18.1光復用技術的基本概念

8.2光時分復用技術8.3密集波分復用技術

8.4密集波分復用技術的非線性串擾

內容簡介：18.1光復用技術的基本概念8.2光時分復用技術8.12

光纖通信單信道速率40Gbit/s，與光纖帶寬潛力相比相差巨大，有潛力可挖。電復用技術實驗室已到40Gbit/s，但受電子遷移速率限制，進一步提高速率已十分困難。

克服電復用的這一“瓶頸”，進一步提高光纖頻帶的利用率，只有采用光復用技術，必須挖。8.1光復用技術的基本概念

2光纖通信單信道速率40Gbit/s，與光238.1光復用技術的基本概念

復用技術：為提高通信線路利用率，采用同一傳輸線路上同時傳輸多路不同信號而互不干擾的技術。（FDM，TDM，CDM，SCM）把通信資源（帶寬、時隙）固定分配給各個終端。一旦分配確定，這個終端是否通信，都占用這個頻帶或時隙，直到拆線為止。比如：電話兩種復用方式:1.靜態(tài)復用（同步復用）38.1光復用技術的基本概念復用技術：為提高通信線路利38.1光復用技術的基本概念

2.動態(tài)復用（統(tǒng)計復用）全稱“統(tǒng)計時分多路復用”(StatisticalTimeDivisionMultiplexing，STDM)，或稱“異步時分多路復用”。只把需要傳送信息的終端接入公共信道，“動態(tài)地”按需分配其時隙。從而更有效提高了線路利用率。統(tǒng)計表明：統(tǒng)計復用比靜態(tài)時分復用提高傳輸效率2～4倍。比如：數據通信-Internet48.1光復用技術的基本概念2.動態(tài)復用（統(tǒng)計復用）458.1光復用技術的基本概念

光波分復用(WavelengthDivisionMultiplexing，WDM)技術；光頻分復用(OpticalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技術；光時分復用(OpticalTimeDivisionMultiplexing，OTDM)技術；光副載波復用(OpticalSubcarrierMultiplexing，OSCM)技術；光碼分復用(OpticalCodeDivisionMultiplexing，OCDM)技術等。

與電復用技術相對應，光復用技術有：

58.1光復用技術的基本概念光波分復用(Wavele568.1光復用技術的基本概念

一芯光纖中同時傳輸多波長光信號的一項技術。

基本原理：在發(fā)送端將不同波長光信號組合，耦合到光纜同一根光纖中傳輸，在接收端將組合波長光信號分開，并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端。特點：研究最多、發(fā)展最快、應用最為廣泛。

1.光波分復用（WDM）68.1光復用技術的基本概念一芯光纖中同時傳輸68.1光復用技術的基本概念

2.光頻分復用（OFDM）

與WDM沒有本質上區(qū)別。V=λf

相鄰兩光載波的間隔更小，一般認為：當相鄰光載波的間隔小到0.1nm(10GHz)以下時，此時的復用稱為光頻分復用。在光載波間隔比較大時，用波長衡量比較方便，稱之為波分復用。而當間隔比較小時，用波長來衡量就不方便，稱為頻分復用。

78.1光復用技術的基本概念2.光頻分復用（OFDM）788.1光復用技術的基本概念

用高速光開關把多路光信號在時域復用。3.光時分復用（OTDM）獲得較高速率帶寬比，可克服摻鉺光纖放大器（EDFA)增益不平坦、四波混頻(FWM)非線性效應等諸多因素限制，且可解決復用端口的競爭，增加全光網絡的靈活性?；驹恚涸诎l(fā)送端同一載波波長，時間分割成周期性幀，每幀再分割成若干時隙，根據時隙分配原則，每信源在每幀內只能按指定時隙向信道發(fā)送信號。接收端在同步的條件下，分別在各個時隙中取回各自的信號而不混擾。特點：關鍵技術較復雜，實現這些技術器件特別昂貴，且由于偏振模色散對高速信號的限制，尚未得到很大發(fā)展和應用。88.1光復用技術的基本概念用高速光開關把多路898.1光復用技術的基本概念

4.光副載波復用（OSCM）基帶信號先調制到GHz副載波上（電域），其副載波調制再到THz的光載波上（光域）。工作原理：每個信道具有不同副載波頻率，占據光載波附近光譜不同部分，保證各信道上信號互不干擾。如下圖。副載波復用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)方框圖

98.1光復用技術的基本概念4.光副載波復用（OSCM9特點：副載波信道復用和解復用在電域進行，副載波復用的幾個信道能共用一個價格昂貴光器件，降低設備成本。副載波復用受限于電、光器件的可用帶寬，而限制了最高副載波頻率和數據率。若更多地利用光纖的帶寬，副載波復用技術可與波分復用技術聯(lián)合使用。8.1光復用技術的基本概念

10副載波復用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)方框圖

4.光副載波復用（OSCM）特點：副載波信道復用和解復用在電域進行，副載波復用的10118.1光復用技術的基本概念

5.光碼分復用（OCDM）CDM技術和光纖通信技術相結臺的產物。每信道不是占用一個給定波長、頻率或者時隙，而是以一個特有編碼脈沖序列方式傳送比特信息。OCDM復用示意圖118.1光復用技術的基本概念5.光碼分復用（OCDM11128.1光復用技術的基本概念

基本原理：不同信道信號用互成正交的不同碼序列填充，經填充信道信號調制在同一光波長在光纖信道中傳輸，接收端用與相同碼序列相關接收，即恢復出原信道信號。5.光碼分復用（OCDM）128.1光復用技術的基本概念基本原理：不同信1213特點：8.1光復用技術的基本概念

極大地改善網絡性能，提高網絡通信容量及系統(tǒng)信噪比，增強系統(tǒng)保密性，增加網絡靈活性。但實用化還有一些障礙。如：非相干光CDM，由于正交碼數量有限，碼間干擾較大，限制用戶數量；相干光CDM，存在激光源頻率穩(wěn)定度差，光纖極化態(tài)不穩(wěn)定,發(fā)光脈沖相位難以控制等主要問題。5.光碼分復用（OCDM）非相干光系統(tǒng)用光場的能量，信道編碼為光強度調制方式，信號是功率疊加而不是振幅疊加，采用平方律檢測光信號；相干光系統(tǒng)用光場的相位傳輸信號。13特點：8.1光復用技術的基本概念極大地改善13注意：上述復用技術能增加線路容量，提高線路利用率。但相對于巨大的光纖帶寬潛能，單獨采用某一復用技術還只能是使用光纖的很小一部分帶寬資源，為此，可以復合采用幾種復用技術。例如：在每個時隙先采用碼分復用，再采用時分復用，然后將時分復用以后的信號再調制在不同的波長上。8.1光復用技術的基本概念

