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1、DWDM系统 SDH系统 光传送网技术 光缆线路工程 系统指标与测试,第二部分 光纤通信系统,提 纲,Tbit技术到干线网,21世纪的传输,Gbit技术到办公室/家庭,Mbit技术到个人,目 录,（一）波分复用原理,（二）关键技术,（四）DWDM发展,数据业务爆炸增长，对带宽需求增长，DWDM技术应运而生。,全光网络、网络融合、MSTP、光交叉连接与波长路由器已经问世。未来网络中数据与光将结合，向光组网的转变是宽带革命的核心 。,DWDM为运营商经济的组网方式；容量已经达到1600Gbit/s。更大容量实验。,DWDM技术发展背景,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,使用更高比特率TDM：
2、STM-1STM-64,采用SDM，铺设多芯新光缆(需考虑时间与成本),波分复用（WDM）技术已经成熟， 成为很好的扩容方式,怎样增加传输容量?,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,升级扩容方便,32*2.5G,16*2.5G,32*10G,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,大容量，长距离，高速率 对数据的“透明”传输 系统升级时，保护已有的投资 组网灵活、经济，可靠 可兼容全光网交换,WDM的优势,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,目前使用: C波段：15251565nm L波段：15701620nm 正在开发: S波段：1400nm波
3、段,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送的方式统称为波分复用。,WDM概念,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,高速路,加油站,巡逻车,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,WDM概念,发射端,接收端,电再生,lN,l2,l1,lN,l2,l1,lN,l2,l1,光复用器,光解复用器,光纤放大器,TDM:单纤单波长 电再生,DWDM:单纤多波长全光放大,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,WDM概念,CWDM：通道间隔100nm WDM： 通道间隔10100nm DWDM：通道间隔110nm OFDM: 通道间隔0.11nm,（一）波分复
4、用原理,六、 DWDM系统,WDM分类,以信道速率分类：2.5Gbit/s 、10Gbit/s及混合速率,以信道承载业务类型分类：PDH、SDH、ATM、IP或混合业务等,以信道数分类：4、8、16、32等,以系统接口分类：集成式或开放式系统,还可以总容量、地理域或网络功能等分类,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,WDM分类,总体结构主要有：光波长转换单元（OTU）；波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）；光放大器（BA/LA/PA）；光/电监控信道（OSC/ESC）。,WDM系统组成,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,WDM系统组成,D
5、WDM网络，包含光收发器、光耦合器、光复用/解复用器、光纤放大器、光上/下分路器、光交叉波分复用器、光色散补偿装置、光偏振控制装置、光开关、光波长转换器以及其他光通信器件、处理电路模块等,WDM系统组成,2、 发射和接收有源部分特定波长和波长稳定、色散容限大的激光器发射源能容忍一定SNR信号的光接收机,1、光传输和光放大小色度色散系数光纤增益平坦和增益锁定的EDFA光放大器,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,WDM系统组成,3、合波和分波无源部分信道隔离度高的光解复用器,4、光监控信道1510nm,5、DWDM系统网管光传送网分层模型,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,WDM系统组
6、成,WDM应用形式,开放式WDM 开放式DWDM系统的特点是对复用终端光接口没有特别的要求，只要求这些接口符合ITU-T 建议的光接口标准。,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,WDM应用形式,集成式WDM 集成式DWDM系统没有采用波长转换技术，它要求复用终端的光信号的波长符合DWDM系统的规范，不同的复用终端设备发送不同的符合ITU-T建议的波长，这样他们在接入合波器时就能占据不同的通道，从而完成合波。,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,单向波分复用系统采用两根光纤，一根光纤只完成一个方向光信号的传输，反向光信号的传输由另一根光纤来完成。,单向WDM,（一）波分复用原理,六、 D
