光波导开关集成面阵也是构成OXC和OADM的关键部件，实用的光开关阵列，大都是用LiNbO3光波导开关实现的。这种光开关矩阵实现大规模单片集成难度较大，尤其难以与操作电路实现OEIC集成，也有采用SiO2/Si的热光开关，但响应速度较慢，约为毫秒量级，只适用于信道切换，对信元/包的交换，其响应速度不能满足要求，要实现信元/包交换至少响应时间要达到微秒量级。而准实时交换（如在计算机网络中的交换）则要达到纳秒量级。网络中信息资源的利用率决定于OXC的集成规模和运行的灵活程度，所以最终的OXC应当是单片集成的。技术关键是发展高速响应Si基彼导光开关，而利用电注入折变效应构成的SOI型SiO2/Si波导光开关，可以实现小于微秒的光开关运作，有望实现大规模单片集成。

赫茨实验室研制了速度极高的光开关，它可在160Gbit/s的光数据流中取样。其工作原理是：利用波长分别为1302nm、1312nm的两个光脉冲在半导体光放大器中产生的四波混频可对照检查155O nm的光信号脉冲取样。这种高速开关适用于未来从光IP信号中直接提取路由地址，以便实现光IP（IP over Optical）。

基于微电子机械系统MEMS（Micro-elecromechan-ical systems）技术的微镜阵列光开关技术也是技术发展的一个热点。在光网络中使用MEMS技术相对于传统的电子设备具有低成本、快速、体积小、通信容量大，而且具有体积小、灵活可变、对比特率和协议透明、跨越电子限制提高网络速度等优点。但开关速度还达不到要求。微机械技术还可做可变光衰减器，其工作原理是利用静电引力改变微机械中的遮蔽片的位置，以遮蔽光纤的导光面积，从而改变光衰减。该器件可由光信号控制，可用以制作：光衰减器、光功率稳定器、光功率均衡器和光波段开关。

另一种光开关是高分子数字交换器件。采用Polymer高分子材料制作的光波导器件正趋于成熟。高分子材料易于加工，成本低，在电极上施加电压就可控制光信号通过或不通过光波导。存在问题是易于从衬底硅片上脱落、易吸水和老化问题。 光网络可按照物理连接分为环网、网状网、星型网和总线结构。环型拓朴与网状拓扑相比有很多优点，例如：链路分摊的成本低，链路可共享，而且当出现大的突发数据流时可同时使用工作光纤和保护光纤降低路由器的负荷，从而避免了在路由器端的缓存需要。

多波长网络又可分为单跳网和多跳网。在单路网中从源端到目的地的数据流就像一个光流一样穿过网络，在中间任何节点无需电的转换。从光网络选路方式上划分有两种典型的单跳网络：广播与选择网（Broadcast and select network）以及波长选路网（Wavelength routed network）。

广播与选择网是通过无源星型耦合器件将多个节点按照星型拓朴结构连接起来的。基本原理是以广播形式发送，接收端有选择地滤波接收。这种网络主要用于高速局域网或广域网。有两种工作方式：固定波长光发送而使用可调谐的光接收或者接收波长固定而发送波长可调。广播与选择网有两个不足之处：其一是浪费了光功率。发射的光功享送到所有的接受器，不管这个接收器是否是通信对象。这样，对实现通信节点来说，增加了光分流引起的损耗。其二是可扩展性差。N个节点至少需要用N个波长，增加一个节点要增加一个波长，每一个接收器的可调谐范围也要相应增加一个波长，而且不能执行波长重用。

与之相反，波长选路网关键元素是波长途择交换器，它也分为两种：波长远路交换方式和波长转换交换方式。前者是通过改变WDM路由动态地在通信间交换数据信号。后者通过波长转换将数据倒换到另一个波长通道上。

若在节点中采用光开关、波长转换器、可调谐滤波器、阵列波导路由器等光子器件，就可构成灵活的、可扩展的、可重构的光网络结构。 光网络是由光通路将波长路由器和端节点相互连接而构成的。显然每个链路可支持好多信号格式，但它们都被限定在波长粒度上。波长交换机（或波长路由器）构成形式有以下几类：