14注意：上述復用技術能增加線路容量，提高線路利14158.1光復用技術的基本概念

8.2光時分復用技術8.3密集波分復用技術

8.4密集波分復用技術的非線性串擾

內容簡介：158.1光復用技術的基本概念8.2光時分復用技術8158.2光時分復用技術

電子器件的極限速率大約在40Gb/s左右，現在通過電時分復用(TDM)已經達到這個極限速率。

光時分復用(OTDM)的原理與電時分復用相同，只不過電時分復用是在電域中完成，而光時分復用是在光域中進行，即將高速的光支路數據流(例如10Gbit/s，甚至40Gbit/s)直接復用進光域，產生極高比特率的合成光數據流。目前能查到的OTDM技術實現的單信道復用速率為640Gbit/s。168.2光時分復用技術電子器件的極限速率168.2光時分復用技術

如今WDM技術研究非常熱，有的技術已經成熟并實用化；而OTDM技術還處于實驗研究階段，許多關鍵技術還有待解決。

?超短光脈沖光源；

?超短光脈沖的長距離傳輸和色散抑制技術；

?幀同步及路序確定技術；

?光時鐘提取技術；

?全光解復用技術。178.2光時分復用技術如今WDM技術研17188.2光時分復用技術

根據每個支路每次復用的比特數的不同，分成：

比特交錯OTDM（一個比特）；

分組交錯OTDM（若干個比特）；它們都需要利用幀脈沖信號（幀同步信號，幀頭）區(qū)分不同的復用數據或分組。188.2光時分復用技術根據每個支路每18Mod1Mod2…Modn……合路器光分路器T(n－1)T超短脈沖發(fā)生器幀同步時鐘E/OMUX接收機誤碼檢測光帶通濾波器全光開關DEMUX光波時鐘產生時鐘提取電路EDFA延遲線陣列待傳數據輸入Mod1Mod2…Modn……合路器光分路器T(n－1198.2光時分復用技術

1.比特交錯OTDM：每個時隙對應一個待復用的支路信息(一個比特)，同時有一個幀脈沖信息，形成高速的OTDM信號。主要用于電路交換業(yè)務。208.2光時分復用技術1.比特交錯OTD20212.分組交錯OTDM：每個時隙對應一個待復用支路的分組信息(若干個比特)，幀脈沖作為不同分組的界限。主要用于分組交換業(yè)務，分組變換業(yè)務可以和IP相結合，有廣闊的前景。8.2光時分復用技術

212.分組交錯OTDM：每個時隙對應一個待218.2.1比特交錯OTDM

復用：（1）鎖模激光器產生窄脈沖周期序列； （2）分路器把其分路為n+1路； （3）每路窄脈沖周期序列經外調制，調制后信號經過適當長度硅光纖延時iτ；（1）（2）（3）幀脈沖比特交錯時分復用原理圖228.2.1比特交錯OTDM復用：（1）鎖模激光器228.2.1比特交錯OTDM

復用：（4）外調制器的各支路光脈沖流輸出+幀脈沖流相結合=比特交錯光時分復用數據流。（1）（2）（3）幀脈沖比特交錯時分復用原理圖（4）238.2.1比特交錯OTDM復用：（4）外23248.2.1比特交錯OTDM

復用：窄的光脈沖（ps量級）要用鎖模激光器來產生。同時為了克服光纖色散對脈沖的展寬，必須采用光孤子技術使之傳輸更長的距離。

幀脈沖(1)

信息

延遲的信息脈沖

(3)延遲的窄脈沖(2)

比特交錯數據流(4)

τ=T/(n+1)248.2.1比特交錯OTDM復用：窄的24258.2.1比特交錯光時分復用

解復用：（1）接收到的復用信號脈沖流經分路器分成兩路，一路本身，一路延遲jτ的脈沖數據流； （2）延遲的數據流進行門限判決，得到延遲了jτ的幀脈沖；幀同步脈沖

復用信息(0)（3）比特交錯時分解復用原理圖復用信息(2)延遲的復用信息(1)258.2.1比特交錯光時分復用解復用：（1）接收到的復258.2.1比特交錯光時分復用

解復用：(3)幀脈沖數據流與復用脈沖數據流邏輯與，與門的輸出是提取的第j路數據流。復用信息(0)

幀同步脈沖(3)第j路信息比特交錯時分解復用原理圖26復用信息(2)

延遲的復用信息(1)8.2.1比特交錯光時分復用解復用：(3)幀脈沖數據流與268.2.1比特交錯光時分復用

解復用：門限的高度為復幀信號中數據脈沖的高度。復用信息(0)

復用信息(2)延遲的復用信息(1)

延遲的幀脈沖(3)

第j路信息(4)278.2.1比特交錯光時分復用解復用：門限的高度為復幀信號27288.2.2分組交錯光時分復用

假定序列n路，每路的分組為n比特,n=8；脈沖間的距離τ，信息比特間距離T。一幀數據發(fā)送時間：T×n；一路數據發(fā)送時間：τ×n<T。為減小脈沖間隔實現分組交錯復用，每支路調制后光數據流需經過一個多級壓縮器進行壓縮，使脈沖間距離壓縮到τ。復用:288.2.2分組交錯光時分復用假定序列288.2.2分組交錯光時分復用

復用:（1）與比特交錯光復用一樣，首先鎖模激光器產生窄脈沖周期序列，經分路器分成n路，每路經一路支路數據流外調制。分組交錯光時分復用的調制波形圖（1）29（1）8.2.2分組交錯光時分復用復用:（1）與比特交錯光復用298.2.2分組交錯光時分復用

復用：（2）為了減小脈沖的間隔以便實現分組交錯復用，每支路調制后的光數據流需經過一個多級壓縮器進行壓縮。若每分組信息比特數為n，壓縮級數k=[log2n]（n=8，k=3）。（1）（2）30第一級壓縮后，第1、3、5、7…比特被延遲(T-τ)時間；第二級壓縮后，第(1、2)、(5、6)、(9、10)…比特被延遲2(T-τ)時間；第三級壓縮后，第(1、2、3、4)、(9、10、1l、12)…比特被延遲4(T-τ)時間…。8.2.2分組交錯光時分復用復用：（2）為了減小脈沖的間308.2.2分組交錯光時分復用

復用：（3）經過不同的延遲n路信號+幀同步脈沖=分組交錯光時分復用數據流。318.2.2分組交錯光時分復用復用：（3）經過不同的延遲n31328.2.2分組交錯光時分復用

