城市轨道交通通信传输系统维护 课件 5.1 WDM的基本概念

5.1WDM的基本概念早在20世纪80年代初，传统的光纤通信系统是由一根光纤只传输一路光信号（0.85μm或5.1.31μm），因此在光纤带宽的使用上存在着巨大浪费。为了有效地利用光纤带宽，人们想到利用光纤的两个低损耗窗口1310nm和1550nm各传送一路光波长信号，实现在一根光纤中同时传输两路光波信号，这就是1310nm/1550nm两波长的WDM系统，这种系统就是最早出现的WDM系统。5.1.1WDM定义波分复用（WDM，WavelengthDivisionMultiplexing），是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在发送端经复用器（亦称合波器，Multiplexer）汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器（亦称分波器或称去复用器，Demuliplexer）将各种不同波长的光信号分开，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或两个以上不同波长光信号的技术，称为波分复用技术，简称WDM。如图5-1是WDM系统示意图。5.1.1WDM定义5.1.2WDM系统结构与传统的光纤通信系统的结构相同，WDM系统由光发射机、光接收机、光放大器和光监控信道与网络管理系统构成。5.1.3WDM分类WDM通常有3种复用方式，即1310nm和1550nm波长的波分复用、粗波分复用（CWDM，CoarseWavelengthDivisionMultiplexing）和密集波分复用（DWDM，DenseWavelengthDivisionMultiplexing）。通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM和DWDM。CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm到5.1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。5.1.3WDM分类1310nm和1550nm窗口的波分复用在20世纪70年代初时，波分复用技术仅用两个波长：1310nm窗口及1550nm窗口，利用WDM技术实现单纤双窗口传输，这是最初的波分复用的使用情况。5.1.3WDM分类粗波分复用（CWDM）对于WDM系统来说，为了保障系统正常工作，需要控制各个光信号的波长（频率）。如果波长间隔太短，容易“撞车”；如果波长间隔太长，利用率又很低。CWDM技术是指相邻波长间隔较大的WDM技术，相邻信道的间距一般大于等于20nm，波长数目一般为4波或8波，最多18波。CWDM使用1200nm~1700nm窗口。CWDM采用非制冷激光器、无光放大器件，成本较DWDM低；缺点是容量小、传输距离短。因此，CWDM技术适用于短距离、高带宽、接入点密集的通信应用场合，如大楼内或大楼之间的网络通信。5.1.3WDM分类密集波分复用（DWDM）简单地说，DWDM技术是指相邻波长间隔较小的WDM技术，工作波长位于1550nm窗口，可以在一个光纤上承载8~160个波长。DWDM系统广泛用于长距离传输，用于建设全光网络。5.1.4WDM与DWDM关系自WDM系统出现后，由于当时无法实现全光信号的放大，在WDM系统中需要大量的光/电/光转换器，使系统变得复杂，成本高，且解决不了光信号的干扰问题，因此，早先出现的WDM系统没有得到应用。随着1550nm窗口掺铒光纤放大器（EDFA）的商用化，WDM系统的应用进入了一个新时期。人们不再利用1310nm窗口，而只在1550nm窗口传送多路光载波信号。由于这些WDM系统的相邻波长间隔比较窄（一般小于5.1.6nm），且工作在一个窗口内共享EDFA，因此为了区别于传统的WDM系统，称这种波长间隔更紧密的WDM系统为密集波分复用系统，即DWDM系统。所谓密集是针对相邻波长间隔而言的。过去的WDM系统是几十纳米的通路间隔，现在的通路间隔则只有0.8~2nm，甚至小于0.8nm。DWDM技术其实是WDM技术的一种具体表现形式。5.1.4WDM与DWDM关系现在，人们都喜欢用WDM来称呼DWDM系统。从本质上讲，DWDM只是WDM的一种形式，其信道间隔很小，信道间隔△为10nm~1nm。随着技术的发展，原来认为所谓密集的波长间隔，在技术实现上也越来越容易，信道间隔也变得越来越小了。一般情况下，如果不特指1310nm/1550nm的两波长WDM系统，人们谈论的WDM系统就是DWDM系统。通常DWDM系统多用于长途通信系统，随着光网络的普及应用，目前越来越多的WDM系统已应用到城域网和接入网中。由于复用的通道数一般为16或更少，通道间隔为200GHz或500GHz，因此国外还有一种粗波分复用技术（CWDM）。5.1.4WDM与DWDM关系CWDM系统可以利用较低的器件成本实现高性能的接入网络。由于在1530~1550n