非重构交换机：每个输入端口和输出端口对应关系是固定的而且波长一致，一旦建成就无法改变。

与波长元关型可重构交换机：输入端口和输出端口的对应关系可以动态重构，但这种关系与波长无关。即每一个输入信号都有一些固定的输出端口。

波长选择型可重构交换机：它同时兼有端口的动态重构和依据输入波长的选路功能。

给定一个网络的物理拓扑和一套需要在网络上建立的端到端光信道，而为每一个带宽请求决定路由和分配波长就是波长途路由问题。光网络中波长路由问题主要有3类：

一是在不使用全光波长变换模块时，实现自适应网络波长和路由的动态分配（RWA）问题，解决途径是确定优化判据、波长和路由的分配算法。也包括在所需系统代价最小的情况下故障恢复路由的动态自愈恢复算法。

二是在有全光波长变换模块时，利用波长变换模块如何降低波长堵塞的算法研究，包括使用波长变换模块后系统性能增加和波长路由光网络拓扑结构、网络尺寸的关系。

另外要实现真正的自适应路由和波长分配，还必须考虑业务流量制约下的选路问题。最理想的情况是DWDM光网络节点监测光信道上的业务流量，根据使用情况按照相应算法增加/减少光信道数量和提高/降低光信道数据速率。

光网络独一无二的属性是可以实现波长路由，通过网络中的信号路径由波长、源信号、网络交换的状态信息以及选路中的波长改变信息等来共同决定。图2表示了一种基于波导光栅路由器（WGR）的波长选路网中光路的建立过程。WGR节点通过波长路由算法分配波长，波长转换器的应用可增加网络的灵活性。

波长分插复用（WADM）可与路由器直接连接，使得在两者之间建立光路径成为可能。由于Internet数据在发达和接收信道上具有很高的不对称性，因此依据对称的话音业务设计的现有通信系统不能适应这种非对称业务。而直接将路由器与分立波长相连的一个优势是光学系统能够直接根据Internet数据的流量情况在以波长为基础的光域上执行相应的流量疏导功能。 由于DWDM系统提供的相互不存在时间关系的不同波长的复用，因此不需类似于SONET中的时钟系统。然而要保证传输质量，也许在WDM系统中仍需要同步技术。

光纤可非常容易地实现安全性连接。量子密码（Quantunm cryptography）技术使用最基本的量子互补（quantum complementarity：基于粒子与波在行为上互斥的同时又是完全描述一种现象的密不可分的两个要素）原理就是其中之一，它允许相距较远的两个用户使用共享的随机比特序列作为密码通信的密匙。十分复杂的传统加密措施是通过复杂和强度很大的数学运算来实现的，与其相比分布量子密码QKD（Quantum Key Distribution）技术，正像它的名字所表示的那样提供了一种新型的基于基本的物理原理来保护和加密有用信息的有效方法。 与点到点WDM系统相比，WDM光网络的一个重要特点是网络中同一参考点各信道的功率不同。在端到端WDM系统中，信号发送端处各波长的功率是相等的。而在光网络中，从本地节点上路的光信号与其它传输了不同距离、从而有不同光功率的一些信号复用在一起传输。即使是复用在一起传输的光信号，传输一段距离后，由于EDFA、光滤波器和光开关等器件对各波长的响应略有不同，它们的功率也可能不同。不同功率的波长信号经过级联EDFA系统后，某些波长的功率将可能进一步降低，使该信道性能恶化。此外由于光网络的上下话路、重新配置或网络恢复等原因。使进入节点的各个波长通道的光功率也存在差异，由于光信号要经历多个节点和链路，各个波长通道之间的光功率差异产生累积，导致各个光信道的信噪比下一致，使得系统服务质量受到影响，甚至使某些信道劣化到不可接受的水平。因此在光网络中有必要在节点对每个波长的光功率进行均衡，以保证通信质量。

