光纤通信系统课件：13第七章 光波分复用技术

1、第七章 光波分复用技术业务种类：话音数据宽带多媒体容 量知识回顾XXXXXXXXX课程名称影响光纤通信容量的因素有哪些？ 色散、损耗色散-传输速率损耗-传输距离影响影响问题回顾XXXXXXXXX课程名称解决方案1提高单信道速率2.5Gb/s10Gb/s40Gb/s160Gb/s ?XXXXXXXXX课程名称解决方案2扩展光载波的数量1310nm1550nm(更多)？XXXXXXXXX课程名称0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.72.01.51.00.5 0(dB/km)(m)12THz15THz单模光纤频带利用示意图XXXXXXXXX课程名称 波分复用器件 波分

2、复用的技术特点 波分复用的系统应用 波分复用的定义与工作原理本节内容XXXXXXXXX课程名称波分复用（WDM：Wavelength Division Multiplexing）是在一根光纤中同时传输多波长光信号的一种技术。 什么是波分复用？ WDMl0数据 话音l1ln2 .l0数据 话音单波长系统波分复用系统XXXXXXXXX课程名称 利用波分复用器（合波器）在发送端将不同波长的信息光载波合并在一起送入一根光纤进行传输，在接收端，再由另一波分复用器（分波器）将不同的光载波分开。波分复用的原理合波器分波器 1 2 3n 1 2 3nXXXXXXXXX课程名称波分复用的本质模拟载波通信系统中扩

3、容采用频分复用 在一根电缆中用不同频率的载波同时传输若干个信道的信号 光通信系统中扩容采用波分复用 在一根光纤中用不同波长的光载波同时传输若干个信道的信号XXXXXXXXX课程名称 T1 T2 Tn-1 Tn R1 R2 Rn-1 Rn 波分复用器光发送器光接收器光 缆多路光波复用单纤传输12n-1n 1, 2, nA 端B 端解复用器XXXXXXXXX课程名称 单信道比特率2.5Gb/s 10Gb/s 40Gb/s 20G 80G 320G 80G 320G 1280G1603216 8 1WDM通路数网络容量演进XXXXXXXXX课程名称发1 光端机 收2 收1 发2传统的双纤单向传输传输

4、光纤11B 端A 端波分复用技术的应用 光端机11XXXXXXXXX课程名称 发1 波分复用器 收2 收1 发2传输光纤1212B 端A 端单纤双向传输 波分复用器XXXXXXXXX课程名称WDM光波长区的分配三个波段：目前尚无工作在1310nm窗口的实用化光放大器，所以WDM系统皆工作在1550nm窗口。石英光纤在1550波长区有三个波段可以使用，即S波段、C波段与L波段。其中S波段的波长范围为14601530nm，C波段的波长范围为15301565nm，L波段的波长范围为15701605 nm。XXXXXXXXX课程名称绝对频率参考（AFR）绝对频率参考是指WDM系统标称中心频率的绝对参考

5、点。用绝对参考频率加上规定的通道间隔就是各复用光通道的中心工作频率。G.692建议规定，WDM系统的绝对频率参考为193.1THz，与之相对的波长为1552.52nm。XXXXXXXXX课程名称通道间隔通道间隔是指两个相邻光复用通道的标称中心工作频率之差。通道间隔可以是均匀的，也可以是非均匀的。非均匀光通道可以比较有效地抑制G.653光纤的四波混频效应，但目前大部分还是采用均匀通道间隔。一般的通道间隔是100GHz（即0.8nm）。XXXXXXXXX课程名称标称中心工作频率是指WDM采用中每个复用通道对应的中心工作频率。在ITU-T G .692 建议中，通道的中心工作频率是基于AFR为193

6、.1THz、最小通道间隔为100GHz的频率间隔系列，所以对其选择应满足以下要求：至少提供16个波长；所有波长都应位于光放大器增益曲线比较平坦的部分，这样可以保证光放大器对每个复用通道提供相对均匀的增益，有利于系统的设计和超长距离传输。这些波长应该与光放大器的泵浦波长无关，以免发生混乱。XXXXXXXXX课程名称中心频率偏移（频偏）频偏是指复用光通道的实际中心工作频率与标称中心工作频率之间的允许偏差。对于8通道的WDM系统，采用均匀间隔200GHz为通道间隔，而且为了将来向16通道的WDM系统升级，规定最大频偏为20GHz。该值为寿命终了值（即在系统 设计寿命终了时考虑到温度、湿度等各种因素仍

7、能满足的数值）。对于16通道的WDM系统，采用均匀间隔100GHz为通道间隔，规定最大频偏为10GHz。XXXXXXXXX课程名称波分复用的技术特点充分利用光纤的巨大带宽资源，实现超大容量传输；节约光纤资源，节约线路投资；可实现单根光纤双向传输；各通道透明传输、平滑升级扩容；XXXXXXXXX课程名称波分复用的技术特点(续)可充分利用成熟TDM技术，降低器件的超高速要求；可利用EDFA实现超长距离传输；对光纤的色散无过高要求；可组成全光网络。高度的 组网灵活性，经济性和可靠性；XXXXXXXXX课程名称三 棱 镜 一束白光通过三棱镜时的现象棱镜ACBXXXXXXXXX课程名称棱 镜1 n1.n

8、 棱镜色散型光波分复用器结构示意图透镜1透镜2棱镜色散型波分复用器ACBXXXXXXXXX课程名称熔锥光纤型波分复用器结构和特性21直通臂耦合臂1，212121 21 21 2公共臂熔锥光纤型波分复用器1 2P 0 P1 P2XXXXXXXXX课程名称衍射光栅型波分复用器输入光1432光 栅衍射光栅工作原理1432光 栅输入光XXXXXXXXX课程名称衍射光栅型波分复用器结构示意图光纤透镜光栅1+ 2+ 31231+ 2+ 31231+ 2+ 3123衍射光栅型波分复用器XXXXXXXXX课程名称采用自聚焦透镜的光栅型WDM光 纤自聚焦透镜光 栅衍射光栅型波分复用器XXXXXXXXX课程名称P

9、自聚焦透镜原理图P/4自聚焦透镜原理XXXXXXXXX课程名称采用自聚焦透镜的光栅型WDM光纤自聚焦透镜光栅1+ 2+ 3 1 2 31+ 2+ 3 1 2 3衍射光栅型波分复用器XXXXXXXXX课程名称1， 2， 3，n1， 3，n2介质薄膜干涉型滤波器介质薄膜型波分复用器XXXXXXXXX课程名称采用自聚焦透镜的薄膜干涉型WDM器件结构自聚焦透镜1+ 21+ 2 1 2介质薄膜滤波器 1 2介质薄膜型波分复用器XXXXXXXXX课程名称采用自聚焦透镜的薄膜干涉型WDM器件结构1+ 2+ 3+ 4 2 3 4 4 3 2 11+ 2+ 3+ 4 1介质薄膜型波分复用器介质薄膜1介质薄膜2介质薄膜3XXXXXXXXX课程名称输入2输入1输出2输出1路程差L马赫曾德尔干涉仪(MZI)XXXXXXXXX课程名称输入波导输出波导阵列波导输入耦合器输出耦合器阵列波导光栅XXXXXXXXX课程名称各种波分复用器性能