传输专业基础知识介绍1课件.ppt

1、传输基础知识介绍传输基础知识介绍一、传输网络概述一、传输网络概述二、传输现网介绍二、传输现网介绍三、光纤知识三、光纤知识四、波分复用技术四、波分复用技术五、五、SDHSDH原理介绍原理介绍六、传输新技术介绍六、传输新技术介绍一、传输网络概述一、传输网络概述传输媒介传输媒介 信号类型信号类型 有线有线无线无线覆盖范围覆盖范围电缆电缆光纤光纤微波微波卫星卫星模拟模拟数字数字一干（国干）一干（国干）二干（省干）二干（省干）城域网（本地网）城域网（本地网）传输网络：传输网络：处于OSI七层模型中的物理层和数据链路层，为各种业务网络提供空间上的信号传送。光纤通信概念:光纤通信以光作为信息载体，利用光纤传

2、输携带信息的光波，以达到通信之目的。光纤通信基本组成：光纤；设备（对用户侧信号进行接入、交叉、复用，组成网络结构，调度电路资源，监控网络状态，实现自愈保护）。光纤通信技术体制：PDHSDHMSTP、WDM、OTN、PTN、PON。光纤通信光纤通信光传输网络主要特点光传输网络主要特点距离长：光中继距离长：光中继350Km，电中继，电中继5000Km容量大：光纤理论带宽容量大：光纤理论带宽4T，现网设备，现网设备1600G。质量高：误码率低；时延、抖动小；抗干扰；质量高：误码率低；时延、抖动小；抗干扰；保密性强。保密性强。智能化：智能化：ASON（SDH、ROADM）。）。IP化：化：DWDM、M

3、STP提供以太接口；提供以太接口；PTN，PON传送处理分组数据包。传送处理分组数据包。光纤通信模型光纤通信模型华为技华为技术术电端机（模电端机（模/数）数）光发送机光发送机光纤光纤中继器中继器光接收机光接收机电端机（模电端机（模/数）数）模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号 发送端的电端机把信息（发送端的电端机把信息（如话音）进行模如话音）进行模/数转换，用转数转换，用转换后的数字信号去调制发送机换后的数字信号去调制发送机中的光源器件中的光源器件LD，输出发出携，输出发出携带信息的光波。光波经光纤传带信息的光波。光波经光纤传输后到达接收端，光接收机把输后到达接收端，光接收机把数字信号从光波中检测

4、出来送数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。模转换，恢复成原来的信息。光纤光纤模拟信号模拟信号二、传输现网介绍二、传输现网介绍1.移动传送网技术应用2.一干传输网3.二干传输网4.城域网Page 10一干波分网络一干波分网络400G400GWDMWDM一干波分系统一干波分系统河北二干一期华为波分系统河北二干一期华为波分系统河北二干八期北环华为波分系统河北二干八期北环华为波分系统河北二干河北二干SDH四期南环四期南环6河北二干五期河北二干五期OSN本地传输网络本地传输网络管理系统管理系统 STM-64 二纤双向复用段保护环二纤双

5、向复用段保护环核心层核心层STM-16 二纤二纤MSPRing汇聚层汇聚层接入层接入层市区及各县市区及各县基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站扩展一扩展一玉田玉田遵化遵化迁西迁西裕华道裕华道天元天元扩展二扩展二扩展三扩展三扩展四扩展四扩展一扩展一扩展二扩展二扩展三扩展三扩展四扩展四扩展五扩展五扩展六扩展六扩展七扩展七扩展一扩展一扩展二扩展二扩展三扩展三扩展四扩展四扩展五扩展五扩展六扩展六STM-16 二纤二纤MSPRing五职高五职高缸窑缸窑胜利路胜利路信息港信息港迁安迁安滦县滦县乐亭乐亭滦南滦南唐海唐

6、海丰南丰南天元天元信息港信息港裕华道裕华道信息港信息港天元天元裕华道裕华道STM-16 二纤二纤MSPRingSTM-16 二纤二纤MSPRing扩展七扩展七扩展八扩展八裕华道裕华道丰润丰润古冶古冶裕华道裕华道天元天元信息港信息港裕华道裕华道天元天元信息港信息港五职高五职高胜利路胜利路缸窑缸窑裕华道汇聚裕华道汇聚华为网络华为网络三、光纤知识三、光纤知识1.光纤结构2.光纤分类3.光功率单位4.衰耗5.色散6.非线性 光纤结构纤芯的折射率大于包层，形成光波导包层包层n纤芯n12涂复层涂复层包层包层涂复层涂复层折射率折射率直径直径纤芯n11.4689m包层n2 1.462125m光纤的导光原理（阶

