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1、四川邮电职业技术学院毕 业 论 文论文（设计）题目： DWDM技术及应用探讨 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 时间： 2012年 5 月 30 日四川邮电职业技术学院毕 业 设 计（论文）任 务 书班级姓名学号论文（或设计）题 目DWDM技术及应用探讨指导教师姓名指导教师专业技术职称高级工程师设计根据、内容、技术要求，主要设计方法（或步骤）：传统的光纤通信系统（PDH和SDH）采用“一纤一波”方式由于受器件自身特性的限制，其传输容量及扩容方式均无法满足目前传输网络对大容量、高性能的需求，而且光纤的巨大带宽资源没有充分利用。密集波分复用技术（DWDM）由于具有独有的技术优势，能简单、经
2、济、有效地扩展传输容量，并能充分利用光纤带宽资源，这种新的传输技术成为了目前光纤扩容的最有效、最经济的手段。本论文要求阐述如下内容：第一章：绪论（研究背景、意义，DWDM技术原理简介、DWDM技术的特点）第二章：DWDM关键技术（光源技术、光转发技术、光合波分波技术、光放大技术光传输技术（光纤类型）、光监控通道技术） 第三章：DWDM设备、组网方式及设计原则3.1 DWDM网络的设备类型3.2 DWDM网络的组网方式3.3 DWDM组网原则 第四章：XX电信干线DWDM系统工程设计4.1设计要求4.2设备选型4.3网络结构方案设计及站点配置第五章 总结与展望主要参考文献、资料：1 DWDM在城
3、域网应用分析.刘子晶等.山西电子技术.2007（11）2 张智江，陆斌.DWDM技术原理与应用.北京：电子工业出版社，2002要求完成时间2012年5月30日DWDM技术及应用探讨【摘要】随着人类社会信息技术时代的到来，发展迅速的各种新型业务对通信网的容量提出了更高的要求。面对市场需求增长，现有通信网络规模、传输能力不相适应等多方面的问题，需要从多种方案中找出低成本的解决方法，其中较好的方案是波分复用技术，尤其是其中的密集波分复用技术(DWDM)。DWDM利用现有的光缆资源，使每根光纤上传输更多路信号，极大地提高了通信容量，降低了通信传输系统建设和运行成本，同时为建设全光网络奠定了基础。传输网
4、络是整个电信网络的重要组成部分，而光纤通信是目前最重要的一种传输方式。为了进一步提高光纤通信的传输速率和传输容量，提出了不同的解决方案，其中波分复用方案是最好的一种解决方案。论文首先介绍了DWDM系统的原理，特性，关键技术等方面。其次，通过分析XX电信干线，对此干线DWDM系统工程设计。包括设备选型、网络结构方案设计及站点配置等。最后对论文做了总结，并对波分复用系统的发展趋势做了展望。关键词：密集波分复用 光纤 传输网目 录第一章 绪 论4第二章 DWDM关键技术6第一节 光源技术6第二节 光转发技术6第三节 光合波分波技术7第四节 光放大技术7第五节 光传输技术（光纤类型）7第六节 光监控通
5、道技术8第三章 DWDM设备、组网方式及设计原则9第一节 DWDM网络设备类型9第二节 DWDM网络的组网方式11第三节 DWDM组网原则12第四章 XX电信干线DWDM系统工程设计14第一节 设计要求14第二节 设备选型15第三节 网络结构方案设计及站点配置16第五章 总结与展望19致 谢20第一章 绪 论 目前，以IP业务为主的数据业务是当今世界信息产业发展的主要推动力，在未来十年内，世界主要电信网络的数据业务量将可能大大超过话音业务量，网络的业务构成将发生根本性的变化，传输网承载的业务将向以数据业务为中心的方向融合。在这种大背景下，作为承载各种业务的最基本载体的光缆传输网，其网络结构将逐
6、步适合于数据业务的发展，提高业务适应性，是传输网发展的必然趋势。从现有的以IP业务为主的数据业务对传输带宽的迫切需求以及迅猛增长的趋势来看，充分利用电信运营商现有的网络资源，构筑新一代大容量DWDM传输平台，是非常及时和必要的。 DWDM光纤通信系统是利用光波波长分割复用技术，在传统的光纤通信系统中增设光波分复用器件(分波器、合波器)，利用单根光纤同时传输几个不同的光载波的信号。利用单模光纤的宽带以及低损耗的特性，将窗口附近的承载不同业务信号的不同波长耦合到一根光纤中进行传输，并在接收端对其解复用后再分别进行接收。DWDM技术以较低的成本、较简单的结构形式成几倍、数十倍的扩大了单根光纤的传输容
7、量，使其成为未来宽带光网络中的主导技术。与通用的单信道系统相比，DWDM不仅极大地提高了网络系统的通信容量，充分利用了光纤的带宽，而且它具有扩容简单和性能可靠等诸多优点，特别是它可以直接接入多种业务更使得它的应用前景十分光明。（1） 可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几十倍甚至上百倍。（2） 在大容量长途传输时可以大量节约光纤。能够有效缓解光纤耗尽现象，利用波分复用不必对原有系统作较大的改动即可比较方便地进行扩容。（3） 由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信业务信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，以及信号和信
