WDM及OTN原理介绍课件

WDM及OTN原理介绍引言你是否也有这样的困惑？

不知道WDM/OTN的基本工作原理？培训目标•

学完本课程后，您应该能：–

掌握WDM/OTN基本原理目

录•WDM系统概述•WDM/OTN的传输媒质•WDM/ONT中的关键技术•OTN基本原理WDM/OTN基础原理

SDM铺设新光缆时间与成本

TDM

更高的比特速率STM-16→

STM-64成本与复杂度

WDM经济

快速

成熟系统扩容解决方案

4如何增加网络容量？5什么是波分复用？高速公路加油站巡逻车

WDM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（

Wavelength

Division

Multiplexing

）

1

2┋

1

2

n┉

n

6SDH

signalIP

package

ATM

cells7系统结构•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）。OTUOTUOTUOM

/OAOA

/ODOTUOTUOTUOSCOSCOSCOA•

对数据的

“透明”传

输•

系统升级时

能最大限度

地保护已有

投资•

超大容量、

超长距离传

输•

高度的组网

灵活性、经

济性和可靠

性2314WDM的优势9CWDM

与

DWDM

CWDM：稀疏波分复用DWDM：密集波分复用196.075THz192.100THz扩展C波段

192个波长,

通道间隔25GHzC

波段

160个波长192.075THz扩展32个波长191.300THzITU-TG.694.110•

通用：

C-波段

80波；

L-波段

80

波–

C-偶数波段：192.10THz

-

196.00THz

(1529.55nm

-

1560.61nm)；–

C-奇数波段：192.15THz

-

196.05THz

(1529.16nm

-

1560.20nm)；–

L-偶数波段：186.95THz

-

190.85THz

(1570.82nm

-

1603.57nm)；–

L-奇数波段：187.00THz

-

190.90THz

(1570.42nm

-

1603.17nm)；–

最小通道间隔：50GHz。使用波段目

录•WDM系统概述•WDM/OTN的传输媒质•WDM/ONT中的关键技术•OTN基本原理WDM/OTN基础原理12光纤的结构•θn2n1

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。

折射全反射包层纤芯护套Multi-mode850~900nmOH139001600

1700nm2143

衰耗—波长特性dB/km

51200

1300

1400

1500（）ObandES

C

LU-

色散•

色度色散

功率

光脉冲信号传送L1

(km)传送L2

(km)

时间光纤的色散：指光纤中携带信号不同频率成分因群速度不同，在传播过程中互相散开，从而引起信号失真的物理现象。光纤色散对通信：产生码间干扰、限制传输距离。

14色散系数G.6551550nm1310nm17ps/nm.kmG.653波长15色散——波长特性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。16色度色散补偿•

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目

录•WDM系统概述•WDM/OTN的传输媒质•WDM/ONT中的关键技术•OTN基本原理WDM/OTN基础原理18WDM中的关键技术

光源技术

光放大器技术

监控技术关键技术

光复用器与解复用器19

光源技术关于色散容限的说明：假设某10Gb/s

OTU单板色散容限为800ps/nm，在G.652光纤中传输，其色散系数为20ps/nm.km（考虑到系统的色散冗余），其色散受限距离

L

=

800

/

20

=

40km。也就是说：传输距离超过40km时就必须加入DCM进行补偿，所以色散容限越大越好。20光复用与解复用M4021光监控技术•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。M40FIUOTU1OTU2OTU3OTU4OTU1OTU2OTU3OTU4FIUOSCOSCSCCSCCOSC

ESC光监控技术电监控技术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22OSC帧结构TS0TS1TS2TS3……TS14TS15TS16……TS3123光放大器EDFARFA掺铒光纤放大器拉曼光纤放大器

光放受激辐射掺铒光纤放大器工作原理（Er3+能级跃迁图）

E3

激发态

E1

基态

Er3+离子能极图

24E2

暂稳态

1550nm

信号光子1550nm信号光子980nm泵浦光子25EDFA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PIN26EDFA的特性

