DWDM的技术规范

1、DWDM的技术规范DWDM的技术规范z有关的国际标准z国家行业标准z技术规范的要求DWDM的技术规范有关的国际标准z ITU-T G.650 Definition and test methods for the relevant parameters of single-mode fibers z ITU-T G.652 Characteristics of a single-mode optical fibre cablez ITU-T G.653 Characteristics of a dispersion-shifted single-mode optical fibre cable

2、z ITU-T G.655 Characterization of a non-zero dispersion single-mode optical fibre cablez ITU-T G.661 Definition and test methods for the relevant generic parameters of optical amplifier devices and subsystemsz ITU-T G.662 Generic characteristics of optical fibre amplifier devices and subsystemsDWDM的

3、技术规范有关的国际标准z ITU-T G.663 Application related aspects of optical fibre amplifier devices and subsystemsz ITU-T G.664 General automatic power shut-down procedures for optical transport systemsz ITU-T G.671 Transmission characteristics of passive optical componentsz ITU-T G.681 Functional characteristi

4、cs of interoffice and long-haul line systems using optical amplifiers, including optical multiplexingz ITU-T G.691 Optical interface for single channel SDH system with optical amplifiers, and STM-64 systemsDWDM的技术规范有关的国际标准z ITU-T G.692 Optical interfaces for multi-channel systems with optical amplif

5、iersz ITU-T G.709 Network Node Interface for the optical transport network z ITU-T G.825 The control of jitter and wander within digital networks which are baser on the synchronous digital hierarchy (SDH)z ITU-T G.826 Error performance parameters and objectives for international,constant bit rate di

6、gital paths at or above the primary ratez ITU-T G.958 Digital line systems based on the synchronous digital hierarchy for use on optical fibre cablesDWDM的技术规范国家行业标准z 光波分复用系统总体技术要求(暂行规定) YDN 1201999： 中华人民共和国信息产业部 发布z 光波分复用系统（WDM）技术要求32x2.5Gb/s部分 YD/T1060-2000 中华人民共和国信息产业部 发布z 光波分复用系统（WDM）技术要求16 10Gb/

7、s 、 3210Gb/s部分 YD/T 1143-2001 中华人民共和国信息产业部 发布DWDM的技术规范国家行业标准z 光波分复用系统（WDM）技术要求160 x10Gb/s部分和 80 x10Gb/s部分（送审稿） 中华人民共和国信息产业部 发布z 波分复用系统（WDM）光安全进程技术要求 （送审稿） 中华人民共和国信息产业部 发布z 城域波分复用（WDM）光传送网技术要求 第1部分：2纤OADM环 网（送审稿） 中华人民共和国信息产业部 发布z 光波分复用（WDM）系统测试方法（送审稿） 中华人民共和国信息产业部 发布DWDM的技术规范DWDM技术规范z 光波长区的分配z 波分复用器件

8、的基本要求z 光放大器的基本要求z 光纤的选型及基本要求z WDM系统光接口参数的定义及要求z 波长转换器（OTU）的要求z WDM系统监控通路要求z OADM要求z 网络管理要求z 网络性能z WDM系统的保护z 安全要求DWDM的技术规范光波长区的分配z绝对频率参考和最小通路间隔 z标称中心频率z通路分配表DWDM的技术规范绝对频率参考和最小通路间隔 选择193.1THz作为频率栅隔的参考频率比基于任何特殊物质的绝对频率参考（AFR）更好， 193.1THz值处于几条AFR线附近。 通路间隔指相邻通路间的标称频率差，可以是均匀间隔的也可以是非均匀间隔的，非均匀间隔可以用来抑制G.653光纤

9、中的四波混频效应（FWM）。在G.652光纤中为均匀间隔。DWDM的技术规范标称中心频率z 标称中心频率指光波分复用系统中每个通路对应的中心波长。在G.692中允许的通路频率是基于参考频率为193.1THz、最小间隔为100GHz的频率间隔系列。z 频率间隔系列选择的原则：1）从经济和技术角度选择波长数，要求至少提供16波。2）所有波长都应位于光放大器增益曲线相对比较平坦的部分。3）这些波长应与光放大器的泵浦波长无关。4）所有通路应该在这个范围内均匀间隔，它们更应该在频率而不是波长上保持均匀间隔，以便与现存的电磁频谱分配保持一致并允许使用按频率间隔规范的无源器件。DWDM的技术规范通路分配表序

10、号中心频率（THz）波长(nm)序号中心频率（THz）波长(nm)序号中心频率（THz）波长(nm)序号中心频率（THz）波长(nm)1192.1*1560.615192.5*1557.369192.9*1554.1313193.3*1550.922192.21559.796192.61556.5510193.01553.3314193.41550.123192.3*1558.987192.7*1555.7511193.1*1552.5215193.5*1549.324192.41558.178192.81554.9412193.21551.7216193.61548.51DWDM的技术规范通

