任务1.3 WDM系统原理解读

主讲：闫海煜WDM系统概念及波段划分《OTN光传送网络运行与维护》重电通信工程学院《OTN光传送网运行与维护》重电通信工程学院WDM系统概念及波段划分电力系统的组成01WDM系统概念02WDM波段划分CONTENTS目录03WDM传输模式重电通信工程学院01WDM系统概念《OTN光传送网运行与维护》奥运会中传输技术的应用重电通信工程学院01WDM系统概念《OTN光传送网运行与维护》WDM系统概念重电通信工程学院01WDM系统概念《OTN光传送网运行与维护》WDM系统概念

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（WavelengthDivisionMultiplexing）。重电通信工程学院01WDM系统概念《OTN光传送网运行与维护》WDM系统概念重电通信工程学院02WDM波段划分《OTN光传送网运行与维护》WDM分类

WDM技术通常可以分为DWDM（密集波分复用）与CWDM(稀疏波分复用)。重电通信工程学院02WDM波段划分《OTN光传送网运行与维护》DWDM

DWDM称为密集波分复用，主要指在1550nm窗口附近的复用技术，通常波长间隔小于1.6nm，有些达到0.4nm甚至0.2nm。重电通信工程学院02WDM波段划分《OTN光传送网运行与维护》DWDM重电通信工程学院02WDM波段划分《OTN光传送网运行与维护》CWDM

CWDM，也称为粗波分复用或者稀疏波分复用，CWDM的信道波长间隔约20nm。重电通信工程学院03WDM传输模式《OTN光传送网运行与维护》单纤单向M40M40MUXDMUXOTUOTU重电通信工程学院03WDM传输模式《OTN光传送网运行与维护》单纤双向M40M40MUX/DMUXDMUX/MUXOTUOTU主讲：闫海煜谢

谢《OTN光传送网运行与维护》重电通信工程学院主讲：闫海煜光纤损耗、色散，WDM系统结构及传输媒质《OTN光传送网络运行与维护》重电通信工程学院重电通信工程学院01光纤的损耗《OTN光传送网运行与维护》90013001400150016001700nmdB/km231451200Multi-mode（850~900nm）ObandESCLUOH-重电通信工程学院02光纤的色散《OTN光传送网运行与维护》色度色散时间功率光脉冲信号传送L1(km)传送L2(km)重电通信工程学院02光纤的色散《OTN光传送网运行与维护》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）。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/G.655光纤中的正色散。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重电通信工程学院02光纤的色散《OTN光传送网运行与维护》偏振模色散重电通信工程学院03WDM系统结构《OTN光传送网运行与维护》N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：

光波长转换单元（OTU）；

波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）；

光放大器（BA/LA/PA）；

光/电监控信道（OSC/ESC）。重电通信工程学院03WDM系统结构《OTN光传送网运行与维护》N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：

（1）光波长转换单元（OTU）

重电通信工程学院03WDM系统结构《OTN光传送网运行与维护》N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：

（1）光波长转换单元（OTU）；

（2）波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）重电通信工程学院03WDM系统结构《OTN光传送网运行与维护》N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：

（1）光波长转换单元（OTU）；

（2）波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）；

（3）光放大器（BA/LA/PA）重电通信工程学院03WDM系统结构《OTN光传送网运行与维护》N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：

（1）光波长转换单元（OTU）；

（2）波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）；

（3）光放大器（BA/LA/PA）；

（4）光/电监控信道（OSC/ESC）。重电通信工程学院04WDM的传输媒质《OTN光传送网运行与维护》

光纤是WDM系统中的传输媒质，其材料、结构和传输性能的好坏直接影响了系统的性能。重电通信工程学院04WDM的传输媒质《OTN光传送网运行与维护》光纤的结构

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。

θn2n1折射全反射包层纤芯护套

重电通信工程学院04WDM的传输媒质《OTN光传送网运行与维护》光纤的导光原理（1）

光的反射

光的折射重电通信工程学院04WDM的传输媒质《OTN光传送网运行与维护》光纤的导光原理（2）

光的反射与折射

光的全反射重电通信工程学院04WDM的传输媒质《OTN光传送网运行与维护》光纤的导光原理（3）

光由光密介质出射到光疏介质重电通信工程学院04WDM的传输媒质《OTN光传送网运行与维护》光纤的分类按纤芯折射率分布按纤芯结构按二次涂覆层结构按光纤构成材料按传导模式（单模光纤、多模光纤）重电通信工程学院04WDM的传输媒质《OTN光传送网运行与维护》单模光纤基模在传输没有模式色散带宽极大骨干传输重电通信工程学院04WDM的传输媒质《OTN光传送网运行与维护》多模光纤多个模式在其中传输存在模式色散带宽较小中、短距离传输重电通信工程学院04WDM的传输媒质《OTN光传送网运行与维护》光纤的分类单模和多模光纤比较主讲：闫海煜谢

