光波分復(fù)用系統(tǒng)(WDM)分析綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u22011光波分復(fù)用系統(tǒng)(WDM)分析綜述 194121.1WDM技術(shù)簡介 131361.2WDM系統(tǒng)組成及工作原理 215251.3WDM系統(tǒng)的分類 4177361.4WDM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與解決方法 528601.5光波分復(fù)用器和解復(fù)用器 9210761.6摻鉺光纖放大器 1012951.7WDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 111.1WDM技術(shù)簡介圖2-1WDM技術(shù)原理圖WDM技術(shù)（如圖1所示）基于其獨(dú)特功能，可以在低損耗單模光纖域中更準(zhǔn)確，更正確地使用高帶寬資源。并且根據(jù)每個(gè)通道上光波的頻率和波長，將低損耗光纖窗口分為多個(gè)通道，并將光波用作信號載體。（波濾波器）用于組合光信號。不同規(guī)則，不同波長的載波通過同一根光纖進(jìn)行傳輸，即采用時(shí)分復(fù)用或頻分復(fù)用的方式加載不同的光載波，多路模擬和數(shù)字信號。然后，在發(fā)送側(cè)，將這些具有不同特性和不同波長的光信號組合并復(fù)用在一起，并通過光纖進(jìn)行發(fā)送。分離不同波長的信號以進(jìn)行多路分解操作，并進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)處理，并將原始信號重構(gòu)為原始信號，然后發(fā)送到不同的終端進(jìn)行操作。因此，該技術(shù)被稱為波分復(fù)用，簡稱為波分復(fù)用技術(shù)。由于可以將具有不同特性和波長的光載波信號視為彼此獨(dú)立（在不考慮光纖非線性的情況下），因此可以在單根光纖上實(shí)現(xiàn)多個(gè)光信號的多路復(fù)用傳輸[2][3]。雙向傳輸?shù)膯栴}也很容易解決：您只需要在兩個(gè)方向上排列信號即可以不同的波長進(jìn)行傳輸。取決于波分復(fù)用器，可以復(fù)用的波長數(shù)也變化，范圍從2到數(shù)十。當(dāng)今的商用系統(tǒng)通常是8和16波長系統(tǒng)，具體取決于允許的光學(xué)載波和波長之間的間隔。WDM技術(shù)是一種可以顯著提高光纖傳輸系統(tǒng)吞吐量的技術(shù)，而無需依賴于增加光纖纖芯的數(shù)量。其中，密集的波分復(fù)用可以更加夸大地增加光纖傳輸系統(tǒng)的吞吐量。在當(dāng)今高速和長距離光纖通信的時(shí)代，為了給人們提供更好的傳輸性能，還必須使用光纖放大器技術(shù)，完善的色散補(bǔ)償技術(shù)和諧波失真防止技術(shù)來解決任何問題。問題缺點(diǎn)是傳輸效果降低。這種技術(shù)可在長距離和高容量下提供超高速光纖通信，吸引了無數(shù)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行進(jìn)一步的研究和開發(fā)[4]。1.2WDM系統(tǒng)組成及工作原理1.1.1WDM系統(tǒng)的工作原理WDM系統(tǒng)的基本組成主要分為兩種模式：雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸。雙纖單向傳輸圖2-2雙纖單向傳輸原理圖WDM雙纖單向傳輸?shù)脑硎菍⒁粋€(gè)光通道的所有信號同時(shí)組合到一條光纖中，并在同一方向上傳輸。在發(fā)送側(cè)，使用光擴(kuò)展器將承載不同信息的具有不同波長和規(guī)格的已調(diào)制光信號復(fù)用在一起，并在光纖上單向傳輸，因?yàn)槊總€(gè)信號都由具有不同波長的光承載，因此這是不可能的。彼此混淆。在接收端，光多路復(fù)用器通過分離具有不同波長規(guī)格的光信號來完成多個(gè)光信號的傳輸，并且相反的方向通過不同的光纖傳輸。