光纤通信系统波分复用系统-WDM.ppt

1、波分复用系统(WDM)，北京呈贡通信工程监理有限公司第四分公司，WDM系统与技术，概念发展概述WDM系统主要特点技术规范WDM系统基本类型及其应用相关技术WDM，什么是WDM技术？在WDM :(波分复用)中，简单地说，不同的信号在没有干扰的情况下一起传输，这被称为复用。“波分复用技术”是指在光纤中收集不同波长的光信号，以便在接收端传输和分离。双波长WDM (1310/1550纳米)于20世纪80年代在ATT网络中使用，并在90年代中期发展缓慢。155兆622兆2.5千兆时分复用技术的相对简单性和波分复用设备的发展还没有完全成熟。自1995年以来，它发展迅速。(1)光纤色散和偏振模色散限制了10

2、 Gb/s的传输；(2)时分复用10Gb/s面临着电子元件响应时间的挑战。(3)光电器件的快速发展。中国光通信的先驱武汉邮电学院开发的波分复用技术，为光网络传输实现“高速信息高速公路”提供了可能。1997年，武汉邮电学院承担了具有国际领先水平的波分复用光网络技术的研发。1999年，国内第一个密集波分复用系统项目在山东投入实际运行，标志着中国光通信产业在该领域取得了重大突破，成为世界上少数几个能够开发和生产该设备的国家之一。目前，中国已经能够提供从集成、半开放到完全开放的一整套密集波分复用系统。该系统将覆盖全国主干网、本地网和教育网。主要特点是，充分利用光纤的巨大带宽，节省大量光纤，降低设备的超

3、高速要求，并且通道对传输信号完全透明，具有良好的可扩展性。WDM系统的技术规范，为了使进口产品与中国开发的产品相统一，有必要制定我们的国家标准。(一)现实需求，以2.5千兆位系统为例，一个方向16个波分可以实现40千兆位的传输速率，足以满足未来几年的业务需求；技术的可行性。目前，波分复用器件和激光元件技术满足16个波长的复用要求。从目前的应用角度来看，WDM系统仅用于2.5Gbs以上的高速系统，因此在制定规范的过程中，我们主要考虑WDM系统在基于2.5Gbs SDH的主干网中的应用，载波信号是SDH STM-16系统，即2.5Gb/sN WDM系统。对具有其他格式(如IP)和其他速率(如10G

4、b/sN)的系统没有要求。对于传统的G.652光纤，ITU-T692给出41个标准波长(192 . 1196 . 1兆赫)，标准频率为193.1兆赫，间隔为100千兆赫，即15301561毫米。(信道数量、中心波长、波长间隔、中心频率偏移等。)，WDM系统不仅对各通道的信号波长有明确的规定，而且对中心频率偏移也有严格的规定。信道中心频率偏移定义为实际信道中心频率和标称信道中心频率之差。选择信道间隔为100GHz的162.5Gb/sWDM系统，其寿命结束时的频率偏移不应超过20GHz。1310nm/1550nm窗口波分复用3360仍用于接入网，但很少用于长距离传输。1550纳米窗口密集波分复用(

5、DWDM):广泛用于长距离传输。1550纳米窗口稀疏波分复用(CWDM):用于城域网、密集波分复用器、密集波分复用器ITU-t g692信道间距：nm dldf 1.6nm 200 GhZ 0.8nm 100 GhZ 0.4nm 50 GhZ、CWDM、粗波分复用器稀疏波分复用、粗波分复用信道间距：20纳米常用波长有1470纳米、1490纳米、1510纳米、1530纳米、1550纳米正在考虑1290nm、1310nm、1330nm、1350nm、1380nm、1400nm、1420nm和1440nm，哪一个是ar在接收端，不同波长的信号被光解复用器分离，完成多路光信号传输的任务。通过另一根光纤

6、反向传输的原理是相同的。图7.7双光纤单向WDM传输、单光纤双向传输、在一根光纤上同时向两个不同方向传输的光路。如图7.8所示，所使用的波长彼此分离，以实现双向全双工通信。图7.8单纤双向WDM传输，集成波分复用系统：SDH终端有全G.692光接口；标准光波长，长距离光源。整个系统结构简单，但不能直接接受旧的SDH系统和不同厂家的系统。开放式波分复用系统：在波分复用器前端增加波长转换单元OTU，将当前的SDH G.957接口波长转换为G.692的标准波长光接口.它可以接受过去旧的SDH系统，实现不同厂商之间的互联，但OTU的引入可能会给系统性能带来一些负面影响。在双向WDM系统的设计和应用中，

7、必须考虑几个关键的系统因素：例如，为了抑制多通道干扰(MPI)，必须注意光反射的影响、双向通道之间的隔离、串扰的类型和值、双向传输的功率电平值及其相互依赖性、光监控通道(OSC)传输和自动断电等。同时，我们应该使用双向光纤放大器。但是与单向WDM系统相比，双向WDM系统可以减少光纤和线路放大器的数量。另外，通过在中间设置光分插复用器(OADM)或光交叉连接器(OXC)，可以对各种波长的光信号进行合并和分离，实现波长分插和路由分配，从而可以根据光纤通信线路和光网络的流量分布合理安排分插信号。波长转换器(OUT)、光分插复用设备(OADM)、光放大设备(EDFA)和光交叉连接设备(OXC)。线路光