光网络中通道的不均衡性可严重恶化网络性能，因此通道的均衡性是光网络性能好坏的重要依据，已经提出了许多均衡方案，如AOTF滤波器、MZ滤波器、F-P滤波器调谐方案，以及衰减器调谐方案等，这些方案都是利用光元源器件如可调衰减器以及有源器件如SOA的基于通道级均衡。一种方法是在终端机上的OMUX盘对输入的多路光信号进行中断检测，这一消息被监控系统处理后，将通过监控信道通知到全线各站点，控制各站的光放大器的输出动率。另一种方法是在各种光放大器盘上均设计有输入、输出光信号监视点，通过监控子架，实现对线路信号中各波长通道的集中监视和分析，即从光放大器盘的光监视点引入光信号，进行在线分析，可获知任一波长通道的工作状态，如光功率大小、光波长值、光通路的信噪比等重要参数。当功率监测点位于0XC/OADM中功放EDFA之前，监测并调整各个信道中的信号功牢或信号与噪声的总功率时，这种方案对于各个通道的不均匀性具有很好的均衡效果。但是，如果整个复用段的光功率发生波动，会导致所有受影响的通过都进行相应的调整，这不仅增加了调整时间，还使调节过程复杂化。链路支持的波长数目增多时情况尤为突出。此外，在特定情况下（若通过均衡能力已经达到极限），仅靠通道级均衡无法实现功率均衡。因此为适应网络配置、网络重构对各个光通道的影响，WDM光网络中光功率均衡是WDM光网络一个重要研究内容。 光网络节点要支持光联网，必然要有对光通路的OAM（操作、管理与维护）信息，因此就必须具有开销处理能力。对开销的载送方式有随路和共路两种，各有优缺点。而提供开销的方法有3种：副载波调制（SCM），例如利用引示音（Pilot Tones）；光监视通道（OSC）；数字“包封器”（Digital“Wrapper”）。

WDM系统如何与IP网结合以传送IP信息（通称IP 0ver WDM），是一个极其重要的问题，因为不久的将来IP数据业务会占主要地位。当不使用SONET/SDH设备而要实现直接的IP 0ver WDM，则需要考虑在原来的SONET/SDH中执行的某些功能（如各种开销字节的处理）如何在新型系统中来实现。一种方案是：光的通过开销有两部分，一部分在光容器帧结构内，它对应SONET/SDH的段开销，另一部分不在帧内，而是用调制的导频（pilot tone）另外传送，光层只具有WDM的复用功能。

光联网技术提供在光层上的传送组网技术，例如在光通路（OCh）层上作OCh的快速路由和交换；为了以光通路组网，就需要具有管理频（率）隙（slot）的能力（正像在现有网中管理时隙一样），这里一个频隙就是一个光通路。 在传统的点到点波分复用（WDM）系统中，由于波长选择器件（如波分复用器/解复用器和可调谐光滤波器）性能的不完善，相邻波长信道之间会产生串扰，这种串扰被称为异频串扰。它是一种加性串扰，表现为在信号上叠加了一定功率的噪声，恶化了信号的消光比。构成光网络时这种串扰的影响下去积累，且在接收机前加光滤波器可以将其滤掉，因此对系统的影响较小。

而在以波分复用传输和波长交叉连接（OXC）为基础的WDM光网络中，当不同输入链路中同一波长（频率）的信号被送入同一光开关，根据需要完成光交叉连接后，再送入相应的波分复用器中。由于器件性能的不完善，一个信道的信号经过交叉器件后会包含其它信道的串扰。当多个信道重新耦合到一起时异频串扰就会转化为同频串扰，即与信号光频率相同的串扰。它可以是不同链路中相同波长间的串扰或同一信号与自身的串扰。当光通道经过多个OXC时，由于每个OXC中波长选择器件的作用，异频串扰不会随着节点数的增加而积累。而同频串扰和信号在同一个波长信道内，不受波长选择器件的影响，将随着节点数的增加而下断积累。因此同频串扰需要着重研究。

OXC引入的同频串扰可以分为相于串扰（串扰光的相位与主信号相关）和非相干串扰（串扰光的相位与主信号不相关）。当主信号的一部分能量经过OXC变成串扰时，串扰光信号与主信号可能相干。这主要由串扰光信号和主信号的传输时延差与激光器的相干时间决定。当传输时延差小于激光器相干时间时，这种同频串扰就成了相干串扰。为了减小串扰对系统的影响，在设计OXC时应该使不同光路的时延差大于激光器的相干时间。

关键词：mz滤波器 梳状滤波器