7、WDM系统,双向波分复用系统则只用一根光纤，在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输，两个方向光信号应安排在不同波长上。,光,波,长,复,分,光,波,长,复,分,用,光线路放大,用,器,器,功率,/,前置,放大,功率,/,前置,放大,东向,1,-,N,西向,1,-,N,1547.5,1560.5nm,1527.5,1542.5nm,WDM,耦合器,WDM,耦合器,OSC,1510,nm,OSC,1625nm,双向WDM,（一）波分复用原理,六、 DWDM系统,WDM关键技术,光源技术,光放大器,无源光器件,监控技术,WDM系统的关键技术,（二）关键技术,六、 DWDM系统,1) 良好的光谱特性
8、；（超低啁啾声、适宜的光谱宽度）,2）输出具有较高的光信噪比。,光源技术,（二）关键技术,六、 DWDM系统,光源的波长稳定,指定波长符合ITU-T规定波长漂移 /5（ITU-T） 光源的色散容限 /10（国家）,光源技术,（二）关键技术,六、 DWDM系统,中心波长和中心频率,196.0,199.0,195.0,194.0,193.0,192.0,191.0,1505,1510,1530,1535,1540,1545,1550,1555,1560,1565,1570,OSC信道151010nm,C-Band,L-Band,(THz),(nm),中心频率(中心波长)偏差n/5，n为光信道间隔,
9、标称中心频率或波长是以193.1THz（1552.52nm)为中心、间隔为100GHz的整数倍。,光源技术,（二）关键技术,六、 DWDM系统,1、直接调制光源,2、间接调制光源,电吸收调制光源 (EA),马赫-策恩德尔调制光源 (M-Z),光源技术,（二）关键技术,六、 DWDM系统,优点：技术简单、成本较低；缺点：激光器有较大的频率啁啾；适用于短距离传输。,调制 电流,直接调制光源,（二）关键技术,六、 DWDM系统,优点：频率啁啾较低，色散受限距离较长；缺点：技术较复杂。,调制 电流,电吸收调制光源（EA）,（二）关键技术,六、 DWDM系统,优点：可忽略啁啾，色散受限距离很长；缺点：成
10、本高，技术难度大，不便于集成。,调制 电流,马赫-策恩德尔调制光源（M-Z）,（二）关键技术,六、 DWDM系统,光源比较,（二）关键技术,六、 DWDM系统,放大器,（二）关键技术,六、 DWDM系统,三种放大器的特点比较,（二）关键技术,六、 DWDM系统,合波器与分波器,（二）关键技术,六、 DWDM系统,输入光,1,4,3,2,体光栅型,（二）关键技术,六、 DWDM系统,设计上可以实现结构稳定的小型化器件，信号通带平坦，且与极化无关，插入损耗小，通路间隔度好； 通路数不会很多。,介质薄膜型复用器,（二）关键技术,六、 DWDM系统,干涉滤光膜型,输入光纤,1,4,3,2,0 (监管信
11、道),干涉滤光膜,（二）关键技术,六、 DWDM系统,设计上可以实现结构稳定的小型化器件，信号通带平坦，且与极化无关，插入损耗小，通路间隔度好； 通路数不会很多。,阵列波导光栅型波分复用器(AWG),阵列波导光栅型,34,3,4,（二）关键技术,六、 DWDM系统,布拉格光栅,116,115,16,（二）关键技术,六、 DWDM系统,16,16,115、16,115、16,FBG,环形器,光纤光栅的应用,（二）关键技术,六、 DWDM系统,工作原理：Interleaver可以把输入间隔为50GHz的光分成奇偶两组，每组的间隔为100GHz。,Interleaver,梳状滤波器ITL,（二）关键
12、技术,六、 DWDM系统,TX,EDFA,EDFA,TX,TX,TX,TX,TX,TX,TX,40km,40km,40km,40km,40km,40km,40km,40km,40km,TX,TX,TX,TX,TX,TX,TX,TX,M U X,120 km,120 km,120 km,DWDM+EDFA 革新了光纤传输,D E M,（三）DWDM的发展,六、 DWDM系统,IP,ATM,SDH,DWDM 光纤物理层,Open Optical Interface,SDH,ATM,IP,其它,DWDM技术发展趋势,六、 DWDM系统,（三）DWDM的发展,DWDM技术发展趋势,六、 DWDM系统,
13、（三）DWDM的发展,六、SDH传输系统,（一）网元单元,（二）帧结构,（三）映射与复用,（四）组网方式,贝尔实验室提出，同步光网络(SONET) 1988年,CCIT 提出，同步数字体系(SDH)。 规定速率等级、信号格式、复用方式、网络接点接口参数等。 规定了信号复用方式。用标准化的等级结构STM-N矩形帧结构来复用低速信号，然后在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接。,SDH的产生,SDH在更大程度上是属于电路复用层上的操作,概述,七、 SDH系统,接口方面纵向兼容性：同步复用及映射方法，PDH业务能进入其帧结构，还可容纳各种新的数字业务信号。横向兼容性：有统一的网络节点接口，任何网络
14、单元在光路上得以互通。 复用方式采用同步复用方式和灵活的映射结构，位置是可预见的。支持一次复用/解复用，节省了大量的复接/分接设备，减少了信号损伤、设备成本等，业务的上、下更加简便。数字交叉连接(DXC) 使网络具有了很强的自愈功能，便于用户按需动态组网，实时业务调配 运行维护方面安排了丰富的用于运行、管理和维护（OAM）功能的开销比特，使网络的监控功能大大加强,SDH的优点,概述,七、 SDH系统,光,/,电,光信号,分接,分接,分接,140/34 Mb/s,34/8 Mb/s,8/2 Mb/s,复接,复接,复接,电,/,光,光信号,2/8 Mb/s,8/34 Mb/s,34/140 Mb/s,2 Mb/s,(电信号),SDH,
