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1、波分复用系统(WDM)波分复用系统及技术概念发展概况 主要特点 WDM系统的技术规范 WDM系统的基本类型及其应用波分复用的相关技术什么是波分复用技术？WDM:(Wavelength Dvision Multiplexing)简单地说，不同的信号汇集在一起传 输而互不干扰称为复用。“波分复用技术” 指的是将不同波长的光信号汇集在一根光 纤中发射传输，在接收端将它们分开。Tran smittersReceiversWDM技术的发展概况两波长WDM(1310/1550nm)80年代在AT&T网中使用 90年代中期,发展缓慢从 155M 622M 一 2.5G-10G TDM技术的相对 简单性和波分
2、复用器件的发展还没有完全成熟。 1995年开始,高速发展光纤色散和偏振模色散限制TlOGb/s的传输。(2) TDM 10Gb/s面临着电子元器件响应时间的挑战。(3) 光电器件的迅速发展。Evolution of DWDM19961980fsEarly1990fs64+ cha nnels25-50 GHz spaci ngLate1990fs16+ channels 100-200 GHz spacingDense WDM, integrated systems with network management, add-drop functions.2-8 channelsPassive
3、WDM 200-400 GHz spacingPassive WDM components/parts 2 channelsWideband WDM 1310 nm, 1550 nm我国光通信的先行者武汉邮电科学研究院研制豔盍勰翦關光网络传输提供了实现“高1997年，武汉邮电科学研究院承担了具有国际领先水平的波分复用光网络技术的研究与开发。1999年，国产首条密集波分复用系统工程在山 东投入实际运行，表明我国光通信产业在该领域 中已取得了重大的突破，并一跃成为世界上少数 能够开发、生产这一设备的国家之一。目前，我国已能够自行提供从集成式，半开放 式到全开放式整个系列的密集波分复用系统。该 系统
4、将覆盖国家干线网，本地网、教育网。 亠主要特点充分利用了光纤的巨大带宽 节约了大量的光纤降低了器件的超高速要求通道对传输信号完全透明1JJ可扩展性好WDM系统的技术规范为了引进产品和国内自行开发的产品具有统一性，制定我国的标准十分必要。(a)现实的需要性，以2.5Gb / s系统为例, 16波分单向就可达到40Gb / s的传输速率, 这足以满足未来几年的业务需求；(b)技术的可行性。当前波分复用器件和激 光器元件的技术都满足16个波长以上的复用。 从当前应用上看，WDM系统只用于 2.5Gb / s以上的高速率系统。因而在制定规 范的过程中，我们主要考虑了基于25Gb/s SDH的干线网WD
5、M系统的应用，承载信号为 SDHSTM-16系统，即25Gb/sXN的WDM 系统。对于承载信号为其他格式（例如IP）的系 统和其它速率（例如10Gb/sXN）暂不作要 求。工作波长区的选择(通道数量，中心波长，波长间隔，中心频率偏移等)对于常规G.652光纤，ITU-T G.692给出 了以193仃Hz为标准频率、间隔为100GHz 的41个标准波长(192.1196.1THZ),即 15301561nmo通道号巾心波长中心频率4波系统8波系统16波系统32波系统11535. 82195. 2*21536. 61195.1*31537. 40195. 0*41538.19194.9*5153
6、& 98194.8*61539. 77194.7*71540. 56194.6*81541. 35194. 5*91542.14194.4*101542. 94194.3*111543. 73194.2*121544. 53194.1*131545. 32194.0*141546.12193.9*151546. 92193.8*161547. 72193.7*通道号中心波长中心频率4波系统8波系统16波系统32波系统171548.51193.6*181549.32193.5*191550.12193.4*201550.92193.3*211551.72193.2*221552.52193.1*
7、231553.33193.0*241554.13192.9*251554.94192.8*261555.75192.7*271556.55192.6*281557.36192. 5*29155& 17192. 1*301558.95192.3*311559.79192.2*321560.61192.1*WDM系统除了对各个通路的信号波长有 明确的规定外，对中心频率偏移也有严格规定。 通路中心频率偏移定义为通路实际的中心频率 与通路中心频率标称值的差值。对通路间隔选 择100GHz的16X25Gb/sWDM系统，到寿命 终了时的频率偏移应不大于土 20G Hz。131 Onm/1550nm窗口的