壓縮器原理：半導體放大器(SemiconductorOpticalAmplifier，SOA)具有高電平驅動時透光，低電平驅動時吸光的特性。即驅動時鐘為高電平時，脈沖通過；低電平時，脈沖通不過。

耦合器：分路和合路作用。

328.2.2分組交錯光時分復用壓縮器原理：328.2.2分組交錯光時分復用

壓縮器原理：以二級壓縮為例（j=2，時鐘是信息速率兩倍）（1）輸入脈沖經過耦合器分成兩路；33（2）第1，2比特經上面SOA，延遲2(T-τ)，經耦合器輸出；（上面驅動時鐘為高）（3）第3，4比特經過下面SOA，直接經耦合器輸出（下面驅動時鐘為高）8.2.2分組交錯光時分復用壓縮器原理：以二級壓縮為例（338.2.2分組交錯光時分復用

壓縮器原理：以二級壓縮為例壓縮前：（1,2）（間隔τ）與（3,4）（間隔τ）間隔2T

（3,4）（間隔τ）與（5,6）（間隔τ）間隔2T

。。。34壓縮后：（1,2,3,4）（間隔τ）

（5,6,7,8）（間隔τ）

。。。（1,2,3,4）與（5,6,7,8）間隔4T

（5,6,7,8）與（9,10,11,12）間隔4T

。。。8.2.2分組交錯光時分復用壓縮器原理：以二級壓縮為例壓34358.2.2分組交錯光時分復用

解復用:采用與門堆；將輸入的高速串行的復用數據流變換為低速的并行數據流，然后再進行處理。358.2.2分組交錯光時分復用解復用:采用與門堆；將輸358.2.2分組交錯光時分復用

采用的方法與分解4個比特交錯數據流一樣。第一與門信息包中1、5、9。。。比特；第二與門2、6、10。。。比特等（2）每路與相隔4倍τ的控制數據流相與。（1）待分解數據流經分路器分成4路；8.2.2分組交錯光時分復用采用的方法與分解4個比特交錯36378.1光復用技術的基本概念

8.2光時分復用技術8.3密集波分復用技術

8.4密集波分復用技術的非線性串擾

內容簡介：378.1光復用技術的基本概念8.2光時分復用技術837388.3密集波分復用技術

光波分復用(WDM)技術是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的一項技術?；驹恚涸诎l(fā)送端將不同波長的光信號組合起來(復用)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號分開(解復用)，恢復出原信號后送入不同的終端。因此稱為光波長分割復用技術，簡稱光波分復用技術。388.3密集波分復用技術光波分復用(W38398.3密集波分復用技術

光纖的帶寬有多寬？光纖兩個低損耗傳輸窗口：波長為1.31μm(1.25～1.35μm)的窗口，相應的帶寬(|Δf|=|-Δλc/λ2|,λ和Δλ分別為中心波長和相應的波段寬度，c為真空中光速)為17700GHz；波長為1.55μm(1.50～1.60μm)的窗口，相應的帶寬為12500GHz。

兩個窗口合一起，總帶寬超過30THz。如果信道頻率間隔為10GHz，理想情況下，一根光纖可容納3000個信道。稱作全波光纖。398.3密集波分復用技術光纖的帶寬有多寬？398.3密集波分復用技術

一些光器件與技術還不十分成熟，光頻分復用(OFDM)困難（0.1nm）。在這種情況下，信道間隔較小稱為密集波分復用(DWDM：DenseWavelengthDivisionMultiplexing)（1.6、0.8nm或更低）。在1550nm波長區(qū)段內，同時用8，16或更多個波長在一對光纖上(也可采用單光纖)構成的光通信系統(tǒng)，對應于200GHz,100GHz或更窄的帶寬。408.3密集波分復用技術一些光器件與技術40

WDM、DWDM和OFDM在本質上沒有多大區(qū)別

以往技術人員習慣采用WDM和DWDM來區(qū)分是1310/1550nm簡單復用還是在1550nm波長區(qū)段內密集復用，但目前在電信界應用時，都采用DWDM技術。

8.3密集波分復用技術

41

早期，沒有合適的光放大器，WDM只具有1310nm和1550nm兩個通道。WDM、DWDM和OFDM在本質上沒有多大區(qū)別8.3密418.3密集波分復用技術

1310nm/1550nm窗口的波分復用(WDM)：仍用于接入網，但很少用于長距離傳輸

1550nm窗口的密集波分復用(DWDM)：可廣泛用于長距離傳輸，用于建設全光網絡

由于1310/1550nm的復用超出了EDFA的增益范圍，只在一些專門場合應用，所以經常用WDM這個更廣義的名稱來代替DWDM。428.3密集波分復用技術1310n42438.3密集波分復用技術

WDM技術的主要特點

1.充分利用光纖的巨大帶寬資源

單光纖，WDM傳輸容量是單波長幾倍、幾十倍、幾百倍，2000年，加拿大LMGR，一根光纖傳輸65536個波長信號。

2.節(jié)省大量光纖

3.信號透明傳輸各波長的信道相互獨立，可傳輸特性和速率完全不同的信號，完成各種電信業(yè)務信號的綜合傳輸，如PDH信號和SDH信號，數字信號和模擬信號，多種業(yè)務(音頻、視頻、數據等)的混合傳輸等。438.3密集波分復用技術WDM技術的主要特點438.3密集波分復用技術

WDM技術的主要特點

4.高度的組網靈活性、經濟性和可靠性很多應用形式，如長途干線網、廣播分配網、多路多址局域網。可以利用WDM技術選擇路由，實現網絡交換和故障恢復，從而實現未來的透明、靈活、經濟且具有高度生存性的光網絡。

5.降低器件的超高速要求隨著傳輸速率的不斷提高，許多光電器件的響應速度已明顯不足，使用WDM技術可降低對一些器件在性能上的極高要求，同時又可實現大容量傳輸。448.3密集波分復用技術WDM技術的主要特點444445

WDM技術對網絡升級、發(fā)展寬帶業(yè)務(如CATV，HDTV和IPoverWDM等)、充分挖掘光纖帶寬潛力、實現超高速光纖通信等具有十分重要意義，尤其是WDM加上EDFA更是對現代信息網絡具有強大的吸引力。

“摻鉺光纖放大器(EDFA)+密集波分復用(WDM)+非零色散光纖(NZDSF，即G.655光纖)+光子集成(PIC)”正成為國際上長途高速光纖通信線路的主要技術方向。8.3密集波分復用技術

