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项目2-2 波分复用系统的连接和电平调整 (1) 什么是DWDM技术？ (2) DWDM技术的工作方式有哪两种？ (3) DWDM技术有何特点？ (4) DWDM系统的网络单元有哪些？关键性的器件是什么？ (5) DWDM系统有哪几种组网方式？ (6) 合波器、分波器并简要说明其工作原理(7) 合波器、分波器有哪些性能指标或参数：插损、隔离度p 分波器的使用与测试使用两台发送波长分别为1310nm 和1550nm 的“JH5002 型光纤通信原理综合实验系统”作为1310nm 和1550nm 光源。连接测试设备，连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。1、插损测量(1) 用光功率计测量1310nm光源输出的光功率Pa（1310nm），并从“a”点送入波分复用器；用光功率计测量对应端口（1310nm）“b”点光功率Pb（1310nm）。记录测量结果，填入表格，计算1310nm 波长时WDM器件插入损耗值。(2) 用光功率计测量1550nm光源输出的光功率Pa（1550nm），并从“a”点送入波分复用器；用光功率计测量对应端口（1550nm）“b”点光功率Pb（1550nm）。记录测量结果，填入表格，计算1550nm 波长时WDM器件插入损耗值。输入功率（dBm）输出功率（dBm）插入损耗（dB）Pa（1310nm）：Pb（1310nm）：L1（1310nm）：Pa（1550nm）：Pc（1550nm）：L2（1550nm）：测试数据分析2、隔离度测量（1）首先将1310 nm波长光源从“a”点送入波分复用器；用光功率计测量对应输出端口“b”点光功率Pb；然后快速测量隔离端口“c”点光功率Pc。记录测量结果，填入表格，计算端口“b”至端口“c”的隔离度LbC。LbC= Pb- Pc（2）首先将1550 nm波长光源从“a”点送入波分复用器；用光功率计测量对应输出端口“c”点光功率Pc；然后快速测量隔离端口“b”点光功率Pb。记录测量结果，填入表格，计算端口“c”至端口“b”的隔离度LCb。LCb= Pc- Pb对应端口输出功率（dBm）隔离端口输出功率（dBm）端口隔离度（dB）Pb（1310nm）：Pc（1310nm）：Lbc：Pc（1550nm）：Pb（1550nm）：Lcb：测试数据分析p 合波器的使用与测试使用两台发送波长分别1310nm 和1550nm 的“JH5002 型光纤通信原理综合实验系统”作为1310nm 和1550nm 光源。连接测试设备，连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。1、插损测量（1）用光功率计测量1310nm光源经尾纤输出在“a”点的光功率Pa，然后将信号从WDM的对应输入端口（1310nm）送入波分复用器；用光功率计测量“c”点光功率Pc（1310nm）。记录测量结果，填入表格，计算WDM器件在1310nm 波长时插入损耗值。（2）断开光源。用光功率计测量1550nm光源经尾纤输出在“b”点的光功率Pb，然后将信号从WDM的对应端口（1550nm）送入波分复用器；用光功率计测量“c”点光功率Pc（1550nm）。记录测量结果，填入表格，计算WDM器件在1550nm 波长时插入损耗值。2、光功率迭加性在上述测量条件，同时将1310nm光源和1550nm光源送入WDM对应的端口，用光功率计测量“c”点的总光功率；然后断开和接入某一路光源，观测是否满足光功率线形迭加特性。记录测量结果。测量结果记录表输入功率（dBm）输出功率（dBm）插入损耗（dB）Pa（1310nm）：Pc（1310nm）：L1（1310nm）：Pb（1550nm）：Pc（1550nm）：L2（1550nm）：Pa（1310nm）：Pb（1550nm）：Pc（1310/1550 nm）：p 光无源器件在光链路中的连接和调整使用两台发送波长分别为1310nm和1550nm 的“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”作为1310nm和1550nm光源。