11、路分配表序号中心频率（THz）波长(nm)序号中心频率（THz）波长(nm)序号中心频率（THz）波长(nm)序号中心频率（THz）波长(nm)17193.71547.7221194.11544.5325194.51541.3529194.91538.1918193.81546.9222194.21543.7326194.61540.5630195.01537.4019193.91546.1223194.31542.9427194.71539.7731195.11536.6120194.01545.3224194.41542.1428194.81538.9832195.21535.82DWDM

12、的技术规范波分复用器件的基本要求z波分复用器件的作用z波分复用器件的参数z波分复用器件的要求DWDM的技术规范波分复用器件的作用 波分复用器件有光合波器和光分波器。 将不同光源波长的信号结合在一起经一根传输光纤输出的器件称为合波器。反之，经同一传输光纤送来的多波长信号分解为个别波长分别输出的器件称分波器。 有时同一器件既可做合波器，也可做分波器。 WDM系统中使用的波分复用器件的性能应满足ITU-T G.671及相关建议的要求。 WDM器件有多种制造方法，制造的器件各有特点，目前已广泛商用的WDM器件可分为四大类，即光栅型WDM器件、干涉滤波器型WDM器件、集成光波导型WDM器件、光纤布喇格光

13、栅型WDM器件。无源耦合器也经常被用做合波器。 DWDM的技术规范波分复用器件的参数z插入损耗z回波损耗z工作波长范围z偏振相关损耗z远端串音（隔离度）DWDM的技术规范波分复用器件的参数z插入损耗 插入损耗指无源器件的输入和输出端口之间的光功率之比，单位是分贝，定义为：IL=-10lg(P1/P0)其中，P0指发送到输入端口的光功率(mW)， P1指从输出端口接收到的光功率(mW)。DWDM的技术规范波分复用器件的参数z回波损耗 回波损耗指从无源器件的输入端口返回的光功率与输入光功率的比例，定义为： RL=-10lg(Pr/Pj)其中， Pj是发送进输入端口的光功率(mW)， Pj指从同一输

14、入端口接收到的返回的光功率(mW)。DWDM的技术规范波分复用器件的参数z工作波长范围 规定从min到max的波长范围为工作波长范围。在这个波长范围内，WDM器件能够按照规定的性能工作。z偏振相关损耗 偏枕相关损耗指对于所有的偏振态，由于偏振态的变化造成的插入损耗的最大变化值。DWDM的技术规范波分复用器件的参数z 远端串音（隔离度） WDM器件可以将来自一个输入端口的n个波长（1、 2、 n）信号分离后送到n个输出端口，每个端口对应一个特定的标称波长j(j=1,2,n)，远端串音由以下公式定义： FCj(i)=-10lgPj(i)/Pi( i) i,j=1,n,且jI其中， Pj(i）是从第

15、j个端口发出的波长为i的信号的光功率， Pi(i)是从第i个端口发出的波长为i的信号的光功率。DWDM的技术规范波分复用器件的要求z波分复用器件是波分复用系统的重要组成部分，为了确保波分复用系统的性能，对波分复用器件提出的基本要求为：插入损耗小、隔离度大、带内平坦、带外插入损耗变化陡峭、温度稳定性好、复用通路数多、尺寸小等。DWDM的技术规范光放大器的基本要求z光放大器的分类z光放大器的参数z光放大器的安全要求z光放大器的自动增益控制要求DWDM的技术规范光放大器的分类 光放大器在系统中的应用有三种形式。 在发送端，光放大器可用在光发送端机的后面作为作为系统饿功率放大器（Optical Boo

16、ster Amplifier），简称OBA，用于提高系统的发送光功率。 在接收端，光放大器可用在光接收端机之前作为系统的预放大器（Optical Preamplifier），简称OPA，用于提高信号的接收灵敏度。 光放大器作为线路放大器时可用在无源光纤段之间以补充光纤损耗，延长中继距离，称为线路光放大器（Optical Line Amplifier），简称OLA。DWDM的技术规范光放大器的参数z噪声系数z增益平坦度z最大输出光功率z输入/输出光回波损耗z工作波长范围DWDM的技术规范光放大器的参数z 噪声系数 散弹噪声信号通过光放大器传输引起的输出端光信噪比降低。光放大器的噪声来自不同方面，