45WDM技術對網絡升級、發(fā)展寬帶業(yè)務(如C45468.3.1WDM系統(tǒng)基本類型

WDM系統(tǒng)從不同角度可分為不同類型，常分為：（1）從傳輸方向，可分為：

雙纖單向波分復用系統(tǒng)；

單纖雙向波分復用系統(tǒng)；（2）從光接口類型，可分為：

集成式波分復用系統(tǒng)；

開放式波分復用系統(tǒng)。468.3.1WDM系統(tǒng)基本類型WDM系統(tǒng)從不同角度可分468.3.1WDM系統(tǒng)基本類型

-傳輸方向1.雙纖單向傳輸單向WDM是指所有光路同時在一根光纖上沿同一方向傳送，如下圖。雙纖單向傳輸示意圖47原理上，復用器和解復用器互易的(雙向可逆)

，相同的（除非特殊要求）8.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-傳輸方向1.雙纖單向傳47488.3.1WDM系統(tǒng)基本類型

-傳輸方向2.單纖雙向傳輸同一光波分復用器既可合波器，又可分波器，具有方向可逆性，因此，可在同一根光纖上實現雙向傳輸。所用波長互相分開，以便實現雙向全雙工通信。單纖雙向傳輸示意圖488.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-傳輸方向2.單纖雙向傳48雙纖單向開發(fā)和應用方面都比較廣泛。單纖雙向開發(fā)和應用相對來說要求更高，減少光纖和線路放大器的數量。8.3.1WDM系統(tǒng)基本類型

-傳輸方向49類型比較：雙纖單向開發(fā)和應用方面都比較廣泛。8.3.1WDM49508.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-光接口類型考慮各波長之間影響最小和更多廠家設備互通，WDM使用激光器發(fā)出光中心波長、波長間隔、中心頻率偏移等均有嚴格規(guī)定，需符合ITU-TG.692建議(見表8.1)1.集成式波分復用系統(tǒng)集成式：光接口滿足G.692建議-標準的光波長、滿足長距離傳輸的光源。把標準的光波長和長色散受限距離的光源集成在SDH系統(tǒng)中。508.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-光接口類型50512.開放式波分復用系統(tǒng)開放式WDM系統(tǒng)開放是指在同一WDM系統(tǒng)中，可以接入不同廠家的SDH系統(tǒng)。OTU對輸人端信號波長沒特殊要求，可兼容任意廠家信號。OTU輸出端滿足G.692的光接口。實現不同廠家的SDH系統(tǒng)工作在同一個WDM系統(tǒng)內。

在波分復用器前加入波長轉換器(OpticalTransitionUnit，OTU)，將SDH非規(guī)范的波長轉換為標準波長。8.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-光接口類型512.開放式波分復用系統(tǒng)開放式WDM系統(tǒng)開51528.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

一般來說，WDM系統(tǒng)主要由以下五部分組成：光發(fā)射機、光中繼放大、光接收機、光監(jiān)控信道和網絡管理系統(tǒng)。528.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理528.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

?光發(fā)射機

(1)將終端設備(如SDH端機)光信號-光轉發(fā)器(OTU)；（ITU-TG.957非特定波長轉換成ITU-TG.692特定波長光信號）53(2)合波器合成多路光信號；(1)(3)光功率放大器(BA：BoosterAmplifier)放大輸出多路光信號。8.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理?光發(fā)射機53(2538.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

?

光中繼放大：用摻鉺光纖放大器(EDFA)對光信號中繼放大。54線放(LA)功放(BA）前放(PA)系統(tǒng)中，EDFA必須采用增益平坦技術不同波長的光信號具有接近相同的放大增益；還要考慮到不同數量的光信道同時工作的各種情況，保證光信道的增益競爭不影響傳輸性能。8.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理?光中繼放大：54558.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

光接收機：在接收端，

(1)光前置放大器(PA)放大衰減的主信道光信號;(2)分波器從主信道光信號中分出特定波長光信號送往各終端(1)(2)558.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理光接收558.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

光接收機：接收機要滿足光信號靈敏度、過載功率等參數，還要能承受有一定光噪聲的信號，要有足夠的電帶寬性能。568.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理光接收機：接收機要56578.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

光監(jiān)控信道：監(jiān)控系統(tǒng)內各信道傳輸情況。發(fā)送端，插入本節(jié)點產生波長λs(1510nm)光監(jiān)控信號，與主信道光信號合波輸出；接收端，將接收光信號分波，輸出λs(1510nm)波長光監(jiān)控信號和業(yè)務信道光信號。幀同步字節(jié)、公務字節(jié)和網管所用開銷字節(jié)等都是通過光監(jiān)控信道來傳遞。

578.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理57588.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

網絡管理系統(tǒng)：光監(jiān)控信道物理層傳送開銷字節(jié)到其他節(jié)點或接收來自其他節(jié)點的開銷字節(jié)。對WDM系統(tǒng)進行管理，實現配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。并與上級管理系統(tǒng)相連。588.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理588.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

59目前國際上已商用的系統(tǒng)有：4×2.5Gb/s(10Gb/s),8×2.5Gb/s(20Gb/s),16×2.5Gb/s(40Gb/s),40×2.5Gb/s(100Gb/s),32×10Gb/s(320Gb/s),40×10Gb/s(400Gb/s)。實驗室已實現了82×40Gb/s(3.28Tb/s)的速率，傳輸距離達3×100km=300km。8.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理59598.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

OFC2000(OpticalFiberCommunicationConference)提供的情況有：

①BellLabs:82路×40Gb/s=3.28Tb/s在3×100km=300km的TrueWave(商標)光纖(即G.655光纖)上，利用C和L兩個波帶聯(lián)合傳輸；

②日本NEC:160×20Gb/s=3.2Tb/s，利用歸零信號沿色散平坦光纖，經過增益寬度為64nm的光纖放大器，傳輸距離達1500km;

③日本富士通(Fujitsu):128路×10.66Gb/s，經過C和L波帶注：C波帶為1525～1565nm，L波帶為1570～1620nm。，用分布喇曼放大(DRA:DistributedRamanAmplification),傳輸距離達6×140km=840km;608.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理608.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

OFC2000(OpticalFiberCommunicationConference)提供的情況有：④日本NTT：

30路×42.7Gb/s，利用歸零信號，經過增益寬度為50nm的光纖放大器，傳輸距離達3×125km376km;⑤美國LucentTech:100路×10Gb/s=1Tb/s，各路波長的間隔縮小到25GHz,利用L波帶，沿NZDF光纖(G.655光纖)傳輸400km;

⑥美國Mciworldcom和加拿大Nortel:100路×10Gb/s=1Tb/s，沿NZDF光纖在C和L波帶傳輸4段，約200km;

⑦美國Qtera和Qwest:

