WDM基本原理课件

WDM原理基础知识，光网络产品服务部42198，1，学习传播PPT，了解WDM的基本概念、基本原理和组成结构，了解WDM的传输介质，掌握DWDM的关键技术，掌握DWDM的限制因素和解决方案，了解华为波分典型组网，学习目标和完成课程，你应该能够：2，学习传播PPT，课程内容， 第1章波分复用技术概述第2章WDM传输介质第3章密集波分复用的关键技术第4章WDM系统的限制因素第5章典型的网络信号流第3章了解PPT和WDM一代的背景，使用SDM，铺设新的多芯光缆(需要考虑时间和成本)，更高比特率的时分复用。 多种信号在一根光纤上传输。随着各种新业务的蓬勃发展，所需的带宽也在增加。如何提高传输容量？4.学会交流。什么是WDM？汽车/信号高速公路/光纤加油站/光发射站巡逻车/监控通道，2.5G，10G，GE，5，学会交换PPT，将不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传输，这种方式我们称之为波长分割多路复用。WDM的概念，稀疏波分复用(CWDM):波长间隔很大，通常是20纳米密集波分复用(DWDM):波长间隔很小，小于等于0.8纳米，6、了解交替PPT的要求，WDM对波长的要求，从技术实现的角度来看，每个厂商都可以选择任意波长进行波分复用。从技术兼容性的角度来看，我们必须对WDM系统中的光波长进行标准化。ITU-T规定了WDM系统中的光波长。建议G.692、建议G.694.1、建议G.694.2=波长频率分配表。WDM的光波长必须严格符合波长频率分配表。7、学习交流PPT，WDM典型型号，8、学习交流PPT，双光纤单向波分复用系统使用两根光纤，每根光纤只完成一个方向的光信号传输双光纤单向WDM，9。学习交流PPT，WDM系统分部。开放式WDM系统在终端复用设备中具有光接口转换功能，可以与任何厂家的SDH设备接口。综合WDM系统在终端复用设备中没有光接口转换功能。SDH设备中光传输单元的性能必须满足WDM系统的要求，如波长精度、光谱特性、传输光功率等。在终端复用设备中，半开放式WDM系统一开始就具有光接口转换功能，可以与任何厂家的SDH设备接口。10，学习交流PPT，OTU:从非标准波长信号光到符合G.694.1(2)标准波长信号光的完整波长转换功能OM/OD:G . 694.1(2)固定波长信号光的完整波组合/分割功率放大器：通过增加组合光信号功率，每个波长的输出光功率PA(预放大)增加：通过增加输入组合信号的光功率，从而提高每个波长的接收灵敏度LA(上行) 其完成组合波信号的纯光中继放大，通常采用1510nm和1625nm，并负责整个网络的监控数据传输。 (后来，电子稳定控制技术出现了。OTU光学信号被用来直接传送监测信息。在电子稳定控制模式下不需要操作系统控制，但要求OTU支持电子稳定控制功能)。开放WDM体系的构成，11。学习交流PPT，本章总结，什么是WDM？WDM对波长的要求？WDM可以分为几种类型。开放的WDM体系的组成部分是什么？每个部分的功能是什么？12，学习交流PPT，课程内容，第1章波分复用技术概述，第2章WDM传输介质，第3章密集波分复用关键技术，第4章WDM系统约束，第5章典型网络信号流，第13章学习交流PPT，光纤中光传输原理，n1sin1=n2sin2 sinc=n2/n11=c，折射定律和全反射定律，第14章学习交流PPT，光纤结构，光纤结构，纤芯折射率n1和包层折射率n2哪个更大？15，学习交换PPT、单模/多模光纤，多模光纤的纤芯直径相对较厚，通常约等于50um。当光纤的几何尺寸可以与光波长度相比较时，即当纤芯的几何尺寸与光信号的波长相差不大时，光纤只允许一种模式在其中传播，而其他高阶模式都被切断。这种光纤被称为单模光纤。单模光纤的纤芯直径相对较小，通常为5 10um从光纤的外观来看，这两种光纤没有什么区别。包括塑料护套在内的光纤直径小于1毫米；单模光纤用于波分系统。16.学习交流PPT、光纤损耗特性、光纤衰减或损耗是限制光信号传播的一个非常重要的特性。