17、如信号-ASE差拍噪声、ASE-ASE差拍噪声、内部反射噪声、信号散弹噪声、ASE散弹噪声，每种来源的大小都与不同的条件有关。该参数对于系统性能，特别是整个光链路OSNR光信噪比有重要影响。该参数的大小与泵浦源的选择有重要关系。EDFA利用光纤中掺杂的铒元素引起的增益机制实现光放大，有980nm和1480nm两种泵浦光。源。1480nm泵浦源泵浦增益系数高，可以获得较大的输出光功率。采用980nm泵浦源虽然功率较小，但引入的噪声小，效率更高，可以得到好的噪声系数。可采用980nm和1480nm双泵浦源，980nm的泵浦源工作在放大器的前端，用以优化噪声系数性能；1480nm泵浦源工作在放大器的

18、后端，以便获得最高的功率转换效率，既能获得高的输出功率，又能得到较好的噪声系数。DWDM的技术规范光放大器的参数z增益平坦度 增益平坦度是光放大器增益在光放大器工作波段内（多通路）最大和最小增益的差值。z最大输出光功率 光放大器输出口的最大总发送光功率。与整个光链路的光信噪比有关。DWDM的技术规范光放大器的安全要求z光放大器必须有明显的安全标志以确保人身安全。z光放大器应具有泵浦源自动关闭功能DWDM的技术规范光放大器自动增益控制要求z 在WDM系统中，应有光放大器自动增益控制功能。当N路信号中的某些信号失去时，应不影响其它通路的正常工作，没有突发误码产生。在极限情况下，如同时失去N-1个通

19、路，剩余的一个通路还能正常无误码工作。（对于32波系统，允许在10ms内恢复正常工作）z 对N路WDM系统，当逐路增加承载的通路数量时，不应影响其它通路的性能；当同时增加多个通路时，系统也应不受影响。z 当运行中增加或减少承载的通路数量时，系统的各项参数应可以进行自动调整，不需进行其它任何硬件或软件的改动。DWDM的技术规范光纤的选型及基本要求z光纤的主要参数z光纤的非线性效应z光纤的种类z光纤的基本要求DWDM的技术规范光纤的主要参数z模场直径z模场同心度误差z截止波长z衰减z色度色散DWDM的技术规范光纤的主要参数z模场直径 单模光纤的纤芯直径为89m，与工作波长1.31.6 m处于同一量

20、级，由于光的衍射效应，不易测出纤芯直径的精确值。此外，由于基模LP01场强的分布不局限于纤芯内，因而单模光纤纤芯直径的概念在物理上已没有意义，应改用模场直径2（MFD）的概念。模场直径是光纤内基模场强空间强度分布集中程度的度量。z模场同心度误差 指光纤模场中心与包层中心之间的距离。该参数对光纤的接头损耗有很大影响。DWDM的技术规范光纤的主要参数z截止波长 利用光纤波导的边界条件将光纤的剖面折射率分布代入光纤的标量波动方程，即可解得理论截止波长。但迄今尚未找到一种实验方法可以准确确定之。另一方面，实际光纤总是成缆使用的，不可避免地经历宏弯曲和微弯曲所引起的差分模衰减，因而更实用的定义是有效截止

21、波长（常简称截止波长）。定义为光纤中各阶模所携带的总功率和基模功率之比降到0.1dB时的波长。 为了避免模式噪声和色散代价，系统中光纤的截止波长应小于系统的最低工作波长，保证在光纤上单模传输。 DWDM的技术规范光纤的主要参数z衰减 长度为L的光纤在波长处的衰减A()定义为 A()=10lgP1()/P2()(dB) 式中P1()和P2()为光纤入端口和出端口的光功率。对于均匀 的光纤，单位长度的衰减，即衰减系数()与长度无关，可以 表示为 ()= A()/L(dB/km)DWDM的技术规范光纤的主要参数z色度色散 色度色散指光源光谱中不同波长在光纤中的群时延差所引起的光脉冲展宽现象。色度色散

22、由材料色散、波导色散和剖面色散组成。几种色散以复杂的关系联系在一起共同决定色度色散的大小，实用中不做区分。1）色度色散系数D() D()指单位光源谱宽的单位长度光纤的色度色散，单位为ps/(nm.km)。2）零色散波长0 当波导色散与材料色散在某个波长互相抵消，使总的色度色散为零时，该波长即为零色散波长。3）零色散斜率S0 在零色散波长 0处色度色散随波长变化曲线的斜率即为S0，单位ps/(nm2.km)。DWDM的技术规范光纤的非线性效应 EDFA和WDM的出现改变了光纤通信的面貌，另一方面，随着信号光功率和信道数的增加，其与传输媒质（光纤）的非线性相互作用可能导致信号畸变（包括时域和频域）