兩個波帶4路×10Gb/s和2路×10Gb/s沿NZDF光纖傳輸23×105km=2415km,這個試驗雖然WDM路數不多，但在陸地光纜中卻是最長距離。618.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理O61628.1光復用技術的基本概念

8.2光時分復用技術8.3密集波分復用技術

8.4密集波分復用技術的非線性串擾

內容簡介：628.1光復用技術的基本概念8.2光時分復用技術862638.4密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾

在單信道的光纖通信系統(tǒng)中，對于光纖特性主要考慮的是衰耗和色散，它們限制著傳輸距離和傳輸容量。

色散：在光纖中，光信號的不同成分（如模式、頻率）傳播速度不同，經過傳輸產生時延差。

色散系數D：單位波長間隔內各頻率成份通過單位長度光纖所產生的時延差。638.4密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾在單信道的638.4密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾

單模光纖為例：目前使用較多的G.652光纖最小色散波長(λ0)為1310nm（衰減0.3-0.45db/km，色散位移光纖G.653的零色散波長(λ0)為1550nm(0.2-0.25db/km)。64單模光纖的色度色散主要是指光纖中傳輸的光信號的不同頻率成分有不同的傳輸速率，從而引起時延差，使脈沖展寬的現象。脈沖展寬會引起碼間干擾。正色散區(qū)：紅光(波長較長的光)傳得較慢。負色散區(qū)：藍光(波長較短的光)傳得較慢。8.4密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾單模光纖為648.4密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾

衰耗的克服辦法：高輸出功率的激光器，高靈敏度的接收器，光放大器等。色散的克服辦法：加色散補償光纖，自相位調制技術，色散支持技術等。8.4密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾衰耗的克服辦法6566WDM系統(tǒng)還存在非線性效應。每一波長都攜帶一定的光功率，再加上光纖放大器的應用，注入光纖的光功率較大(14-17dBm)，高的光功率引起的，主要包括：8.4密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾

受激喇曼散射；-大有效面積的光纖

受激布里淵散射；-大有效面積的光纖

自相位調制；-幅度調制、非相干解調

交叉相位調制；-幅度調制、非相干解調

四波混頻效應。-非零色散光纖或光纖的非零色散窗口66WDM系統(tǒng)還存在非線性效應。8.4密集66小結

1、光復用技術的主要幾種方式。WDM、DWDM和OFDM的關系副載波復用電域復用2、詳細介紹了光時分復用技術中，比特交錯和分組交錯的復用和解復用的基本原理。3、簡單介紹了光波分復用技術，雙纖單向和單纖雙向、集成式和開放式。小結1、光復用技術的主要幾種方式。67練習題1、比特交錯OTDM每路的數據速率2.5Gb/s，n=8。求幀同步脈沖頻率；合路器輸出脈沖頻率；第5路光纖延時線的長度。2、密集波分系統(tǒng)中有兩類光信號，一類是用來承載業(yè)務信號的，我們稱為業(yè)務通道，一類是用來承載監(jiān)控信號的，我們稱為監(jiān)控通道。業(yè)務通道的光信號使用的波長是在（1530-1625nm）的頻帶內，監(jiān)控通道的光信號使用的波長是在（1510nm）的頻帶內。3、目前DWDM系統(tǒng)使用的業(yè)務波長主要集中在：(B)A.1310nm左右B.1550nm左右C.1410nm左右D.1710nm左右練習題1、比特交錯OTDM每路的數據速率2.5Gb/s，n=68精品課件！精品課件！69精品課件！精品課件！704、4個波分通道串連測試，試畫出4波系統(tǒng)的誤碼串聯(lián)檢測方法。4、4個波分通道串連測試，試畫出4波系統(tǒng)的誤碼串聯(lián)檢測方法。71728.1光復用技術的基本概念

8.2光時分復用技術8.3密集波分復用技術

8.4密集波分復用技術的非線性串擾

內容簡介：18.1光復用技術的基本概念8.2光時分復用技術8.7273

光纖通信單信道速率40Gbit/s，與光纖帶寬潛力相比相差巨大，有潛力可挖。電復用技術實驗室已到40Gbit/s，但受電子遷移速率限制，進一步提高速率已十分困難。

克服電復用的這一“瓶頸”，進一步提高光纖頻帶的利用率，只有采用光復用技術，必須挖。8.1光復用技術的基本概念

2光纖通信單信道速率40Gbit/s，與光73748.1光復用技術的基本概念

復用技術：為提高通信線路利用率，采用同一傳輸線路上同時傳輸多路不同信號而互不干擾的技術。（FDM，TDM，CDM，SCM）把通信資源（帶寬、時隙）固定分配給各個終端。一旦分配確定，這個終端是否通信，都占用這個頻帶或時隙，直到拆線為止。比如：電話兩種復用方式:1.靜態(tài)復用（同步復用）38.1光復用技術的基本概念復用技術：為提高通信線路利748.1光復用技術的基本概念

2.動態(tài)復用（統(tǒng)計復用）全稱“統(tǒng)計時分多路復用”(StatisticalTimeDivisionMultiplexing，STDM)，或稱“異步時分多路復用”。只把需要傳送信息的終端接入公共信道，“動態(tài)地”按需分配其時隙。從而更有效提高了線路利用率。統(tǒng)計表明：統(tǒng)計復用比靜態(tài)時分復用提高傳輸效率2～4倍。比如：數據通信-Internet758.1光復用技術的基本概念2.動態(tài)復用（統(tǒng)計復用）75768.1光復用技術的基本概念

光波分復用(WavelengthDivisionMultiplexing，WDM)技術；光頻分復用(OpticalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技術；光時分復用(OpticalTimeDivisionMultiplexing，OTDM)技術；光副載波復用(OpticalSubcarrierMultiplexing，OSCM)技術；光碼分復用(OpticalCodeDivisionMultiplexing，OCDM)技術等。

與電復用技術相對應，光復用技術有：

58.1光復用技術的基本概念光波分復用(Wavele76778.1光復用技術的基本概念

一芯光纖中同時傳輸多波長光信號的一項技術。

基本原理：在發(fā)送端將不同波長光信號組合，耦合到光纜同一根光纖中傳輸，在接收端將組合波長光信號分開，并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端。特點：研究最多、發(fā)展最快、應用最為廣泛。

1.光波分復用（WDM）68.1光復用技術的基本概念一芯光纖中同時傳輸778.1光復用技術的基本概念

2.光頻分復用（OFDM）

與WDM沒有本質上區(qū)別。V=λf

相鄰兩光載波的間隔更小，一般認為：當相鄰光載波的間隔小到0.1nm(10GHz)以下時，此時的復用稱為光頻分復用。在光載波間隔比較大時，用波長衡量比較方便，稱之為波分復用。而當間隔比較小時，用波長來衡量就不方便，稱為頻分復用。