光纤的损耗限制了光信号的传播距离。光纤损耗主要包括吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。光纤的吸收损耗是由材料本身引起的，包括紫外吸收、红外吸收和杂质吸收。由材料不均匀性引起的光散射引起的损耗称为瑞利散射损耗。瑞利散射损耗是石英纤维材料的固有损耗。光纤的弯曲会造成辐射损失。决定光纤衰减常数的损耗主要是吸收损耗和散射损耗。17.学习交流PPT。传统的光纤损耗曲线随着波长而变化。不同的波长和不同的损耗。由于1380纳米附近氢氧化物颗粒的吸收，光纤损耗急剧增加。通常被称为水峰的ITU-T将1260纳米以上的单模光纤的频带划分为0、E、S、C、L和U频带。很容易看出，在这6个波段中，C波段和L波段的损耗最低，为18。了解空调PPT和WDM的信号灯窗口范围。由于C波段和L波段的传输损耗最低，所以DWDM系统中的信号光选择在C波段和L波段。由于传输距离短，粗波分不是主要限制因素，因此CWDM系统中的信号光跨越多个波段(13111611nm)。学习交流PPT、光纤中的色散特性、光脉冲中的不同频率或模式在光纤中具有不同的群速度，因此这些频率分量和模式首先到达光纤的末端，然后传播光脉冲，这就是光纤的色散。光纤中的色散可分为模色散、色散和偏振模色散：模色散又称为模间色散，模色散主要存在于多模光纤中。色散又称为模内色散，可分为材料色散和波导色散。偏振模色散(PMD)是由光纤中传播速度不同的信号光的两个正交偏振态引起的。偏振模色散是由随机因素产生的，是一个随机量，难以补偿。色散系数是单位波长间隔内通过单位长度光纤的光波长信号产生的时延差，用d表示，单位为ps/nm.km。偏振模色散系数用PMDQ表示，单位为PS/km (n为1/2)，20，学习交流PPT，色散的影响，从时分复用的角度来看，色散会导致符号间干扰。光源具有非零光谱宽度。光源输出的光信号由电脉冲进行强度调制。调制信号具有调制光源的每个波长分量。由于各种波长分量的到达时间不同，光脉冲被延长(TT)，这被称为脉冲展宽。光脉冲传输距离越远，脉冲展宽越严重。脉冲展宽会使前后光脉冲重叠，这称为符号间干涉。码间干扰会导致错误，从而限制传输的码率和传输距离。然而，从WDM的观点来看，色散有助于克服由光纤非线性引起的信道间干扰，如FWM和XPM。色散的影响需要辩证地看待。从本质上说，所有的媒体都是非线性的，但一般来说非线性特征非常小，很难表现出来。当光纤的输入功率小时，光纤呈现线性特性。当光放大器和高功率激光器用于光纤通信系统时，光纤的非线性特性变得越来越明显。单模光纤的非线性效应一般可分为受激非弹性散射(受激拉曼散射，受激布里渊散射)，克尔效应(自相位调制，交叉相位调制XPM，四波混频FWM)。注意：一旦产生非线性效应，就无法消除或补偿，必须尽可能地防止非线性效应！使用具有大模场直径的光纤可以降低通过光纤的功率密度，并且可以抑制非线性效应的产生。最重要的是，我们可以通过减少进入光纤的光功率和采用大有效面积光纤来防止非线性效应的发生。非线性效应与色散有关。分散越小越好。单模光纤的非线性效应，22，学习通信PPT，ITU-T分别在G.652，G.653，G.654和G.655建议中定义了四种不同的单模光纤设计，其差异如下表所示：应用：真波真波光纤(正色散区的SPM效应有利于传输)；LEAF-大有效面积光纤(克服非线性效应)，G.652光纤：铺设量大，高速信号传输需要色散补偿，G.653光纤：1550nm在波长区域有严重的混合，不适合密集波分复用，G.655光纤负色散系数，24，学习交流PPT，本章概述，WDM系统使用单模还是多模光纤？单模光纤中损耗最低的窗口是什么？在单模光纤中传输时，信号光会遇到什么问题？g 652/653/655光纤的特点是什么？分散是否尽可能小？第2章WDM传输媒体第3章密集波分复用关键技术第4章WDM系统的限制因素第5章典型网络信号流光放大器、光监控技术、光源/光电探测器、监控通道、波分复用技术、27、学习交流PPT、密集波分复用光源技术、密集波分复用系统光源有两个最突出的特点：1、相对较大的色散容差值；2.