8、号的综合与分离。（4） 波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关。一个系统可以承载多种格式的“业务”信号，对于“业务”层信号来说，DWDM的每个波长就像“虚拟”的光纤一样。（5） 在网络扩充和发展中，DWDM技术是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务的方便手段，增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量。（6） 利用DWDM技术选路来实现网络交换和恢复，从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络。（7） 长距离无电中继传输时，DWDM的应用可以大大减少长途干线系统中继器的数目，减少成本。距离越长，节省成本就越多。第二章 DWDM关键技术第一节 光源技术DWDM系统的
9、最重要特点是每个系统采用不同的波长，一般波长间隔为100GHZ或200GHZ，这对其所用光源提出了较高要求。除了准确的工作波长外，在整个寿命期间波长偏移量都应在一定的范围之内，以避免不同的波长相互干扰。即激光器必须工作在标准波长、且具有很好的稳定性。另一方面，由于采用了光放大器，DWDM系统的无电再生中继距离大大延长。DWDM系统中，每隔80KM-120KM有一个EDFA，只进行放大，没有整形和定时功能，不能有效去除因线路色散和反射等带来的不利影响，系统经500-600KM传输后才进行光电再生，因而要求光源的色散受限距离大大延长，这对光源的要求提高很多。第二节 光转发技术在DWDM网络实现中，
10、起关键作用的技术就是所谓的光转发技术。因为，一方面，网络新业务的接入和建立需要通过用户网络接口（UNI）的OTU传递到控制层面，而控制层面在管理层面决策后必需通过OTU来实现业务建立、数据封装和FEC保护等；另一方面，在业务建立后，由于透明传输域相当于只是透明的传输管道，无法对业务质量和网络传输状况进行有效的监测，因此从透明传输域我们无法提取管理层面所需的业务和网络的性能信息，所以必须在透明域之间的NNI接口的OTU进行业务和网络性能信息的提取3.同时OTU也可以进行部分的智能化自动处理，比如自动保护倒换（APS）、网络对等节点业务监控等功能.其主要功能为：实现业务封装、业务性能信息的提取处理
11、、网络监控信息的提取处理等功能.业务封装功能主要用于在UNI对用户信号封装和在NNI接口衔接两个采用不同传送协议的透明域之间的封装协议转化。业务性能信息提取处理功能完成对在透明域传输的信号的性能监测、告警、FEC计算和分析等功能，同时在控制部分控制下对业务信号进行处理.而网络控制信息提取处理功能完成传送层网络控制信息的提取分析和控制层对等节点之间的通信。这部分的功能模块包括：帧头同步与复帧识别，FEC编、解码，信头处理，数字包封与解包封，SDH信息处理及一些数据通道。第三节 光合波分波技术合波器和分波器共同构成波分复用器（OMD）。光合波器用于传输系统发送端，是一种具有多个输入端口和一个输出端
12、口的器件，它的每一个输入端口输入一个预选波长的光信号，输入的不同波长的光波由同一个输出端口输出。光分波器用于传输系统接收端，正好与光合波器相反，它具有一个输入端口和多个输出端口，它将多个不同波长的光信号分离开来。光合波器一般有耦合器型、介质膜滤波器型和集成光波导型等种类。光分波器主要有介质膜滤波器型、集成光波导型、布拉格光栅型等种类。其中，集成光波导技术使用最为广泛，它利用光平面波导构成NM个端口传输分配器件，可以接收多个支路输入并产生多个支路输出，利用不同通道的置换，可用作合波器，也可用作分波器。具有集成化程度高的特点，但是对环境较为敏感。第四节 光放大技术光放大器可以作为前置放大器、线路放
13、大器、功率放大器，是光纤通信中的关键部件之一。掺饵光纤放大器（EDFA）的性能优越，已经在波分复用实验系统、商用系统中广泛应用，成为现阶段光放大器的主流。为了实现光功率放大的目的，将一些光无源器件、泵浦源和掺饵光纤以特定的光学结构组合在一起，就构成了EDFA掺饵光纤放大器5。信号光和泵浦激光器发出的泵浦光，经过DWDM器合波后进入掺饵光纤，其中两只泵浦激光器构成两级泵浦，EDF在泵浦光的激励下可以产生放大作用，从而也就实现了放大光信号的功能。第五节 光传输技术光纤制作技术现已基本成熟，并大量生产，当今普遍采用的是零色散波长1.3um的单模光纤，而零色散波长1.55um的单模光纤已研制成功，并已
14、进入实用阶段，它在1.55um波长的衰减很小，约0.22db/km，所以更适合于长距离大容量，是长距离骨干网的优选传输介质。目前，为了适应干线和局域网的不同发展要求，己研制出非零色散光纤、低色散斜率光纤、大有效面积光纤、无水峰光纤等新型光纤。而人们对超长波长光纤的研究，仍处于一种理论探讨阶段。其传输距离理论上可达到数千公里，可以达到无中继传输。目前，应用于长途通信的单模光纤主要G.652和G.655光纤，G.653光纤在实际应用中是比较少的。第六节 光监控通道技术根据ITU-TG.692建议要求，DWDM系统要利用EDFA工作频带以外的一个波长对EDFA进行监控和管理。目前在这个技术上的差异主要体现在光监控通道（OSC）波长选择、监控信号速率、监控信号格式等方面。现在实用的系统都是WDM加EDFA系统。EDFA用作功率放大器或前置放大器时，传输系统自身用的监控通道就可用于对它们的监控。但对用于线路放大的EDFA的监视管理，就必须用单独光通道传输监控管理信息了。ITU-T建议采用一个特定波长传送监测管理信号，波长位于业务信息传输带外时可选1310nm、1480nm、1510nm。此时由于它们位于EDFA增益带宽之外，监控信号不能通过，也就是必须在EDFA前取出，在EDFA之后再插入上光路，即带外波长监控技术。由于带外监控