788.1光復用技術的基本概念2.光頻分復用（OFDM）78798.1光復用技術的基本概念

用高速光開關把多路光信號在時域復用。3.光時分復用（OTDM）獲得較高速率帶寬比，可克服摻鉺光纖放大器（EDFA)增益不平坦、四波混頻(FWM)非線性效應等諸多因素限制，且可解決復用端口的競爭，增加全光網絡的靈活性?；驹恚涸诎l(fā)送端同一載波波長，時間分割成周期性幀，每幀再分割成若干時隙，根據時隙分配原則，每信源在每幀內只能按指定時隙向信道發(fā)送信號。接收端在同步的條件下，分別在各個時隙中取回各自的信號而不混擾。特點：關鍵技術較復雜，實現這些技術器件特別昂貴，且由于偏振模色散對高速信號的限制，尚未得到很大發(fā)展和應用。88.1光復用技術的基本概念用高速光開關把多路79808.1光復用技術的基本概念

4.光副載波復用（OSCM）基帶信號先調制到GHz副載波上（電域），其副載波調制再到THz的光載波上（光域）。工作原理：每個信道具有不同副載波頻率，占據光載波附近光譜不同部分，保證各信道上信號互不干擾。如下圖。副載波復用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)方框圖

98.1光復用技術的基本概念4.光副載波復用（OSCM80特點：副載波信道復用和解復用在電域進行，副載波復用的幾個信道能共用一個價格昂貴光器件，降低設備成本。副載波復用受限于電、光器件的可用帶寬，而限制了最高副載波頻率和數據率。若更多地利用光纖的帶寬，副載波復用技術可與波分復用技術聯(lián)合使用。8.1光復用技術的基本概念

81副載波復用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)方框圖

4.光副載波復用（OSCM）特點：副載波信道復用和解復用在電域進行，副載波復用的81828.1光復用技術的基本概念

5.光碼分復用（OCDM）CDM技術和光纖通信技術相結臺的產物。每信道不是占用一個給定波長、頻率或者時隙，而是以一個特有編碼脈沖序列方式傳送比特信息。OCDM復用示意圖118.1光復用技術的基本概念5.光碼分復用（OCDM82838.1光復用技術的基本概念

基本原理：不同信道信號用互成正交的不同碼序列填充，經填充信道信號調制在同一光波長在光纖信道中傳輸，接收端用與相同碼序列相關接收，即恢復出原信道信號。5.光碼分復用（OCDM）128.1光復用技術的基本概念基本原理：不同信8384特點：8.1光復用技術的基本概念

極大地改善網絡性能，提高網絡通信容量及系統(tǒng)信噪比，增強系統(tǒng)保密性，增加網絡靈活性。但實用化還有一些障礙。如：非相干光CDM，由于正交碼數量有限，碼間干擾較大，限制用戶數量；相干光CDM，存在激光源頻率穩(wěn)定度差，光纖極化態(tài)不穩(wěn)定,發(fā)光脈沖相位難以控制等主要問題。5.光碼分復用（OCDM）非相干光系統(tǒng)用光場的能量，信道編碼為光強度調制方式，信號是功率疊加而不是振幅疊加，采用平方律檢測光信號；相干光系統(tǒng)用光場的相位傳輸信號。13特點：8.1光復用技術的基本概念極大地改善84注意：上述復用技術能增加線路容量，提高線路利用率。但相對于巨大的光纖帶寬潛能，單獨采用某一復用技術還只能是使用光纖的很小一部分帶寬資源，為此，可以復合采用幾種復用技術。例如：在每個時隙先采用碼分復用，再采用時分復用，然后將時分復用以后的信號再調制在不同的波長上。8.1光復用技術的基本概念

85注意：上述復用技術能增加線路容量，提高線路利85868.1光復用技術的基本概念

8.2光時分復用技術8.3密集波分復用技術

8.4密集波分復用技術的非線性串擾

內容簡介：158.1光復用技術的基本概念8.2光時分復用技術8868.2光時分復用技術

電子器件的極限速率大約在40Gb/s左右，現在通過電時分復用(TDM)已經達到這個極限速率。

光時分復用(OTDM)的原理與電時分復用相同，只不過電時分復用是在電域中完成，而光時分復用是在光域中進行，即將高速的光支路數據流(例如10Gbit/s，甚至40Gbit/s)直接復用進光域，產生極高比特率的合成光數據流。目前能查到的OTDM技術實現的單信道復用速率為640Gbit/s。878.2光時分復用技術電子器件的極限速率878.2光時分復用技術

如今WDM技術研究非常熱，有的技術已經成熟并實用化；而OTDM技術還處于實驗研究階段，許多關鍵技術還有待解決。

?超短光脈沖光源；

?超短光脈沖的長距離傳輸和色散抑制技術；

?幀同步及路序確定技術；

?光時鐘提取技術；

?全光解復用技術。888.2光時分復用技術如今WDM技術研88898.2光時分復用技術

根據每個支路每次復用的比特數的不同，分成：

比特交錯OTDM（一個比特）；

分組交錯OTDM（若干個比特）；它們都需要利用幀脈沖信號（幀同步信號，幀頭）區(qū)分不同的復用數據或分組。188.2光時分復用技術根據每個支路每89Mod1Mod2…Modn……合路器光分路器T(n－1)T超短脈沖發(fā)生器幀同步時鐘E/OMUX接收機誤碼檢測光帶通濾波器全光開關DEMUX光波時鐘產生時鐘提取電路EDFA延遲線陣列待傳數據輸入Mod1Mod2…Modn……合路器光分路器T(n－1908.2光時分復用技術

1.比特交錯OTDM：每個時隙對應一個待復用的支路信息(一個比特)，同時有一個幀脈沖信息，形成高速的OTDM信號。主要用于電路交換業(yè)務。918.2光時分復用技術1.比特交錯OTD91922.分組交錯OTDM：每個時隙對應一個待復用支路的分組信息(若干個比特)，幀脈沖作為不同分組的界限。主要用于分組交換業(yè)務，分組變換業(yè)務可以和IP相結合，有廣闊的前景。8.2光時分復用技術

212.分組交錯OTDM：每個時隙對應一個待928.2.1比特交錯OTDM

復用：（1）鎖模激光器產生窄脈沖周期序列； （2）分路器把其分路為n+1路； （3）每路窄脈沖周期序列經外調制，調制后信號經過適當長度硅光纖延時iτ；（1）（2）（3）幀脈沖比特交錯時分復用原理圖938.2.1比特交錯OTDM復用：（1）鎖模激光器938.2.1比特交錯OTDM

