波分原理及其应用技术.ppt

传输基础知识简介 IP ATM SDH DWDM OpenOpticalInterface SDH ATM IP 其它 DWDM在传输网中的定位 光纤物理层 DWDM 从技术和经济的角度 DWDM技术是目前最经济可行的扩容技术手段 WDM定义 光波分复用 WDM 将携带不同信息的多个光载波复合到一根光纤中进行传输 光监控道发送器 网络管理系统 DWDM系统基本结构 光监控道接收器 光纤的结构 通信用的光纤是指由透明通光性良好的材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层被覆 并将射入纤芯的光信号 经包层界面的全反射 使光信号保持在纤芯中传播的媒体 达到传输通信信号的目的 只有纤芯和包层的光纤 就是光纤接续时剥除涂敷层后的裸光纤 如图所示为使用最广泛的两种光纤的结构 图a为紧套光纤 如常见的尾纤 图b为松套光纤 经过着色处理过的光缆中的光纤芯线 光纤的结构 吸收损耗 光波通过光纤材料时 一部分光能变成热能 造成光功率的损失 光纤基础材料 如SiO2 固有的吸收 不是杂质或缺陷引起的 因此 本征吸收基本确定了某一种材料吸收损耗的下限 本征吸收 光纤的特性 损耗 散射损耗 由于光纤的材料 形状 折射率分布等的缺陷或不均匀 使光纤中传导的光发生散射 由此产生的损耗 指光通过密度或折射率等不均匀的物质时 除了在光的传播方向以外 在其他方向也可以看到光 这种现象叫光的散射 散射 光纤的特性 损耗 由于光纤经过集束制成光缆 在各种环境下进行光缆敷设 光纤接续以及作为系统的耦合与连接等引起的光纤附加损耗 光纤 光缆的弯曲损耗 微弯损耗光纤线路中的连接损耗光器件之间的耦合损耗等 附加损耗 光纤的特性 损耗 单模光纤分类 G 652光纤 常规单模光纤 又称色散未位移单模光纤 1310性能最佳 0色散 低损耗 G 653光纤 色散移位光纤 1550nm性能最佳 0色散 容易引起非线性 G 654光纤 G 655光纤 非零色散移位单模光纤 该种光纤主要应用于1550nm工作波长区 色散系数较小 色散受限距离达数百公里 并且可以有效减小四波混频的影响 截止波长移位的单模光纤 1550低衰减 1310零色散 主要用于海底光缆 WDM系统关键技术 光转发技术光波分复用器和解复用器技术光放大技术WDM系统的监控技术 波分复用器件包括合波器和分波器 又叫光复用器和光解复用器 OM OD技术 波分复用器件 OM OD技术 OM OD器件 合波器 OM 分波器 OD 把来自光纤的光波分解成具有原标称波长的光通路信号 分别输入到相应的光通路接收机中 即对光波起解复用作用 把具有标称波长的各复用通路光信号合成为一束光波 送到光纤中进行传输 对光波起复用作用 OM OD器件类型4 阵列波导波分复用器 AWG OM OD器件类型4 阵列波导波分复用器 AWG 原理是以光集成技术为基础的平面波导型器件 优点并联工作 可以复用的通道数多尺寸小易于批量生产缺点需要温度补偿 系统中合波板OMU出现故障 现场没有备用的OMU单板 只有一块备用的ODU单板 是否可以用ODU单板来代替OMU单板 反过来呢 思考一下 DWDM系统与光波分复用器件的对应关系 WDM系统关键技术 光转发技术光波分复用器和解复用器技术光放大技术WDM系统的监控技术 光放大器的出现和发展克服了高速长距离传输的最大障碍 光功率受限 这是光通信史上的重要里程碑 光放大器是一种不需要经过光 电 光变换而直接对光信号进行放大的有源器件 光放大技术 光放大技术 放大器分类 合波器 1 2 n 光功率放大 分波器 1 2 n 光线路放大 光前置放大 光线路放大 合波信号功率提升较大的输出功率 中继设备补偿线路传输损耗较小的噪声系数较大输出光功率 提高接收灵敏度要求噪声系数较小 光放大技术 EDFA的应用分类 光放大技术 EDFA的光浪涌问题 主要内容 DWDM系统概述光纤的基本特性DWDM系统关键技术DWDM系统的技术规范 集成式系统和开放式系统工作波长主要性能指标 DWDM技术规范 OTU OpticalTransponderUnitOMU OpticalMultiplexingUnit Integrated集成式 OMU G 692 Open开放式 OTU G 692 集成式系统和开放式系统 集成式系统和开放式系统波段划分主要性能指标 DWDM技术规范 波段划分 波段划分 集成式系统和开放式系统工作波长主要性能指标 DWDM技术规范 当复用通路为16波 32波 40波时 第1波的中心频率为192 1THz通路间隔为100GHz频率向上递增 标称中心频率 标称中心频率 是指WDM系统中每个复用通路对应的中心波长 频率 标称中心频率 8 16 32 40 48波系统 工作波长说明 工作波长范围 C波段 1530nm 1565nm 频率范围 191 3THz 196 0THz通路间隔 100GHz中心频率偏差 20GHz 速率低于2 5Gbit s 12 5GHz 速率10Gbit s 80 96波系统 工作波长说明 工作波长范围 C波段 1530nm 1565nm 频率范围 C波段191 30 196 00THz191 35 196 05THz通路间隔 50GHz中心频率偏差 5GHz 160 176波系统 工作波长说明 工作波长范围 C波段 1530nm 1565nm L波段 1565nm 1625nm 频率范围 C波段 191 30 196 00THz 192 15 196 05THzL波段 187 00 190 90THz 186 95 190 85THz通路间隔 50GHz W 功率单位是瓦特 光传输中的光能量比较小 一般用mW进行计量 dBm dB dB单位是一个相对值 是P1相对于参考点P2的功率值 P1 2dB 10 log10 P1 P2 10 log10 P1 P0 10 log10 P2 P0 dBm单位是一个绝对值 是和1mW的功率值的绝对值 PdBm 10 log10 P P0 10 log10 pmW 1mW 光指标 功率 衰耗就是能量的损失 对于无源器件 带来的都是衰耗 衰耗是一个相对量 一般选择无源器件的输出作为参考点 输入功率和输出功率的比值作为该器件的衰耗 光纤衰耗与光纤的长度呈正比 即光纤衰耗是具有累积性质的 光指标 衰耗 增益就是能量的提升对于放大器 能够带来增益增益是一个相对量 一般选择放大器的输入作为参考点输出功率和输入功率的比值作为该器件的增益 光指标 增益 P1 P2 光放大器 光放增益 P1 P2 OSNR Pout 10logM L 58dBm Nf 10logN P 光指标 信噪比 信号就是有用的0 1代码功率 噪声就是无效码流功率 信噪比指信号功率和噪声功率的比值 信噪比直接影响是业务误码或者中断 工程中光信噪比的测试使用光谱分析仪 光纤吸收 散射 弯曲 接头损耗 都会导致光信噪比降低 其中 Pout为总入纤功率 M为通道数量 L为线路损耗 Nf为EDFA噪声系数 N为光再生段数量 P为通道功率与均值间差异 园区传输网络结构 光缆分布园区波分系统 园区传输网络结构 园区内光缆分布 出局光缆 园区内光缆分布 机楼间光缆 园区内光缆分布 楼层间光缆 园区内光缆分布 ODF架 光缆分布园区波分系统 园区传输网络结构 园