7、跃型）光纤的导光原理（阶跃型）光的折射：光的折射：光的全反射：光的全反射：010112132231Sin=12=1.462/1.468=85.8入射角入射角=90-85.8=4.2度，度，近于直线传播近于直线传播21单模光纤分类单模光纤分类G.652光纤：光纤：常规单模光纤，又称色散常规单模光纤，又称色散未未移位移位单模光纤单模光纤（1310性能最佳，性能最佳，0色散，低损耗）色散，低损耗）G.653光纤光纤：色散移位光纤；色散移位光纤；(1550nm性能最佳，性能最佳，0色散，容易色散，容易 引起非引起非线性。）线性。）G.654光纤光纤：G.655光纤：光纤：非零色散移位单模光纤。该种光纤

8、主要应用于非零色散移位单模光纤。该种光纤主要应用于1550nm工作工作波长区，色散系数较小，色散受限距离达数百公里，并且可波长区，色散系数较小，色散受限距离达数百公里，并且可以以 有效减小四波混频有效减小四波混频 的影响。的影响。截止波长移位的单模光纤截止波长移位的单模光纤；（；（1550低衰减，低衰减，1310零色散）零色散）主要用于海底光缆主要用于海底光缆Page 22色散系数色散系数(ps/nmkm)(ps/nmkm)正色散系数正色散系数G.655G.655光纤光纤波长波长(nm)(nm)155015501310131017171.1550nm1.1550nm波长区具有最小色散和衰减，波

9、长区具有最小色散和衰减，适合适合DWDMDWDM系统、高速信号传输系统、高速信号传输2.2.应用：应用：TrueWaveTrueWave真波光纤真波光纤(正色散区正色散区的的SPMSPM效应有利于传输效应有利于传输)；LEAF-LEAF-大有效大有效面积光纤（克服非线性效应）面积光纤（克服非线性效应）G.652G.652光纤光纤:大量铺设，大量铺设，传高速信号需色散补偿传高速信号需色散补偿G.653G.653光纤光纤:1550nm:1550nm波长区波长区混频严重，不适合混频严重，不适合DWDMDWDM负色散系数负色散系数G.655G.655光纤光纤G.654于于653类似，截止波长不同类似，

10、截止波长不同1530nm全波光纤全波光纤消除了消除了1380nm处的水峰增益处的水峰增益23W功率单位是瓦特。光传输中的光能量比较小，一般用功率单位是瓦特。光传输中的光能量比较小，一般用mW进行计量。进行计量。dBmdB dB单位是一个相对值，是单位是一个相对值，是P1相对于参考点相对于参考点P2的功率值：的功率值：P1-2 dB=10*log10(P1/P2)=10*log10(P1/P0)-10*log10(P2/P0)dBm单位是一个绝对值，是和单位是一个绝对值，是和1mW的功率值的绝对值：的功率值的绝对值：P dBm=10*log10(P/P0)=10*log10(pmW/1mW)光指

11、标功率光指标功率24损耗损耗 1吸收损耗吸收损耗吸收损吸收损耗耗光波通过光纤材料时，一部分光能变成热光波通过光纤材料时，一部分光能变成热能，造成光功率的损失能，造成光功率的损失光纤光纤基础材料（如基础材料（如SiO2）固有的吸收）固有的吸收，不是杂质或缺陷引起的，因此，本征吸不是杂质或缺陷引起的，因此，本征吸收基本确定了某一种材料吸收损耗的下收基本确定了某一种材料吸收损耗的下限限本征吸本征吸收收由光纤材料的不纯净而造成的附加吸由光纤材料的不纯净而造成的附加吸收损耗（灰尘，金属离子等）收损耗（灰尘，金属离子等）杂质吸杂质吸收收25散射损耗散射损耗损耗损耗 2散射损耗散射损耗由于光纤的材料、形状、