復用：（4）外調制器的各支路光脈沖流輸出+幀脈沖流相結合=比特交錯光時分復用數據流。（1）（2）（3）幀脈沖比特交錯時分復用原理圖（4）948.2.1比特交錯OTDM復用：（4）外94958.2.1比特交錯OTDM

復用：窄的光脈沖（ps量級）要用鎖模激光器來產生。同時為了克服光纖色散對脈沖的展寬，必須采用光孤子技術使之傳輸更長的距離。

幀脈沖(1)

信息

延遲的信息脈沖

(3)延遲的窄脈沖(2)

比特交錯數據流(4)

τ=T/(n+1)248.2.1比特交錯OTDM復用：窄的95968.2.1比特交錯光時分復用

解復用：（1）接收到的復用信號脈沖流經分路器分成兩路，一路本身，一路延遲jτ的脈沖數據流； （2）延遲的數據流進行門限判決，得到延遲了jτ的幀脈沖；幀同步脈沖

復用信息(0)（3）比特交錯時分解復用原理圖復用信息(2)延遲的復用信息(1)258.2.1比特交錯光時分復用解復用：（1）接收到的復968.2.1比特交錯光時分復用

解復用：(3)幀脈沖數據流與復用脈沖數據流邏輯與，與門的輸出是提取的第j路數據流。復用信息(0)

幀同步脈沖(3)第j路信息比特交錯時分解復用原理圖97復用信息(2)

延遲的復用信息(1)8.2.1比特交錯光時分復用解復用：(3)幀脈沖數據流與978.2.1比特交錯光時分復用

解復用：門限的高度為復幀信號中數據脈沖的高度。復用信息(0)

復用信息(2)延遲的復用信息(1)

延遲的幀脈沖(3)

第j路信息(4)988.2.1比特交錯光時分復用解復用：門限的高度為復幀信號98998.2.2分組交錯光時分復用

假定序列n路，每路的分組為n比特,n=8；脈沖間的距離τ，信息比特間距離T。一幀數據發(fā)送時間：T×n；一路數據發(fā)送時間：τ×n<T。為減小脈沖間隔實現分組交錯復用，每支路調制后光數據流需經過一個多級壓縮器進行壓縮，使脈沖間距離壓縮到τ。復用:288.2.2分組交錯光時分復用假定序列998.2.2分組交錯光時分復用

復用:（1）與比特交錯光復用一樣，首先鎖模激光器產生窄脈沖周期序列，經分路器分成n路，每路經一路支路數據流外調制。分組交錯光時分復用的調制波形圖（1）100（1）8.2.2分組交錯光時分復用復用:（1）與比特交錯光復用1008.2.2分組交錯光時分復用

復用：（2）為了減小脈沖的間隔以便實現分組交錯復用，每支路調制后的光數據流需經過一個多級壓縮器進行壓縮。若每分組信息比特數為n，壓縮級數k=[log2n]（n=8，k=3）。（1）（2）101第一級壓縮后，第1、3、5、7…比特被延遲(T-τ)時間；第二級壓縮后，第(1、2)、(5、6)、(9、10)…比特被延遲2(T-τ)時間；第三級壓縮后，第(1、2、3、4)、(9、10、1l、12)…比特被延遲4(T-τ)時間…。8.2.2分組交錯光時分復用復用：（2）為了減小脈沖的間1018.2.2分組交錯光時分復用

復用：（3）經過不同的延遲n路信號+幀同步脈沖=分組交錯光時分復用數據流。1028.2.2分組交錯光時分復用復用：（3）經過不同的延遲n1021038.2.2分組交錯光時分復用

壓縮器原理：半導體放大器(SemiconductorOpticalAmplifier，SOA)具有高電平驅動時透光，低電平驅動時吸光的特性。即驅動時鐘為高電平時，脈沖通過；低電平時，脈沖通不過。

耦合器：分路和合路作用。

328.2.2分組交錯光時分復用壓縮器原理：1038.2.2分組交錯光時分復用

壓縮器原理：以二級壓縮為例（j=2，時鐘是信息速率兩倍）（1）輸入脈沖經過耦合器分成兩路；104（2）第1，2比特經上面SOA，延遲2(T-τ)，經耦合器輸出；（上面驅動時鐘為高）（3）第3，4比特經過下面SOA，直接經耦合器輸出（下面驅動時鐘為高）8.2.2分組交錯光時分復用壓縮器原理：以二級壓縮為例（1048.2.2分組交錯光時分復用

壓縮器原理：以二級壓縮為例壓縮前：（1,2）（間隔τ）與（3,4）（間隔τ）間隔2T

（3,4）（間隔τ）與（5,6）（間隔τ）間隔2T

。。。105壓縮后：（1,2,3,4）（間隔τ）

（5,6,7,8）（間隔τ）

。。。（1,2,3,4）與（5,6,7,8）間隔4T

（5,6,7,8）與（9,10,11,12）間隔4T

。。。8.2.2分組交錯光時分復用壓縮器原理：以二級壓縮為例壓1051068.2.2分組交錯光時分復用

解復用:采用與門堆；將輸入的高速串行的復用數據流變換為低速的并行數據流，然后再進行處理。358.2.2分組交錯光時分復用解復用:采用與門堆；將輸1068.2.2分組交錯光時分復用

采用的方法與分解4個比特交錯數據流一樣。第一與門信息包中1、5、9。。。比特；第二與門2、6、10。。。比特等（2）每路與相隔4倍τ的控制數據流相與。（1）待分解數據流經分路器分成4路；8.2.2分組交錯光時分復用采用的方法與分解4個比特交錯1071088.1光復用技術的基本概念

8.2光時分復用技術8.3密集波分復用技術

8.4密集波分復用技術的非線性串擾

內容簡介：378.1光復用技術的基本概念8.2光時分復用技術81081098.3密集波分復用技術

光波分復用(WDM)技術是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的一項技術?；驹恚涸诎l(fā)送端將不同波長的光信號組合起來(復用)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號分開(解復用)，恢復出原信號后送入不同的終端。因此稱為光波長分割復用技術，簡稱光波分復用技術。388.3密集波分復用技術光波分復用(W1091108.3密集波分復用技術

光纖的帶寬有多寬？光纖兩個低損耗傳輸窗口：波長為1.31μm(1.25～1.35μm)的窗口，相應的帶寬(|Δf|=|-Δλc/λ2|,λ和Δλ分別為中心波長和相應的波段寬度，c為真空中光速)為17700GHz；波長為1.55μm(1.50～1.60μm)的窗口，相應的帶寬為12500GHz。