單纖雙向傳輸圖2-3單纖雙向傳輸原理圖單光纖雙向WDM意味著可以在主光纖上同時(shí)在兩個(gè)不同方向上傳輸光路，并且所使用的波長彼此分開，以實(shí)現(xiàn)兩側(cè)之間的全雙工通信。目前，WDM雙纖單向雙向光傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用和開發(fā)相對廣泛，在使用過程中，WDM單通道雙向雙頻光傳輸系統(tǒng)容易受到各種通道的干擾，光的反射，串?dāng)_和雙向通道的干擾。設(shè)計(jì)。影響因素的實(shí)際示例，例如隔離效果，影響很小。1.1.2WDM系統(tǒng)的組成光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光中繼放大器、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)五大部件是波分復(fù)用系統(tǒng)缺一不可的。五個(gè)部件有序的科學(xué)的連接，才可以稱為完整的WDM系統(tǒng)。光發(fā)射機(jī)光學(xué)調(diào)頻發(fā)射機(jī)屬于WDM系統(tǒng)中非常重要的關(guān)鍵組件。它不僅在WDM系統(tǒng)中對激光發(fā)射器的管理中心波長有特定規(guī)定，而且還取決于傳輸光纖線路和傳輸?shù)念愋停倚枰x擇具有一定程度的飽和度和散射量的最合適的FM發(fā)射器。推動端最重要的是將光信號的外部設(shè)備輸出的光信號應(yīng)用于光轉(zhuǎn)換器，以轉(zhuǎn)換非特征波長的不穩(wěn)定光信號。它被轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的特殊波長信號，最后根據(jù)多路復(fù)用器轉(zhuǎn)換為多通道光信號，然后根據(jù)激光功率放大器進(jìn)行放大并輸出。光接收機(jī)光接收機(jī)的功能實(shí)際上是對整個(gè)傳輸過程中由于各種原因引起的抗壓強(qiáng)度衰減系數(shù)的信號進(jìn)行測試，放大，整形并將其轉(zhuǎn)換為原始傳輸信號，即恢復(fù)多路復(fù)用信號。到各種特殊波長的原始信號。光接收器本身必須滿足許多標(biāo)準(zhǔn)，例如對光信號的靈敏度，各種主要參數(shù)是否合適以及抗光噪聲信號的能力以及更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬性能。光中繼放大器由于信號已在很長的距離上傳輸，因此必須出于某些原因?qū)⑿盘柕膲嚎s強(qiáng)度衰減到一定程度。因此，有必要放大并求解該衰減后的信號，以確保不丟失任何幀，并且不會損害傳輸性能。如今，WDM系統(tǒng)中使用的光纖線路放大器通常都是摻all光纖線路放大器。使用該放大器執(zhí)行衰減信號的放大增益值。光監(jiān)控信道光學(xué)監(jiān)控通道的關(guān)鍵功能是具有監(jiān)視每個(gè)通道傳輸狀況的系統(tǒng)功能，可以反映當(dāng)今每個(gè)通道是否存在異常情況，方便大家調(diào)整和管理每個(gè)傳輸通道。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)Internet管理系統(tǒng)可以根據(jù)在光監(jiān)控信道中傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，對所有WDM系統(tǒng)執(zhí)行安全因素管理，常見故障管理和資源分配管理[5]。1.3WDM系統(tǒng)的分類1.3.1CWDM系統(tǒng)CWDM（CoarseWavelengthDivisionMultiplexing），稀疏波分復(fù)用器。CWDM：波長間隔設(shè)置一般小于且等于20nm，最常用的間隔就是剛好20nm，且整個(gè)波長范圍處在1470nm到1610nm之間。CWDM調(diào)制激光器采用非制冷型激光器。與DWDM相比，CWDM系統(tǒng)的更大優(yōu)勢取決于低成本，并且組件的成本特別體現(xiàn)在濾光片和激光發(fā)生器中。若要提高成品率，降低資金投入，那么選用20nm做為CWDM的信道間隔是非常合適的，其可以使得使用的激光器發(fā)生器需要的性能變低，讓復(fù)用器和解復(fù)用器的結(jié)構(gòu)變得更簡單實(shí)用。