HCNATS03_WDM_原理_ISSUE1.00

1、Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. WDM 原理Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page2前 言lWDM技术是一种比较先进的光纤通信新技术，并且相对成熟，已经进入到商用阶段，通过本课程的学习，使我们对于WDM的原理有一个基本的了解和认识。 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page3培训目标l学完本课程后，您应

2、该能：p掌握WDM的基本概念及原理、传输方式和基本构成；p了解WDM的传输媒介；p掌握WDM的技术原理和关键技术实现方法；p了解WDM光传输系统的技术规范。Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page4目 录1. 系统概述2. WDM的传输媒质 3. WDM中的关键技术4. WDM的相关技术规范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page5系统扩容解决方案系统扩容解决方案 nSDMn铺设新光缆n时间与成本n

3、TDMn更高的比特速率nSTM-16 STM-64n成本与复杂度nWDM n经济经济n快速快速n成熟成熟如何增加网络容量？Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page6什么是波分复用？高速公路加油站巡逻车Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page7WDM概念121 2 nnSDH signalIP packageATM cellsl把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们把它叫做波分复用（

4、 Wavelength Division Multiplexing ）Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page8l N路波长复用的路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：系统的总体结构主要有：p 光波长转换单元（OTU）；p 波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）；p 光放大器（BA/LA/PA）；p 光/电监控信道（OSC/ESC）。系统结构OTUOTUOTUOM/OAOA/ODOTUOTUOTUOSCOSCOSCOACopyright 2011Huawei Technologies Co.

5、, Ltd. All rights reserved. Page9传输模式l单纤单向M40M40MUXDMUXOTUOTUCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page10M40M40MUX/DMUXDMUX/MUX传输模式l单纤双向OTUOTUCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page11应用模式l开放式系统M40M40MUXDMUXOTUOTU客户设备客户设备客户设备客户设备Copyright 2011H

6、uawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page12应用模式l集成式系统M40M40MUXDMUX客户设备客户设备客户设备客户设备Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page13WDM的优势l超大容量、超长距离传输l对数据的“透明”传输l系统升级时能最大限度地保护已有投资l高度的组网灵活性、经济性和可靠性Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page1

7、4CWDM 与 DWDMlCWDM：稀疏波分复用lDWDM：密集波分复用扩展C波段 192个波长, 通道间隔25GHz196.075THz192.100THzC 波段 160个波长192.075THz扩展32个波长191.300THzITU-T G.694.1Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page15问 题l什么是 WDM, DWDM 和 CWDM?l两种传输模式的差别 l两种应用模式的差别lWDM系统的结构Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd.

8、All rights reserved. Page16目 录1. 系统概述2. WDM的传输媒质的传输媒质 3. WDM中的关键技术4. WDM的相关技术规范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page17光纤的结构l 光纤是由圆柱形玻璃纤芯和玻璃包层构成，最外层是一种弹性耐磨的塑料护套，整根光纤呈圆柱形。 n2n1折射折射全反射包层包层纤芯纤芯护套护套Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page18衰耗9

9、001300 1400 15001600 1700nmdB/km231451200Multi-mode （850900nm）ObandES CLUOH-Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page19色散l色度色散:时间时间功率功率光脉冲信号光脉冲信号传送传送L1 (km)传送传送L2 (km)L2 (km)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page20色散系数色散系数 G.6551550nm1310nm1

10、7ps/nm.kmG.653波长波长色散G.652：国内大规模使用，具有1310nm零色散特性。G.653：1550nm零色散特性，FWM现象严重。G.655：1550nm少量色散，有效控制非线性效应。Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page21色散补偿l目前降低色度色散的影响主要是采用色散补偿模块对光纤中的色散累积进行补偿,主要方式为使用DCF（色散补偿光纤）。l色散补偿光纤与普通传输光纤的不同之处是它在1550nm处具有负的色散系数，DCF补偿法实际上就是利用这种负色散的光纤，抵消 G.652

11、 /G.655光纤中的正色散。色散系数色散系数G.652普通色散补偿光纤DSCF: 色散斜率补偿光纤波长波长Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page22问 题l光纤中的衰耗区间是如何分布的？lG.652、G.653以及G.655 光纤的特性分别是什么?l如何补偿色度色散？Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page23目 录1. 系统概述2. WDM的传输媒质 3. WDM中的关键技术中的关键技术4. W