兩個窗口合一起，總帶寬超過30THz。如果信道頻率間隔為10GHz，理想情況下，一根光纖可容納3000個信道。稱作全波光纖。398.3密集波分復用技術光纖的帶寬有多寬？1108.3密集波分復用技術

一些光器件與技術還不十分成熟，光頻分復用(OFDM)困難（0.1nm）。在這種情況下，信道間隔較小稱為密集波分復用(DWDM：DenseWavelengthDivisionMultiplexing)（1.6、0.8nm或更低）。在1550nm波長區(qū)段內，同時用8，16或更多個波長在一對光纖上(也可采用單光纖)構成的光通信系統(tǒng)，對應于200GHz,100GHz或更窄的帶寬。1118.3密集波分復用技術一些光器件與技術111

WDM、DWDM和OFDM在本質上沒有多大區(qū)別

以往技術人員習慣采用WDM和DWDM來區(qū)分是1310/1550nm簡單復用還是在1550nm波長區(qū)段內密集復用，但目前在電信界應用時，都采用DWDM技術。

8.3密集波分復用技術

112

早期，沒有合適的光放大器，WDM只具有1310nm和1550nm兩個通道。WDM、DWDM和OFDM在本質上沒有多大區(qū)別8.3密1128.3密集波分復用技術

1310nm/1550nm窗口的波分復用(WDM)：仍用于接入網，但很少用于長距離傳輸

1550nm窗口的密集波分復用(DWDM)：可廣泛用于長距離傳輸，用于建設全光網絡

由于1310/1550nm的復用超出了EDFA的增益范圍，只在一些專門場合應用，所以經常用WDM這個更廣義的名稱來代替DWDM。1138.3密集波分復用技術1310n1131148.3密集波分復用技術

WDM技術的主要特點

1.充分利用光纖的巨大帶寬資源

單光纖，WDM傳輸容量是單波長幾倍、幾十倍、幾百倍，2000年，加拿大LMGR，一根光纖傳輸65536個波長信號。

2.節(jié)省大量光纖

3.信號透明傳輸各波長的信道相互獨立，可傳輸特性和速率完全不同的信號，完成各種電信業(yè)務信號的綜合傳輸，如PDH信號和SDH信號，數字信號和模擬信號，多種業(yè)務(音頻、視頻、數據等)的混合傳輸等。438.3密集波分復用技術WDM技術的主要特點1148.3密集波分復用技術

WDM技術的主要特點

4.高度的組網靈活性、經濟性和可靠性很多應用形式，如長途干線網、廣播分配網、多路多址局域網?？梢岳肳DM技術選擇路由，實現網絡交換和故障恢復，從而實現未來的透明、靈活、經濟且具有高度生存性的光網絡。

5.降低器件的超高速要求隨著傳輸速率的不斷提高，許多光電器件的響應速度已明顯不足，使用WDM技術可降低對一些器件在性能上的極高要求，同時又可實現大容量傳輸。1158.3密集波分復用技術WDM技術的主要特點44115116

WDM技術對網絡升級、發(fā)展寬帶業(yè)務(如CATV，HDTV和IPoverWDM等)、充分挖掘光纖帶寬潛力、實現超高速光纖通信等具有十分重要意義，尤其是WDM加上EDFA更是對現代信息網絡具有強大的吸引力。

“摻鉺光纖放大器(EDFA)+密集波分復用(WDM)+非零色散光纖(NZDSF，即G.655光纖)+光子集成(PIC)”正成為國際上長途高速光纖通信線路的主要技術方向。8.3密集波分復用技術

45WDM技術對網絡升級、發(fā)展寬帶業(yè)務(如C1161178.3.1WDM系統(tǒng)基本類型

WDM系統(tǒng)從不同角度可分為不同類型，常分為：（1）從傳輸方向，可分為：

雙纖單向波分復用系統(tǒng)；

單纖雙向波分復用系統(tǒng)；（2）從光接口類型，可分為：

集成式波分復用系統(tǒng)；

開放式波分復用系統(tǒng)。468.3.1WDM系統(tǒng)基本類型WDM系統(tǒng)從不同角度可分1178.3.1WDM系統(tǒng)基本類型

-傳輸方向1.雙纖單向傳輸單向WDM是指所有光路同時在一根光纖上沿同一方向傳送，如下圖。雙纖單向傳輸示意圖118原理上，復用器和解復用器互易的(雙向可逆)

，相同的（除非特殊要求）8.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-傳輸方向1.雙纖單向傳1181198.3.1WDM系統(tǒng)基本類型

-傳輸方向2.單纖雙向傳輸同一光波分復用器既可合波器，又可分波器，具有方向可逆性，因此，可在同一根光纖上實現雙向傳輸。所用波長互相分開，以便實現雙向全雙工通信。單纖雙向傳輸示意圖488.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-傳輸方向2.單纖雙向傳119雙纖單向開發(fā)和應用方面都比較廣泛。單纖雙向開發(fā)和應用相對來說要求更高，減少光纖和線路放大器的數量。8.3.1WDM系統(tǒng)基本類型

-傳輸方向120類型比較：雙纖單向開發(fā)和應用方面都比較廣泛。8.3.1WDM1201218.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-光接口類型考慮各波長之間影響最小和更多廠家設備互通，WDM使用激光器發(fā)出光中心波長、波長間隔、中心頻率偏移等均有嚴格規(guī)定，需符合ITU-TG.692建議(見表8.1)1.集成式波分復用系統(tǒng)集成式：光接口滿足G.692建議-標準的光波長、滿足長距離傳輸的光源。把標準的光波長和長色散受限距離的光源集成在SDH系統(tǒng)中。508.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-光接口類型1211222.開放式波分復用系統(tǒng)開放式WDM系統(tǒng)開放是指在同一WDM系統(tǒng)中，可以接入不同廠家的SDH系統(tǒng)。OTU對輸人端信號波長沒特殊要求，可兼容任意廠家信號。OTU輸出端滿足G.692的光接口。實現不同廠家的SDH系統(tǒng)工作在同一個WDM系統(tǒng)內。

在波分復用器前加入波長轉換器(OpticalTransitionUnit，OTU)，將SDH非規(guī)范的波長轉換為標準波長。8.3.1WDM系統(tǒng)基本類型-光接口類型512.開放式波分復用系統(tǒng)開放式WDM系統(tǒng)開1221238.3.2WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理

一般來說，WDM系統(tǒng)主要由以下五部分組成：光發(fā)射機、光中繼放大、光接收機、光監(jiān)控信道和