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…

增益区间固定受限增益不平坦性光浪涌问题…优点缺点27光放大器的应用BA功率放大器LA线路放大器PA前置放大器OTUOTUOTUOTUM4

U0

X

DM

M4U0XOA

MOA

4

0

MOA4

0目

录•WDM系统概述•WDM/OTN的传输媒质•WDM/ONT中的关键技术•OTN基本原理WDM/OTN基础原理OTN（光传送网络）•

OTN（Optical

Transport

Network），光传送网络，是由一组通过光纤

链路连接在一起的光网元组成的网络，能够提供基于光通道的客户信号的

传送、复用、路由、管理、监控以及保护（可生存性）。OTN的一个明显

特征是对于任何数字客户信号的传送设置与客户特定特性无关，即客户无

关性。SDHWDMOTNG.959.1光传送网络的物理层接口G.693用于局内系统的光接口G.664光传送系统的光安全规程和需求G.872光传送网络的架构G.8080自动交换光网络（ASON）的架构OTN结构光传送媒介

前所未有的光传送体系新的数字传送体系数字段层光通道层

光物理段层数字通道层光通道净荷单元（OPUk）光通道数据单元

（ODUk）光通道传送单元

（OTUk）

光通道（Och）

光通道复用

光复用段（OMS）

光传送段（OTS）

OTN是一系列标准的组合，G.872明确了网络的功能需求,定义了OTN

网络结构，G.709

则定义了接口和数据映射结构，G.874定义了设备管理，G.873定义了网络保护，G.8080定义了ASON架构。

作为前所未有的光传送体系,OTN将替代传统的WDM,构建

真正的多波长光网络，构成端到端智能光联网．

IP/MPLS

Ethernet

ATM光层边界设备管理

抖动和

性能网络保护设备功能

特征

结构与

映射

物理层

特征

架构

SDH

光传送网元的管理特性

光传送网（OTN）管理信息模型

光传送网络（OTN）内抖动和漂移的控制

光传送网络（OTN）误码性能参数和指标

光传送网（OTN）：线型保护

光传送网（OTN）：环型保护

光传送网络体系设备功能块特征

传送设备特征-描述方法和一般功能

光传送网接口（OTN）

通用成帧规程（GFP）虚级联信号的链路容量调整机制（LCAS）

光传送网的层次结构

G.874G.874.1G.8251G.8201G.873.1G.873.2

G.798

G.806

G.709G.7041G.7042OTM-n.mOCCo非随路开销通用管理开销OCCoOCCoOH

OPUkOTN的信号结构OCCpOCCpOCCpOCh净荷FEC

客户信号OPUk

OH

OPUk净荷

ODU

kOTUk[V]

OH

ODUkOChOCG-n.mOChOHOMU-n.m

OTM-n.m

•

•

OMSn

OH

OTSn

OH

OOSOTN借鉴SDH的开销思想，引入丰富的开销，使OTN真正具有OAM&P能力；1路独立的光监控信道(OSC：Optical

Supervisory

Channel)用于传送OTM开销信号(OOS)。OTM

Overhead

Signal

(OOS)

2

1

n

OSC映射复用OChOCCrOCCrOCCr

OCC

OCCOCC1

≤

i+j+k

≤

n

1

OPU1OTS,

OMS,

OCh,

COMMS开销OSCOTM-nr.m

OCG-nr.m

1

≤

i+j+k

≤

n

OTM-n.m

OCG-n.m客户信号

1

ODTUG2

4

ODU1

1

OPU2

16

4

ODU2客户信号

1

ODTUG3

1

OPU3

1OTU3[V]

ODU3

1OTU2[V]

1OTU1[V]

1

1

1

1

1

1

1

OChr

1

OChr

1

OChr

1

OCh

1

OCh

1

i

j

k

i

j

1客户信号

1

O