1.3.2DWDM系統(tǒng)DWDM（DenseWavelengthDivisionMultiplexing），密集波分復(fù)用器。DWDM：波長間隔設(shè)置一般要大于10nm，通常采用1550~1570nm波段，最常見的波長間隔設(shè)置有200GHz、100GHz、50GHz三種。遠(yuǎn)距離輸送是DWDM的特點(diǎn)。跟前面一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的比較，我嗎可以發(fā)現(xiàn)DWDM的波長間隔更近，使得它可以設(shè)置8到160個(gè)波長在光纖線路上。借助EDFA（摻In光纖傳感器），DWDM可以勝任非常長的距離傳輸工作。DWDM采用的是制冷型激光器。圖2-4CWDM通路間隔圖2-5DWDM通路間隔1.4WDM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與解決方法1.4.1光纖中的色散色散是限制光纖通信系統(tǒng)傳輸實(shí)際效果的因素之一。過度的色散不僅對脈沖信號的傳輸具有很強(qiáng)的帶寬控制，而且對模擬信號的傳輸也有很大的危害，從而引起光單脈沖加寬的情況。隨著傳輸距離的增加色散現(xiàn)象會隨著傳輸距離的增長持續(xù)增大，色散現(xiàn)象越來越明顯。色散越大，碼間影響越明顯，這將大大增加誤差率，并顯著降低光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸速度。如今，WDM系統(tǒng)早已成為日常光纖通信的日常生活。不可替代的影響，因此分散問題已成為要解決的主要問題之一。沒有人可以忽略光纖色散對所有WDM系統(tǒng)的危害[6]。1.4.2光纖色散的種類模式色散

由于在多模光纖中，其傳輸模式的多樣，導(dǎo)致了傳輸路徑的不同，因此信號走過的整個(gè)路程也就不一樣，最終的終點(diǎn)也就不同，這些原因就引發(fā)了脈沖展寬。在一根光纖里存在兩種次模即高次模與低次模，高次模要走很長的距離才能到達(dá)最終的目的地，而低次模就很省力了，只需走很短的距離就能到達(dá)目的地，所以高次模與低次模走到終點(diǎn)所需的時(shí)間也就不同，它們兩所走的時(shí)間差就是這根光纖所產(chǎn)生的脈沖展寬。所以脈沖展寬越大，就代表時(shí)延差越大，色散也就越大，該根光纖也就越長。材料色散

由光源自身原材料的特性引起的色散稱為原材料色散。由光纖的原材料制成的石英玻璃管的折射率不是恒定值，因此不同的透射光波長的折射率也不同。在光纖通信系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號光實(shí)際上是從光源傳輸發(fā)出的。它不是理想的某一種特定波長，它具有其自己的獨(dú)特頻譜帶寬。但是當(dāng)它傳播在折射率為n的物質(zhì)中時(shí)，它符合以下公式計(jì)算方法：v=C/n（C是空氣中的光透射率）。因此，根據(jù)上述公式計(jì)算，可以得出結(jié)論，波長不同，光速也不同，折射率也相應(yīng)變化。一定光譜寬度的光脈沖在光纖中傳輸時(shí)，因?yàn)楣獾牟ㄩL不同，所以每個(gè)波的透射率也不同。當(dāng)它到達(dá)終端站時(shí)，將存在延遲差，這導(dǎo)致單個(gè)脈沖波的波形變寬。波導(dǎo)色散由于包層和光纖纖芯之間的折射率差很小，因此在邊界條件下產(chǎn)生完全反射后，一些光會進(jìn)入包層當(dāng)中去，而在包層中經(jīng)過一定距離后，一些光會返回進(jìn)入芯層并再次傳輸，因?yàn)檫M(jìn)入包層的光的抗壓強(qiáng)度和波長不同，并且路徑的長度也不同。最后，到達(dá)重點(diǎn)的時(shí)間長短也有所不同，因此會發(fā)生脈沖展寬，因此入射光所具有的頻率值越低，進(jìn)入包層的光強(qiáng)度比例越大，這些光波傳播的路程也就會變得非常遠(yuǎn)。長久以來，由于這種散射是由光纖線路中的光波導(dǎo)引起的，因此也稱人們稱之為波導(dǎo)色散[7]。