12、DM的相关技术规范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page24WDM中的关键技术l光源技术光源技术l光放大器技术光放大器技术l监控技术监控技术关键技术关键技术l光复用器与解复用器光复用器与解复用器Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page25WDM对于光源的要求1较大的色散容限2输出标准且稳定的波长Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All righ

13、ts reserved. Page26直接调制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page27电吸收(EA)调制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page28LD直 流驱动ITU 调制电流马赫-策恩德尔(M-Z)调制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page29几种调制技术的对比类型类型直接调制直接调制电吸收调制

14、电吸收调制M-Z调制调制色散容限 (ps/nm)1200400072001280012800成本适中贵昂贵波长稳定性好较好很好Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page30光放大器EDFARFA拉曼光纤放大器掺铒光纤放大器光放 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page31受激辐射lEr3+离子能极图掺铒光纤放大器E2 暂稳态E3 激发态E1 基态1550nm信号光子信号光子1550nm信号光子信号光子9

15、80nm泵浦光子泵浦光子Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page32EDFA的结构耦合器掺铒光纤隔离器泵浦源隔离器光电检测PINTAP信号输入TAP信号输出光电检测PINCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page33EDFA的特性p工作波长与单模光纤的最小 衰减窗口一致p耦合效率高p能量转换效率高p增益高、噪声指数较低、输 出功率大p良好的增益稳定性p增益区间固定受限 p增益不平坦性p光浪涌问题优点优点

16、缺点缺点Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page34自动增益控制(AGC)PinPout增益1 n1 n增益保持不变EDFAPIN泵浦PINDSP分离器分离器EDF输入光功率: Pin 输出光功率: Pout增益= Pout / Pin 保持不变！耦合器Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page35拉曼放大器l 受激拉曼散射（SRS：Stimulated Raman Scattering）PumpGai

17、n30nm 13THz (70100nm) Pump370100nm30nmGainPump2Pump1Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page36拉曼放大器的特性p灵活的增益区间p结构简单 p利用了非线性效应p低噪声特性p高泵浦功率p低能量转换效率p成本较高优点优点缺点缺点Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page37光放大器的应用BA功率放大器功率放大器LA线路放大器线路放大器PA前置放大器前置放大

18、器M40OTUOTUM40M40OTUOTUM40MUXDMUXOAOAOACopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page38光复用器与解复用器光复用器 1 1 2 2 n n 1 1 2 2 n n光解复用器 1 1 2 2 n n 1 1 2 2 n nTFFAWG波导阵列光栅 介质薄膜滤波器Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page39 1- 4 4 2 3自聚焦透镜 1 滤波器 3 滤波器玻璃 1介质

19、薄膜滤波器(TFF)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page40波导阵列光栅(AWG)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page41监控技术OSC光监控技术ESC电监控技术Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page42光监控通道l对光监控的要求： p不应限制OA上的泵浦光波长；p不应限制未来1310nm波长的

20、业务；pOA失效时仍有效；p可超长传输；具有分段双向传输功能。M40M40FIUOTU1OTU2OTU3OTU4OTU1OTU2OTU3OTU4FIUOSCOSCS SC CC CS SC CC CCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page43OSC帧结构TS0FA 定帧字节TS17F2 字节TS1E1 字节TS18F3 字节TS2F1 字节TS19E2 字节TS14ALC 字节Others保留TS3-TS13, TS15D1-D12 字节TS0TS1TS2TS3TS14TS15TS16TS31Co

21、pyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page44电监控信道l特点：p 结构简单，成本低；p 支持冗余备份；p 改善光功率预算；p 降低系统复杂度。M40M40OTU1OTU2OTU3OTU4OTU1OTU2OTU3OTU4S SC CC CS SC CC CCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page45问 题lEA调制光源的机理是什么？l适用于波分系统的光复用器的类型分别有哪几种？lEDFA和Raman光放大器的区别是什么?lOSC信号的工作波长和比特速率是多少？Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page46目录1. 系统概述2. WDM的传输媒质 3. WDM中的关键技术4. WDM的相关技术规范的相关技术规范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page47ITU-T 相关技术规范lG.