标准和稳定的波长；因此，选择半导体激光器作为光源。用于高速光纤通信系统半导体激光器光源可分为两种类型：多纵模(MLM)激光器和单纵模(SLM)激光器。MLM，SLM，28岁，学习交流PPT，激光调制模式，29岁，学习交流PPT，优点：技术简单，成本低缺点：由于“1”和“0”频率的变化，啁啾不可避免地存在。啁啾拓宽了激光发射光谱的带宽，使光源的光谱特性变差，并限制了系统的传输速率和距离。适用于短距离传输、光源直接调制、直接调制：直接调制是利用电信号的“1”和“0”来控制激光器的开关，使特定波长的光波携带电信号。30、学会交换PPT、间接调制光源，间接调制并不直接调制光源，而是在光源的输出路径上加上调制器来调制光波，调制器实际上充当开关。恒定光源是一种高度稳定的光源，连续传输固定的波长和功率。在发光过程中，不受电调制信号的影响，不会产生调制频率的啁啾，光谱的谱线宽度保持在最小。该光调制器根据电调制信号以“允许”或“禁止”通过的方式处理恒定光源发出的高度稳定的激光，并且在调制过程中对光波的光谱特性没有任何影响，从而保证光谱质量，适合高速长距离传输。常用的间接调制有两种类型：电吸收调制光源和M-Z光源，31，学习交流PPT，优点：低频啁啾和长色散限制距离缺点：复杂技术，电吸收调制光源(EA)，32，学习交流PPT，优点：可忽略啁啾和长色散限制距离缺点：困难技术和不便集成，马赫-曾德尔恩德调制光源(M-Z)，33，学习交流PPT，比较三种光源，在WDM， 我们通常使用电吸收调制光源和直接调制光源，34、学习交流PPT、光电探测器，光电探测器的功能是将接收到的光信号转换成相应的电信号。 有两种主要类型的半导体光电探测器：PIN光电二极管和雪崩光电二极管。由于其低灵敏度(通常在-20dB左右)和高过载点(通常在0dB左右)，因此，PIN管适用于短距离传输。APD管由于其高灵敏度(通常约为-28dBm)和低过载点(通常约为-9dBm)而适合长距离传输。更高的反向偏置电压和更强的输入光信号可能导致过大的反向偏置电流和APD管的反向击穿。因此，有必要注意现场操作规范：1。当使用能够输出高功率光信号的仪器(如OTDR计)测量光路时，必须断开光路另一端的通信设备，并使用强光损坏接收器。2.确保输入光功率不超过设备的最大允许值。当单板自回环时，注意添加适当的衰减器。3.光衰减器不能通过松散地插入光纤连接器来更换。35，学习交流PPT，放大器，36，学习交流PPT，EDFA成分和原理，EDFA输出功率的大小与这些因素有关，输入信号光强度，铒光纤长度，泵浦光强度，ASE噪声，37，学习交流PPT，和，两种增益控制方式：1，掺杂金属元素；2.GFF定制；EDFA增益平坦控制，38岁，学习交流PPT，增益平坦技术-GFF，39岁，学习交流PPT，EDFA公共控制模式，自动增益控制模式，输出随输入变化，增益保持不变。-波分系统中最常见的控制模式。自动增益控制也被称为增益锁定模式。有许多实施方案。常见的是电子泵技术，如下：APC模式，无论输入如何变化，输出保持不变，此时变化的是增益。-实际增益通过检测输出和输入获得。通过改变泵的功率来改变输出，实际增益最终保持在目标增益。通过检测输出功率并与目标输出值进行比较，改变泵的功率以改变输出，从而使实际输出功率最终保持在目标输出功率。40、学会交流PPT，为什么要进行自动增益控制控制？当其他条件保持不变时，EDFA上下波给系统带来问题：当波数增加时，由于进入EDFA的光功率增加，泵浦光功率对每个波的贡献减小，单个波功率突然减小。如果此时的光功率低于接收机所能接收的最小光功率，会出现瞬时信号损失，稳定后各波的增益会有一定程度的下降；当波数减少时，由于进入EDFA的光功率突然下降，多余的泵浦光功率贡献给信道的其余部分，导致单波长光功率突然上升。如果此时的光功率高于接收机接收到的最大光功率，就会对接收机造成超调，稳定后每个波的增益都会上升到一定程度。因此，在波分系统中，放大器需要采用增益锁定技术。学会交流PPT放大自发辐射(ASE)是EDFA的基