1.4.3三種色散間的對比在沒有意外情況的情況下，波導(dǎo)色散強(qiáng)度低于材料色散強(qiáng)度，色散強(qiáng)度低于模態(tài)色散強(qiáng)度。如果在光纖系統(tǒng)中選擇了多模光纖，則其色散強(qiáng)度是波導(dǎo)色散強(qiáng)度，原料色散強(qiáng)度和模態(tài)色散強(qiáng)度的總和。其中，模式色散具有三者中最強(qiáng)的限制網(wǎng)絡(luò)帶寬的核心作用，所以相較下其他兩個(gè)色散系統(tǒng)的損害就非常的小。如果在光纖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇了單模光纖，則由于傳輸模式是單一的，因此模式色散基本沒有可能存在，此時(shí)，光源的總色散強(qiáng)度就是波導(dǎo)色散強(qiáng)度和材料色散強(qiáng)度的總和。為了減少色散對于系統(tǒng)的危害，光傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程必須使用窄譜激光發(fā)生器作為光源。當(dāng)今的色散補(bǔ)償光纖，色散補(bǔ)償光纖和色散偏移光纖可以解決普通光纖的色散問題。目前來看，高速光纖通信的真正障礙是光的偏振模色散。這是由光纖的不同幾何形狀引起的，在光纖的制造和應(yīng)用中出現(xiàn)了這個(gè)問題是完全無法無視的。1.4.4色散補(bǔ)償技術(shù)及其詳細(xì)介紹如今，光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中常用的大多數(shù)光纖是G.652通用單模光纖，這種光纖的色散系數(shù)約為16ps/nm/km。針對于該光傳輸系統(tǒng)中的光纖色散補(bǔ)償技術(shù)，其關(guān)鍵選擇的方法和技術(shù)是：光纖色散補(bǔ)償技術(shù)，字符相差陣列法，光纖光柵補(bǔ)償法，雙二進(jìn)制編碼法，相位共軛法和色散支持傳輸技術(shù)等方法，這些方法當(dāng)中是使用最廣泛的光纖光柵尺補(bǔ)償方法和DCF光纖補(bǔ)償方法。下面的重點(diǎn)是解釋DCF光纖補(bǔ)償方法和光纖光柵補(bǔ)償方法[7]。1.4.5DCF補(bǔ)償技術(shù)從開展摻鉺光纖放大器的科學(xué)研究到現(xiàn)在，并隨著摻鉺光纖放大器研究的逐漸上市，大多數(shù)的廠商選擇了色散位移光纖作為傳輸光纖，可以完成超長距離光纖傳輸，傳輸距離超過200公里，并且選擇了無中繼的技術(shù)。中繼技術(shù)是采用位于1550nm波長帶內(nèi)的光。但是，由于1310nm單模光纖已經(jīng)普及了我國所有的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此如果要重新建設(shè)，無疑是一項(xiàng)耗資巨大的工程，但是又由于1310nm光纖如果使用1550nm的話應(yīng)用操作模式，將產(chǎn)生16ps/nm/km色散的實(shí)際效果。因此，不能將1310nm單模光纖傳輸線路用于1550nm以下的長距離數(shù)據(jù)高速傳輸。為了更好地處理這種色散所引起的問題，研發(fā)了DCF色散補(bǔ)償技術(shù)。1.4.6色散補(bǔ)償光纖技術(shù)原理色散補(bǔ)償光纖DCF在1550nm的光波長附近具有較大的負(fù)色散，約為-50至500ps/nm/km，由于1310nm單模光纖已經(jīng)普及了我國的所有光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此對用于解決該問題的專業(yè)色散補(bǔ)償光纖DCF被科學(xué)研究了出來，它是一種新型的單模光纖。在使用中，色散補(bǔ)償光纖DCF和一般的單模光纖SMF可以串聯(lián)連接形成傳輸線，從而可以處理發(fā)送數(shù)據(jù)信號時(shí)一般單模光纖需要產(chǎn)生的色散條件，并且可以實(shí)現(xiàn)更好的中繼，增加中繼的距離。這樣的操作如果沒有正常進(jìn)行，那么在1550nm光纖工作模式下使用1310nm光纖，它將產(chǎn)生16ps/nm/km色散的實(shí)際效果，這將導(dǎo)致所有系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量下降。