按图连接好测试设备，连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。将两个可变衰减器的衰减量调整至最小。设置两台“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”线路编码工作方式为5B6B、输入数据为m序列。1、1310nm支路光功率电平调整（1）断开（拔出）B端光源尾纤连接（或B设备关机），用光功率计测量“c”端口1310nm波长的光功率。（2）缓慢调节光可变衰减器，逐渐增加衰减量，使“c”端口稳定的光功率值为-25dBm。2、1550 nm支路光功率电平调整（1）断开（拔出）A端光源尾纤连接（或A设备关机），用光功率计测量“c”端口1550nm波长的光功率。（2）缓慢调节光可变衰减器，逐渐增加衰减量，使“c”端口稳定的光功率值为-25dBm。3、合成总功率测量同时加入1310nm和1550 nm光源信号，用光功率计测量“c”端口的光功率值。记录测量结果。思考：如果只用一个光可变衰减器设置在“c”端口进行光功率调整是否可行？会带来什么约束？p WDM光纤系统链路连接和调整实验设置两台“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”线路编码工作方式为5B6B、输入数据为 m序列。按图所示连接好测试设备，光纤跳线、光可变衰减器和连接器，连接各部件时注意定位销方向。1、光纤通信系统连接根据图示连接测试设备，选择SC/FC和FC/FC光纤跳线、光可变衰减器和光分路器。光纤各部件插头都带有保护套，使用时拔下保护套，并保存好，便于在实验结束时重新套上。学生自己动手建立波分复用系统，加强对光纤部件的感性认识，增加学习的兴趣和对光纤无源部件使用及特性的了解。2、 系统电平调整分别调整两个光传输通道上的光可变衰减器的衰减量，保证光纤收发模块接收端的接收光功率为-25dBm。调整及测量步骤自拟。3、通话实验（1）在目前的光纤链路条件下，参照本章实验一的准备条件设置，进行通话实验。（2）通过复接模块或5B6B编码模块产生中的误码产生开关在信道中插入一定数量的误码，进行通话实验，感受有误码环境下的通话质量。（3）加大误码使解复接模块失步（失步告警指示红灯亮），体验信道同步系统失步对话音信道的影响。测量步骤自拟。4、光纤链路余量估算在测量步骤2的结果条件下，假如该光纤损耗为0.3dB/km（暂不考虑色散对系统的影响），请通过测量结果近似计算出两终端之间的最长通信距离。测量步骤自拟。提示：测量接收灵敏度。考核指标（过程考核之二）：操作流程、仪器设备使用方法、操作熟练度。知识点一、DWDM概述（一）DWDM概述1DWDM技术产生背景 传统的传输网络扩容方法采用空分多路复用（SDM）和时分多路复用（TDM）两种方式。 （1）SDM靠增加光纤数量的方式线性增加传输系统的容量，传输设备也线性增加。空分多路复用的扩容方式十分受限。 （2）TDM是比较常用的扩容方式，从PDH的一次群至四次群的复用，到SDH的STM-1、STM-4、STM-16至STM-64的复用。但达到一定的速率等级时，会受到器件和线路等特性的限制。 DWDM技术不仅大幅度地增加了网络的容量，而且还充分利用了光纤的宽带资源，减少了网络资源的浪费。2DWDM原理概述 DWDM技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用多个波长作为载波，允许各载波信道在一条光纤内同时传输。 通常把光信道间隔较大（甚至在光纤的不同窗口上）的复用称为光波分复用（WDM），而把在同一窗口中信道间隔较小的WDM称为密集波分复用（DWDM）。 DWDM系统的构成及光谱示意如图5-1-1所示。图5-1-1 DWDM系统的构成及频谱示意图3DWDM工作方式 （1）双纤单向传输 双纤单向传输指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。如图5-1-2所示，图5-1-2 双纤单向传输的DWDM系统（2）单纤双向传输单纤双向传输指在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输，两个方向的光信号应安排在不同波长上。