8、速率OXC)、DWDM可以从10千兆位/秒、20千兆位/秒、40千兆位/秒、80千兆位/秒、320千兆位/秒到1600千兆位/秒.半开放波分复用系统、光转换单元(OTU):从SDH终端发送的光信号被光电光传输，具有特定波长的信号被发送到复用器(OMU)。SDH(synchronic digital hierarchy)同步数字系列、波分复用相关技术和1光源技术WDM系统必须使用长波长光源器件，这不仅要求激光管的发射波长高度稳定，保证器件与波导之间的最佳耦合，插入损耗小，而且要求多通道激光管和必要的辅助电路能够集成在同一个芯片上，以便多通道光载波信号能够在一根光纤中传输。在密集波分复用系统中，信

9、道间隔很小，每个光信道的波长稳定性非常重要。国际电联电信标准692规定，密集波分复用系统中每个信道允许的最大波长偏移小于1/5信道间隔。DFB激光器主要用于密集波分复用系统，激光芯的温度变化会引起材料折射率和腔长的变化，进而引起激光波长的变化，激光的老化也会引起激光波长漂移，因此需要将激光波长锁定在外部波长参考值。激光波长稳定技术分为基于温度反馈的波长控制技术和基于波长反馈的波长控制技术。光纤通信中的非线性特性是影响WDM系统传输性能的关键因素。目前，G.655光纤不仅解决了光纤有限线性色散的问题，还解决了光纤的非线性问题。它易于运行千兆位或更高速度的系统，是WDM系统中使用的主要光纤。3光纤

10、放大器技术、4光波分复用技术、2波分复用设备、功能：功能原理和分类技术指标，以提高系统容量并实现多wav的传输波分复用和解复用器主要用于： WDM终端的波长路由器，以及波分复用设备在WDM终端的应用。波分复用器和波长路由器是波长路由网络中的关键部件。它的功能可以用下图来说明。波长路由器和波分复用设备用于波长路由器。如果它们用于标记第I条输入链路上的波长J，则路由器输入端口1上的波长标记为、并且输入端口2上的波长标记为、在输入端口1上的波长中，如果总和从输出端口1输出，则总和从输出端口2输出；在输入端口2上的波长中，如果总和是从输出端口2输出的，那么总和是从输出端口1输出的，所以我们说路由器切换

11、波长1和4。在本例中，波长路由器只有两个输入端口和两个输出端口，每条路径只有四个波长。然而，通常，输入和输出端口的数量是N(2)，并且每个端口的波长数量是W(2)。它有两个输入端口和两个输出端口，每条路径承载一组1、2、3和4个WDM信号。如果波长路由器的路由模式不随时间变化，则称之为静态路由器；如果路由模式随时间变化，则称为动态路由器。静态路由器可以由波分复用器构成，如下图所示。波长分插复用器可以看作是波长路由器的简化形式，它只有一个输入端口和一个输出端口，外加一个本地端口用于添加和分出波长。OADM、2、波分复用器件的原理和分类，利用一些特殊材料的光学特性和色散、偏振、干涉等物理现象来实现

12、波分复用和合波的功能。有四种基本类型：光栅型、干涉滤光型、阵列光波导型和熔锥型。色散(光栅型)、闪耀光栅、光栅是指具有周期性透射或反射结构的器件。当不同频率的光照射光栅时，由于衍射效应，透射光或反射光将以不同的空间角度传播，不同频率的光可以在空间组合或分离。传输二进制光波分复用器件，光纤布拉格光栅循环器，2。干涉滤光片型，利用干涉滤光片实现不同波长光的分离，实现分光/合波功能。由于采用了微等离子体镀膜技术，介质膜窄带滤光片的光学性能有了很大的提高，工艺也相对成熟。透射率高，带宽窄，中心波长的温度系数可小于3 ppm/.同时，密集波分复用系统不断增长的市场也降低了多腔介质膜窄带滤波器的批量成本。干涉滤光器，0，1，n，1，n，0，n1 L1，n2 L2，薄膜谐振多腔滤光器，其由被反射介电膜隔开的两个或更多个腔组成。图7.21单腔、双腔和三腔介质薄膜滤波器的透射光谱。如图所示，与单腔相比，通带的顶部更平坦，边缘更尖锐。介电薄膜波分复用器件、1547.7、1555.7、1562.1、-45.0、3。阵列波导光栅、AWG、l1 L2 L3 L4、L1、L2、L3、L4、AWG可用作n1波分复用器和1n波分复用器、基于AWG的静态波长路由器、用于分插复用的AWG、L2、L1、L1、熔锥型倏逝场耦合原理来分裂或组合波，即通过熔化和牵拉两个单模光纤，使两个光