色散補(bǔ)償光纖DCF具有負(fù)色散，因此可以補(bǔ)償色散，然后確保所有傳輸網(wǎng)絡(luò)的線路的總色散幾乎等同于零，從而完成高速率，大容量和長距離的光纖通信過程。但是即使如此，色散補(bǔ)償光纖DCF也有他的一些缺陷。盡管它增加了系統(tǒng)的中繼距離，但也導(dǎo)致了線路傳輸損耗的大大升高。在這樣的情況下，在選擇DCF進(jìn)行色散補(bǔ)償?shù)膫鬏斚到y(tǒng)中，通常需要連接摻鉺光纖放大器（EDFA）來補(bǔ)償傳輸線路的那些損耗部分。1.4.7光纖光柵補(bǔ)償法可以通過使用光線獨(dú)有的光敏性來制造光纖光柵，光敏性是由激光直接照射的混合光的折射率的變化，這與光強(qiáng)度的空間布局有關(guān)。其光的強(qiáng)度越大，它的變化越顯著。若是用某種獨(dú)特波長的光照射該光線上，則其折射率將有規(guī)律的變化，即光纖光柵。光纖光柵可用于補(bǔ)償色散。有兩種類型的用于色散補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵：對稱光纖光柵和非對稱光纖光柵。在日常生產(chǎn)生活中，大多數(shù)應(yīng)用啁啾光纖光柵在日常生活中用于執(zhí)行色散補(bǔ)償。啁啾光纖光柵是指其周期時(shí)間沿光纖方位角周期時(shí)間線性變換的光柵。由于啁啾光纖光柵可以在其所屬的光柵循環(huán)時(shí)間內(nèi)匹配特定的反射波波長，因此各個(gè)波長的光的最終在反射后達(dá)到的位置也會有所不同，并且時(shí)間差是一對一的相對性，同樣由于這種情況單模光纖中不同波長的群速度也都大不相同。波長越長，群速度越大，而波長越短，群速度越小。因此，根據(jù)該基本原理，會在一段光纖的前段上對應(yīng)循環(huán)時(shí)間較長和較長的循環(huán)時(shí)間部分的光柵。相應(yīng)光柵的通過環(huán)行器連接到光纖。長波長的數(shù)據(jù)信號將在光柵光纖的前端反射回光纖內(nèi)部，而短波長的數(shù)據(jù)信號將通過光柵在光柵光纖的末端反射。這樣，光波長的較短部分比光波長的較長部分留出更多的來回一圈的時(shí)間，并且該延遲差可用于補(bǔ)償由光纖中的色散引起的延遲差[8]。1.4.8光纖中的非線性效應(yīng)因?yàn)楣饫w線路中存在一些問題，例如：折射率。由于光線折射的實(shí)際作用，入射光的強(qiáng)度的大小將經(jīng)過折射發(fā)生一些變化，這樣的現(xiàn)象導(dǎo)致產(chǎn)生了光纖的非線性效應(yīng)。光纖線路中的非線性現(xiàn)象，包括受激拉曼散射，受激布里淵散射，四波混頻，自相位調(diào)制和交叉相位調(diào)制等等。由于存在非線性效應(yīng)，因此WDM光傳輸系統(tǒng)的傳輸距離和傳輸容量被造成很大的限制，這嚴(yán)重干擾了一個(gè)系統(tǒng)的性能。目前人類還遭受無法對WDM光傳輸系統(tǒng)的主要參數(shù)設(shè)計(jì)方案的困擾。在設(shè)計(jì)主要參數(shù)（例如信道功率，信道間隔，信道數(shù)量等等）時(shí)，設(shè)計(jì)方案可能比預(yù)期的要困難很多。其中，四波混頻效果系統(tǒng)造成了最為嚴(yán)重的破壞。彈性過程非線性效應(yīng)與非彈性過程非線性效應(yīng)是光纖中產(chǎn)生非線性效應(yīng)的兩個(gè)關(guān)鍵類型。產(chǎn)生受激布里淵散射和受激拉曼散射的關(guān)鍵是受激散射引起的整個(gè)非彈性的過程，這是由磁場和極化介質(zhì)之間的各種能量交換引起的。再看相位調(diào)制，交叉相位調(diào)制和四波混頻卻是由非線性系統(tǒng)的折射率引起的彈性過程，并且磁場和極化介質(zhì)二者關(guān)系中沒有能量的互換??。由于上述各種非線性效應(yīng)的危害，WDM光傳輸系統(tǒng)中的信道會造成非常大的串?dāng)_和功率損耗成本，這極大地限制了光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量量并限制了更長的傳輸距離。