谢《OTN光传送网运行与维护》重电通信工程学院主讲：闫海煜光信号中继放大器《OTN光传送网络运行与维护》重电通信工程学院重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》拉曼光纤放大器（RFA）掺铒光纤放大器（EDFA）光放

重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》拉曼光纤放大器（RFA）掺铒光纤放大器（EDFA）光放

重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》掺铒光纤放大器（EDFA）受激辐射Er3+离子能极图E2暂稳态E3激发态E1基态1550nm信号光子1550nm信号光子980nm泵浦光子重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》EDFA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PIN重电通信工程学院01WDM系统结构《OTN光传送网运行与维护》N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：

（1）光波长转换单元（OTU）

重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》EDFA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PIN重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》EDFA的特点优点：工作波长与单模光纤的最小衰减窗口一致，耦合效率高能量转换效率高增益高、噪声指数较低、输出功率大良好的增益稳定性重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》EDFA的特点缺点：增益区间固定受限增益不平坦性光浪涌问题重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》拉曼光纤放大器（RFA）拉曼效应在常规光纤系统中，光功率不大，光纤呈线性传输特性。当注入光纤－非线性光学介质中的光功率非常高时，高能量（波长较短）的泵浦光散射，将一小部分入射功率转移到另一频率下移的光束，频率下移量由介质的振动模式决定，此过程称为拉曼效应。重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》拉曼光纤放大器（RFA）PumpGain30nm13THz(70~100nm)

Pump370~100nm30nmGainPump2Pump1重电通信工程学院光放大器《OTN光传送网运行与维护》RFA的特点优点：灵活的增益区间结构简单

低噪声特性高泵浦功率低能量转换效率成本较高缺点：主讲：闫海煜谢

谢《OTN光传送网运行与维护》重电通信工程学院主讲：闫海煜光波分复用器及监控技术《OTN光传送网络运行与维护》重电通信工程学院重电通信工程学院波分复用器《OTN光传送网运行与维护》

波分复用器件即光复用器和光解复用器（有时也称合波器和分波器），实际上均为光学滤波器，其性能好坏在很大程度上决定了整个系统的性能。光复用器光解复用器重电通信工程学院波分复用器《OTN光传送网运行与维护》TFFAWG波导阵列光栅介质薄膜滤波器分类重电通信工程学院波分复用器《OTN光传送网运行与维护》

介质薄膜滤波器（TFF）λ1-λ4λ4λ2λ3自聚焦透镜λ1

滤波器λ3

滤波器玻璃λ

1重电通信工程学院波分复用器《OTN光传送网运行与维护》

波导阵列光栅(AWG)重电通信工程学院波分复用器《OTN光传送网运行与维护》光波分复用器的特性参数：

（1）复用通道数

重电通信工程学院波分复用器《OTN光传送网运行与维护》光波分复用器的特性参数：

（1）复用通道数

（2）插入损耗

重电通信工程学院波分复用器《OTN光传送网运行与维护》光波分复用器的特性参数：

（1）复用通道数

（2）插入损耗

（3）波长隔离度

重电通信工程学院波分复用器《OTN光传送网运行与维护》光波分复用器的特性参数：

（1）复用通道数

（2）插入损耗

（3）波长隔离度

（4）回波损耗（RL）重电通信工程学院光电监控技术《OTN光传送网运行与维护》监控技术OSC光监控技术ESC电监控技术重电通信工程学院光电监控技术《OTN光传送网运行与维护》

对光监控的要求：不应限制OA上的泵浦光波长；不应限制未来1310nm波长的业务；OA失效时仍有效；可超长传输；具有分段双向传输功能。重电通信工程学院光电监控技术《OTN光传送网运行与维护》OSC帧结构TS0 FA定帧字节TS17F2字节TS1 E1字节TS18F3字节TS2F1字节TS19E2字节TS14ALC字节Others保留TS3-TS13,TS15D1-D12字节TS0TS1TS2TS3……TS14TS15TS16……TS31重电通信工程学院光电监控技术《OTN光传送网运行与维护》光监控信道的工作过程

（下边插入如下动画视频，也可以动