12、折射率分布等的由于光纤的材料、形状、折射率分布等的缺陷或不均匀，使光纤中传导的光发生散缺陷或不均匀，使光纤中传导的光发生散射，由此产生的损耗。射，由此产生的损耗。指光通过指光通过密度或折射率等不均匀密度或折射率等不均匀的物质时，的物质时，除了在光的传播方向以外，在其他方向也除了在光的传播方向以外，在其他方向也可以看到光，这种现象叫光的散射。可以看到光，这种现象叫光的散射。散散 射射26由于光纤经过集束制成光缆，在各种环境下由于光纤经过集束制成光缆，在各种环境下进行光缆敷设、光纤接续以及作为系统的耦进行光缆敷设、光纤接续以及作为系统的耦合与连接等引起的光纤附加损耗合与连接等引起的光纤附加损耗损耗

13、损耗 3附加损耗附加损耗 光纤光纤/光缆的弯曲损耗、微弯损耗光缆的弯曲损耗、微弯损耗 光纤线路中的连接损耗光纤线路中的连接损耗 光器件之间的耦合损耗等光器件之间的耦合损耗等附加损耗附加损耗27损耗谱损耗谱0 00.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.080080010001000120012001400140016001600波长（波长（nmnm）损耗损耗（dB/kmdB/km）140THz140THz50THz50THzOH-吸收峰吸收峰OH-吸收峰吸收峰OH-吸收峰吸收峰O OE ES SC CL LIIIII IIIIIII IVIVV V8501310 1

14、550 28色色 散散时间时间光功率光功率入射光脉冲波形入射光脉冲波形单模光纤单模光纤时间时间光功率光功率出射光脉冲波形出射光脉冲波形当光纤的输入端入射光脉冲信号经过长距离传输当光纤的输入端入射光脉冲信号经过长距离传输以后，在光纤输出端，光脉冲波形发生了时间上以后，在光纤输出端，光脉冲波形发生了时间上的展宽，产生码间干扰，这种现象即为色散。的展宽，产生码间干扰，这种现象即为色散。色散色散红紫白光.29光脉冲信号中的光脉冲信号中的不同频谱成份不同频谱成份在光纤中的传输速度在光纤中的传输速度不同，导致脉冲信号传输后展宽甚至离散。不同，导致脉冲信号传输后展宽甚至离散。脉冲展宽脉冲展宽T色散色散 1色

15、度色散色度色散30脉冲展宽脉冲展宽(ps)=D(ps/nm*km)S(nm)L(km)1 0 1 0 1 0 1 1 0 11 0 1 0 1 0 1 1 0 1InputOutputTimeTime脉冲展宽脉冲展宽 1/4 比特周期时会引起误码比特周期时会引起误码 脉冲展宽脉冲展宽色散色散 1色度色散色度色散的影响的影响31色散色散 2偏振模色散偏振模色散PMD光纤中的光传输可描述成完全是沿X轴振动和完全是沿Y轴振动或一些光在两轴上的振动。每个轴代表一个偏振“模模”两个偏振模的到达时间差偏振模色散偏振模色散PMD32 环境因素和工艺缺陷引起的纤芯椭圆及应力环境因素和工艺缺陷引起的纤芯椭圆及应

16、力 几乎可忽略，但是无法完全消除，只能从光器件上使之最小化几乎可忽略，但是无法完全消除，只能从光器件上使之最小化 脉冲宽度越窄的超高速系统中，脉冲宽度越窄的超高速系统中，PMDPMD的影响越大的影响越大色散色散 2偏振模色散偏振模色散PMD33色散色散 2偏振模色散偏振模色散PMD的影响的影响34色散补偿色散补偿从系统的角度来看，光纤色散与光纤的长度呈正比，即光从系统的角度来看，光纤色散与光纤的长度呈正比，即光纤色散是具有纤色散是具有累积性质累积性质的，因而光通信系统设计上存在着的，因而光通信系统设计上存在着有光纤色散决定的传输距离限制。有光纤色散决定的传输距离限制。对于长距对于长距(LONG

17、 HAUL)(LONG HAUL)、超长距（、超长距（ULTRA LONG ULTRA LONG HAULHAUL）应用，必须对色散进行控制和管理。）应用，必须对色散进行控制和管理。需要利用具有负波长色散的色散补偿光纤（需要利用具有负波长色散的色散补偿光纤（DCFDCF），对色），对色 散进行补偿，降低整个传输线路的总色散。散进行补偿，降低整个传输线路的总色散。35光纤非线性效应光纤非线性效应 1 自相位调制（自相位调制（SPM）传输前的脉冲宽度强度传输前的光谱传输后的脉冲宽度传输后的光谱强度激光强度变化激光强度变化光纤折射率变化光纤折射率变化引起光信号自身的引起光信号自身的相位调整相位调整3