人們對設(shè)計(jì)理想的系統(tǒng)參數(shù)非常困難，因此研究如何解決非線性效應(yīng)非常必要，它可以大大的幫助人們提升光纖系統(tǒng)的性能。1.4.9非線性效應(yīng)的種類散射效應(yīng)因?yàn)槿祟愂澜缟纤械幕A(chǔ)物質(zhì)都是由基本粒子組成的，例如分子和原子。在正常情況下，這種基本粒子會在各種物質(zhì)中振動，沖擊和進(jìn)行自發(fā)熱適應(yīng)運(yùn)動，而不會受到干擾，而在光纖中的散射效應(yīng)實(shí)際上同樣是因?yàn)楫?dāng)激光波基于光纖物質(zhì)并通過它時(shí)，基本粒子在物質(zhì)中不間斷的振動，沖擊和自發(fā)熱運(yùn)動所造成的結(jié)果。四波混頻光纖的三階非線性極化作用引起的光波之間的耦合效應(yīng)稱為四波混頻（四聲子混合）。四波混頻的關(guān)鍵在于在特定波長的光下，光纖的折射率發(fā)生了變化，并且光波的相位差在不同的頻率下發(fā)生了變化，從而產(chǎn)生了新的波長的光波。這種變化主要發(fā)生在多通道系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號當(dāng)中，這可能導(dǎo)致各種參數(shù)影響，例如和頻，差頻和三倍頻等多種不同的效應(yīng)[9]。1.4.10光纖傳輸?shù)姆蔷€性效應(yīng)光纖傳輸?shù)乃p和色散和光纖長度的變化有著密切的一系列關(guān)系，它們是線性變化的線性效應(yīng)，而網(wǎng)絡(luò)帶寬系數(shù)和光纖長度又是與前面相反的非線性離散的效應(yīng)。這些東西在WDM系統(tǒng)中反映得更多更普遍。1.4.11非線性效應(yīng)的具體解決辦法在WDM光傳輸系統(tǒng)中，非線性離散效應(yīng)的影響主要是由不同信道間的相互影響引起的。由于非線性離散系統(tǒng)的本身會產(chǎn)生出來一個(gè)新的頻率，并在數(shù)據(jù)信號中傳輸走一小部分能量，因此這種情況會導(dǎo)致特定信道的總功率產(chǎn)生損耗，而新產(chǎn)生的頻率是因?yàn)楂@得了信號中的部分能量，這將導(dǎo)致信道之間明顯的數(shù)據(jù)信號串?dāng)_，并最終導(dǎo)致一整個(gè)WDM光傳輸系統(tǒng)的各種各項(xiàng)數(shù)據(jù)與器件的性能下降。如果發(fā)生了非線性離散效應(yīng)，則不可能消除由其自身引起產(chǎn)生的頻率，當(dāng)今的技術(shù)還無法消除此類額外附加的非線性離散信號，因此只能盡早提高非線性效應(yīng)的預(yù)防和削弱。有兩種方法可以預(yù)防非線性效應(yīng)并且很有效：一種是設(shè)置信道的參數(shù)，另一種是管理色散。三種設(shè)置信道間隔的方法：間隔一致的信道設(shè)置法、間隔不一致的信道設(shè)置法和間隔部分一致的信道設(shè)置法。色散分布有兩種類型：均與色散分布類型，非均勻色散分布類型。1.5光波分復(fù)用器和解復(fù)用器光波分復(fù)用器和光波分解復(fù)用器在一整個(gè)WDM系統(tǒng)中都有非常關(guān)鍵的影響和地位，如果它們的性能有問題，可能會嚴(yán)重破壞所有WDM系統(tǒng)的傳輸性能。因此，在所有WDM光傳輸系統(tǒng)中，光波分復(fù)用器和光波分解復(fù)用器在傳輸質(zhì)量方面具有關(guān)鍵作用和功能。光波分復(fù)用器光波分復(fù)用器的作用實(shí)際上是將幾個(gè)不同規(guī)格和型號的信號組合在一起，然后在同一根光纖線上傳輸它們，然后在后端應(yīng)用解復(fù)用器進(jìn)行反作用。將要多路復(fù)用在一起并在同一根光纖線上傳輸?shù)亩鄠€(gè)規(guī)格和型號的數(shù)據(jù)信號分解為單一規(guī)格和型號的信號再輸出。兩個(gè)器件是可以彼此轉(zhuǎn)換的。復(fù)用器的輸入端和輸出端的同時(shí)反過來，復(fù)用器就成為了解復(fù)用器，同樣的解復(fù)用器的輸入端和輸出端的反向施加成便為復(fù)用器。光波分復(fù)用器和光波分解復(fù)用器的關(guān)鍵性能參數(shù)是連接損耗和串?dāng)_。