8、波分复用：仍用于接入网，很少用于长距离传输1550nm窗口的密集波分复用(DWDM):广泛用于长距离传输1550nm窗口的稀疏波分复用(CWDM):用于城域网DWDM Dense Wavelength Division Multiplexer ITU-T G692信道间隔：nm量级A2l6nm0.8nm04nm200GHz100GHz50GHzCWDM Coarse Wavelength Division Multiplexer稀疏波分复用、粗波分复用信道间隔：20nm常用的波长为1470nm 1490nm151 Onm 1530nm 1550nm 1590nm 以及 161 Onm o正在考
9、虑1290nm 1310nm 1330nm 1350nm、1380nm 1400nm 1420nm 1440nmW D M系统的基本类型及其应用（1）双纤单向传输单向WDM传输是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送。由于各信号是通过不同光波长携带的，因而 彼此之间不会混淆。在接收端通过光解复用器将不同波长的信号分开，完成多路光信号传输的任务。反方向通过另一根光纤传输的原理与此相同。1n1nn1n1图7.7双纤单向WDM传输苗 且如广1体始光通路在一根光纤上同时向两个早纤次冋传斓不同的方向传输。如图78所示，所用波长相互分开，以实现双向全双工的 通信。集豔加腐缠轉距离的光源。整个系统构造比
10、较简单，但是不能直接接纳过去老SDH系统和不同厂家的系统。开牖是黯娜G.957接口波长转换为G.692的标准波长光 接口。可以接纳过去的老SDH系统，并实 现不同厂家互联，但OTU的引入可能对系统性能带来一定的负面影响。双向WDM系统在设计和应用时必须要考虑几个关键的系统因素:如为了抑制多通道干扰(MPI),必须注意到光反射的影响、 双向通路之间的隔离、串扰的类型和数值、两个方向传输的功 率电平值和相互间的依赖性、光监控信道(OSC)传输和自动功 率关断等问题，同时要使用双向光纤放大器。但与单向WDM系统相比，双向WDM系统可以减少使用光 纤和线路放大器的数量。另外，通过在中间设置光分插复用器
11、(OADM)或光交叉连 接器(OXC),可使各波长光信号进行合流与分流，实现波长的 上下路(Add/Drop)和路由分配，这样就可以根据光纤通信线路 和光网的业务量分布情况，合理地安排插入或分出信号。oT光EDFOADMIlliIlli光1 DWM量集或鹼复用设备的系统结构心波长变换器(OUT)光交叉互连设备(OXC)光放大设备(EDFA)光分插复用设备(OADM)DWDM的线路光速率可从 10Gbit/s、20Gbit/s、40Gbit/s、 8OGbit/s 32OGbit/s直至 1600Gbit/so终端orir|波长2I 波氏I半开放式波分复用系统波长转移单元OTU (Optical
12、 Transition Unit)：将SDH终端送来的光信号，经过光一电一光转移，送岀特定波长信号送入合波器(OMU)oSDH (Synchronous Digital Hierarchy) 同步数字系列波分复用的相关技术1光源技术WDM系统须利用长波长光源器件，它不仅要求激光管的发射波长高度稳定，保证器件与波导之间实现最佳耦合，插入损耗小，同时要求能把多路激光管和必要的附属电路集成在同一芯片上，使得多路光 载波信号能够在一根光纤中加以传输。密集波分复用中的光源技术 DWDM系统中，信道间距小，各个光通道的 波长稳定性极为重要。ITIKTG.692规定了 DWDM系统中每通道允许的波长最大偏移
13、量 小于1/5通道间隔。 DWDM系统中使用的主要为DFB激光器，激 光器管芯的温度变化会引起材料折射率及腔长 的变化，引起激光器的波长变化；激光器的老 化同样会引起激光器的波长漂移，有必要采用 外部波长基准锁定激光器的波长。激光器波长的稳定技术就分基于温度反馈的波 长控制技术和基于波长反馈的波长控制技术。2光纤技术光纤通信中的非线性特性是影响WDM系统UJ传输性能的关键因素。目前G.655光纤既解决了光纤的线性色散 受限问题，又解决了光纤的非线性问题，对于 运行10Gbit/s或更高速率系统比较容剔 是 WDM系统使用的主要光纤。3光纤放大器技术4.光分波合波技术.波分复用器件功能:功能 原理及其分类 技术指标为提升系统容量，实现在一根光纤中传输 多个波长信号。合波波