23、、信道间的互调制、信道功率的额外变化（放大或衰减）等等。 硅基光纤中的非线性效应可以归结成z非弹性受激散射效应z弹性效应 DWDM的技术规范光纤的非线性效应z非弹性受激散射效应 介质对光场的非弹性受激散射引起，光场的部分能量转移至非线性介质。非弹性受激散射效应包括： 1）受激拉曼散射（SRS） 多个信道的总功率超过一定阈值时，会出现明显的前向（和背向）散射，造成短波长信道的能量向长波长信道转移。 2）受激布里渊散射（SBS） 当信道功率超过一定阈值时，将出现明显的背向散射，使传输功率降低且叠加了幅度噪声。DWDM的技术规范光纤的非线性效应z弹性效应 由介质中的非线性电极化率引起，光场与介质间没

24、有能量交换。非线性电极化率包括非线性折射率和谐波产生。非线性折射率导致 1）自相位调制（SPM） 2）互相位调制（XPM或CPM） 谐波产生导致 1） 四波混频（FWM）DWDM的技术规范光纤的非线性效应z自相位调制（SPM） SPM是光纤的折射率随信道功率而变，从而导致光脉冲前后沿的附加调相和频谱展宽（啁啾），经光纤色散转化为时域波形畸变。z互相位调制（XPM或CPM） WDM系统中某一信道的相位受到其它信道功率变化的调制，经光纤色散转化为强度噪声。z四波混频（FWM） FWM是WDM系统中信道间相互作用产生新的频率，当其落入已有信道带宽内时造成强度起伏。DWDM的技术规范光纤的种类zG.6

25、52光纤zG.653光纤zG.654光纤zG.655光纤z大有效面积光纤DWDM的技术规范光纤的种类zG.652光纤 这种光纤是我们目前广泛应用的常规单模光纤，称之为1310nm波长性能最佳的单模光纤，又称为色散未移位光纤。 这种光纤可适用于1310nm和1550nm窗口工作。在1310nm波长工作时，理论色散值为零；在1550nm波长工作时，传输损耗最低，但色散系数较大，在单通路功率达到STM-64时，需要采取色散调节手段，成本较高。DWDM的技术规范光纤的种类zG.653光纤 这种光纤是1550nm波长性能最佳的单模光纤，又辰为色散移位光纤（DSF）。它是通过改变折射率分布，使零色散点从1

26、310nm移至1550nm工作波长区。 虽然DSF光纤在单波长、长距离通信中具有很大的优越性，但当用于WDM系统时，在零色散波长区将出现严重的四波混频效应，限制了WDM技术的应用，成为DSF的主要缺陷。DWDM的技术规范光纤的种类zG.654光纤 这种光纤称之为截止波长移位的单模光纤，它的设计重点是如何降低1550nm波长处的衰减，其零色散点仍然位于1310nm波长处，而在1550nm波长处的色散值仍然很高。它主要应用于需要很长再生段距离的海底光纤通信。DWDM的技术规范光纤的种类zG.655光纤 这种光纤称之为非零色散移位单模光纤，其零色散点不在1550nm，而是移至1570nm或15101

27、520nm附近，从而使1550nm处具有一定的色散值。这种光纤主要应用于1550nm工作波长区，它的色散系数不大，色散受限距离达数百公里，而且它能保持最小的色散系数，在开通光波分复用系统时，可以有效减小四波混频的影响。DWDM的技术规范光纤的种类z大有效面积光纤 这种光纤是为了适应更大容量和更长传输距离的WDM系统应用，其有效面积为72m2，零色散点位于1510nm处，并可承受较大的光功率，在使用EDFA的WDM系统中，可以有效地克服非线性效应。DWDM的技术规范光纤的基本要求z几何尺寸z模场同心度误差z弯曲损耗z衰减常数z色散系数z截止波长z光纤筛选张力DWDM的技术规范光纤的基本要求z几何

28、尺寸 G.652光纤在1310nm波长区的模场直径标称值应为99.5m范围，偏差10%； G.655光纤在1550nm波长区的模场直径标称值应为811m范围， 偏差1 m，一般应22dB），系统的质量可以保证（一般BER10-15）。当OSNR工作在临界状态，例如1517dB时，OSNR就很难定量地评估信号的传输质量。再考虑到信号脉冲传输中出现的波形失真，有时OSNR较高时相应的误码率有可能较差。因而承载信号的质量在很大程度上还需要在电域上进行评估。 在WDM系统的SDH系统中，相对于WDM系统，SDH只是它的承载信号，因而当衡量WDM系统传输质量时，必须以SDH 2.5Gbit/s的信号作为标准。系统对2.5Gbit/s误码和抖动进行测试。测试信号应为满负荷的SDH 2.5Gbit/s成帧信号。z 误码性能z 抖动性能DWDM的技术规范WDM系统误码性能z WDM系统承载的SDH传输性能仍满足SDH的相应误码性能规范。z 通道指标是对经由多个系统转接的要求，WDM系统在一个光复用段内，没