图5-1-3 单纤双向传输的DWDM系统（3）光信号的分出和插入 通过光分插复用器（OADM）可以实现各波长的光信号在中间站的分出与插入，即完成上/下光路，利用这种方式可以完成DWDM系统的环形组网。图5-1-4 光信号的分出和插入传输4DWDM的应用形式 有开放式DWDM和集成式DWDM。 开放式DWDM系统采用波长转换技术，将复用终端的光信号转换成符合ITU-T建议的波长，然后进行合波。 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符合ITU-T建议的波长，然后进行合波。5DWDM的优越性 （1）超大容量 （2）对数据“透明” （3）系统升级时能最大限度地保护已有投资 （4）高度的组网灵活性、经济性和可靠性 （5）可兼容全光交换（二）DWDM系统结构1DWDM器件DWDM器件分为合波器和分波器两种，如图5-1-5所示。合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输。分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。图5-1-5 DWDM器件2DWDM的几种网络单元类型DWDM设备可分为光终端复用器（OTM）、光线路放大器（OLA）、光分插复用器（OADM）和电中继器（REG）几种类型。以华为公司的波分320G设备为例讲述各种网单元的作用。（1）光终端复用器（OTM）在发送方向，OTM把波长为116（或32）的STM-16信号经合波器复用成DWDM主信道，然后对其进行光放大，并附加上波长为s的光监控信道。在接收方向，OTM先把光监控信道取出，然后对DWDM主信道进行光放大，经分波器解复用成16（或32）个波长的STM-16信号。OTM的信号流向如图5-1-6所示。图5-1-6 OTM信号流向图（2）光放大器（OLA） 每个传输方向的OLA先取出光监控信道（OSC）并进行处理，再将主信道进行放大，然后将主信道与OSC合路并送入光纤。如图5-1-7所示。图5-1-7 OLA信号流向图（3）光分插复用器（OADM） OADM设备接收线路的光信号后，先提取监控信道，再用WPA将主光通道预放大，通过MR2单元把含有16或32路STM-16的光信号按波长取下一定数量后送出设备，要插入的波长经MR2单元直接插入主信道，再经功率放大后插入本地光监控信道，向远端传输。以MR2为例，其信号流向如图5-1-8所示。图5-1-8 静态OADM（32/2）信号流向图（4）两个OTM背靠背组成的光分插复用器 用两个OTM背靠背的方式组成一个可上/下波长的OADM，如图5-1-9所示。图5-9 两个OTM背靠背组成的OADM信号流向图（5）电中继器（REG） 以STM-16信号的中继为例，其的信号流向如图5-1-10所示。图5-1-10 电中继器（REG）的信号流向图3DWDM网络的一般组成 （1）点到点组网 DWDM的点到点组网示意图如图5-1-11所示。图5-1-11 DWDM的点到点组网示意图 （2）链形组网 DWDM的链形组网示意图如图5-1-12所示。图5-1-12 DWDM的链形组网示意图 （3）环形组网 DWDM环形组网示意图如图5-1-13所示。4DWDM网络的保护 点到点线路保护主要有两种保护方式 一种是基于单个波长、在SDH层实施的1+1或1N的保护； 另一种是基于光复用段上的保护，在光路上同时对合路信号进行保护，这种保护也称光复用段保护（OMSP）。 另外还有基于环网的保护。图5-1-13 DWDM的环形组网示意图相关习题一、填空：1 DWDM技术是指_. 2 DWDM的工作方式有_和_两种。 3 DWDM技术具有_、_、_、_、_、_等特点。 4 DWDM系统中网络单元有_、_、_、_等几种。二、选择：1 光接收机的灵敏度是指：A光接收机所需要的最小接收光功率； B满足给定信噪比指标的条件下，光接收机所需要的最小接收光功率； C光接收机接收弱信号的能力； D满足给定信噪比指标的条件下，光接收机所需要的最接收光功率。 2 波分复用光纤通信系统在发射端，N个光发射机分别发射： A N个相同波长，经光波分复用器WDM合到一起，耦合进单根光纤中传输； B N个不同波长，经光波分复用器WDM