如果需要選擇光波分復(fù)用器或光波分解復(fù)用器，則其頻率偏差和連接損耗應(yīng)盡可能更小。若能夠成功實(shí)現(xiàn)了這兩個(gè)要素，就可以減少具有不同波長的信號之間的干擾，并且信道之間的串?dāng)_也將減少，隔離度也會增加。當(dāng)前的WDM系統(tǒng)中使用了兩種關(guān)鍵類型的光波分復(fù)用器，一種是光柵型光波分復(fù)用器，另一種是介質(zhì)薄膜型光波分復(fù)用器。1.6摻鉺光纖放大器輸入光信號輸入光信號光耦合器光隔離器光隔離器光濾波器泵浦光源圖2-6摻鉺光纖放大器示意圖目前，傳統(tǒng)的電子設(shè)備光纖線路中繼器具有許多缺點(diǎn)。不僅部件結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，而且應(yīng)用非常不方便，其成本和價(jià)格也非常昂貴。尤其是當(dāng)機(jī)器設(shè)備從低速轉(zhuǎn)換為高速傳輸模式時(shí)，中繼器肯定會出現(xiàn)一些相應(yīng)的拆卸和更換，這不僅不方便，而且還需要對本不需要消耗的大量開銷進(jìn)行投資。此時(shí)，摻鉺光纖放大器的存在已完全解決了這一缺陷，不僅不需要隨著信號方法的改變而改變，而且當(dāng)設(shè)備擴(kuò)展或用于光波分復(fù)用的時(shí)候，無需拆卸。憑借這一優(yōu)勢，摻鉺光纖放大器已成為全球光傳輸系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵原件，其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)已被大家所公認(rèn)，其應(yīng)用范圍也越來越廣。下面詳細(xì)說明摻鉺光纖放大器的原理和結(jié)構(gòu)。1.6.1摻鉺光纖放大器工作原理摻鉺光纖放大器主要由有源媒介，摻雜濃度值，泵浦光源，光耦合器和光隔離器等等構(gòu)建而成。來自光源的信號光和泵浦光可以在摻鉺光纖線上傳輸，而不受方向的限制，無論是沿相同方向傳輸（也稱為沿相同方向泵浦）還是沿反方向傳輸也稱為（反方向泵浦）或兩個(gè)不同方向的傳輸（也叫做為雙向泵送）都是可以的。當(dāng)信號光和泵浦光同一個(gè)時(shí)間加入到摻鉺光纖中的時(shí)候，由于泵浦光作用，使得鉺離子被激發(fā)到很高的電子能級，然后迅速變?yōu)閬喎€(wěn)態(tài)能級。當(dāng)由于入射信號光的影響和作用而變?yōu)榛鶓B(tài)時(shí)，摻鉺光纖放大器發(fā)出與該信號光匹配的光子，從而實(shí)現(xiàn)了信號得放大。1.6.2摻鉺光纖放大器的物理結(jié)構(gòu)在摻鉺光纖放大器中，隔離器在輸入端有一個(gè)，在輸出端有一個(gè)。其功能是更好地在單個(gè)方向上傳輸光信號。泵浦激光發(fā)生器的存在是為了更好地向系統(tǒng)供給能量。摻鉺光纖放大器根據(jù)其內(nèi)部光纖耦合器將輸入的光信號和泵浦光耦合到相同的摻鉺光纖之內(nèi)，并經(jīng)過摻鉺光纖作用將泵浦光的能量傳遞到輸入光信號之內(nèi)。最后給輸入的的光信號的動能放大了。在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，摻鉺光纖放大器不僅可以用于獲得非常大的輸出激光功率，而且還可以具有其他關(guān)鍵的主要參數(shù)，例如較低的噪聲指數(shù)值。摻鉺光纖放大器內(nèi)部運(yùn)用了多個(gè)泵浦源的結(jié)構(gòu)，并且在其中安隔離器在放大器的中間，起到相互保護(hù)和隔離的作用。為了更好地獲得更寬和更平坦的增益值曲線，還添加了一個(gè)增益值平坦濾波器[9]。1.6.3摻鉺光纖放大器的優(yōu)點(diǎn)單模光纖的最低損耗的覆蓋領(lǐng)域和摻鉺光纖放大器的放大覆蓋區(qū)域非常相似，導(dǎo)致了他們彼此之間的匹配度非常不錯(cuò)，該現(xiàn)象使得如果用摻鉺光纖放大器去放大單模光纖里的光信號，那么會讓傳輸產(chǎn)生的損耗非常的小，可以更好的傳輸更長的距離。摻鉺光纖放大器擁有較強(qiáng)透明度的優(yōu)點(diǎn)在數(shù)字信號的數(shù)據(jù)率和數(shù)字信號的格式兩方面也有