18、6 在多波长系统中，一个信道的相位变化不仅与本信道的光强有关，也与其它相邻信道相邻信道的光强有关 由于相邻信道间的相互作用，相互调制的相位变化称为交叉相位调制（交叉相位调制（XPM）光纤非线性效应光纤非线性效应 2 交叉相位调制（交叉相位调制（XPM）A A通道通道折射率折射率变化变化B B通道通道信号信号相位调整相位调整B B通道通道折射率折射率变化变化37当多个一定强度的光波在光纤中混波时各个波长信道间当多个一定强度的光波在光纤中混波时各个波长信道间的非线性作用会导致新波长的产生；致使各波长信道间的非线性作用会导致新波长的产生；致使各波长信道间能量的转移和互相串扰。能量的转移和互相串扰。光

19、纤非线性效应光纤非线性效应 3四波混频（四波混频（FWM）38 产生新的波长，使原有信号的光能量受到产生新的波长，使原有信号的光能量受到损失，影响系统的信噪比等性能；损失，影响系统的信噪比等性能；如果产生的新波长与原有某波长相同或交如果产生的新波长与原有某波长相同或交叠，从而产生严重的串扰。叠，从而产生严重的串扰。光纤非线性效应光纤非线性效应 3四波混频的影响四波混频的影响39光纤非线性效应光纤非线性效应 4 受激拉曼散射（受激拉曼散射（SRS）光子）光子输入输入 l lP输出输出l lP40光纤非线性效应光纤非线性效应 5受激布里渊散射受激布里渊散射（SBS）声子）声子散射功率输出功率输入功

20、率25155-5-15-25-35-50510152025-15-10-5051015四、波分复用技术四、波分复用技术1.定义2.系统结构3.网络层次4.关键技术5.波长规范42四、波分复用（四、波分复用（WDM）l lNl l2l l1l lNl l2l l1l lNl l2l l1光复用器光复用器光解复用器光解复用器光纤放大器光纤放大器Page 43高速路高速路加油站加油站巡逻车巡逻车示示 例例小车小车/信号信号 高速路高速路/光纤光纤 加油站加油站/光放站光放站 巡逻车巡逻车/监控信道监控信道2.5G10GGE44 信道信道1 信道信道N光分波光分波 器器输出输出光接收机光接收机输入输入

21、 信道信道1 信道信道N光合波光合波 器器光发射机光发射机网络管理网络管理系统系统DWDM系统基本结构系统基本结构光中继放大光中继放大DWDM系统结构图OMUTX OTU1l l1 1TX OTU2l l2 2TX OTU32l l3232EMUOWUOSCODURX OTU16l l2 2l l1 1RX OTU16l l3232l l3131OMTOMTOMUTX OTU1l l1 1TX OTU2l l2 2TX OTU32l l3232EMUOWUOSCODURX OTU16l l2 2l l1 1RX OTU16l l3232l l3131OMTOMTEMUOWUOSCILAILAO

22、TM信号流发送端信号流发送端L-EVENOTUOTUM40M40C-ODDOTUOTUM40M40I IT TL LLL-ODDOTUOTUM40M40MCA-LOAU-LGOAU-LGMCA-CCC-EVENOTUOTUM40M40OAU-CGOAU-CGF FI IU US SC C1 1I IT TL L400G400G800G800G1200G1200G1600G1600GDCMDCM47平滑扩容平滑扩容4010G16010G8010G平滑扩容平滑扩容48IPATMSDHDWDMOpen Optical InterfaceSDHATMIP其它其它DWDM在传输网中的定位在传输网中的定位

23、光纤物理层光纤物理层49WDM系统关键技术系统关键技术1、标准稳定的波长，满足、标准稳定的波长，满足ITU-T建议，符合建议，符合G.692规范规范。标准：对标准：对16/32波系统，为波系统，为192.1193.6/195.2THz，间隔间隔100GHz 稳定：工作时，不允许有大的波长漂移稳定：工作时，不允许有大的波长漂移2、具有良好的光谱性能，高色散容限，满足远距离传输、具有良好的光谱性能，高色散容限，满足远距离传输 在使用光放大技术后，在使用光放大技术后，DWDM系统再生段主要受系统再生段主要受色散色散 和和光信噪比光信噪比的限制的限制。Page 51优点：技术简单、成本较低优点：技术简

24、单、成本较低缺点：因存在缺点：因存在11和和00频率的变化，不可避免存在啁啾。啁啾的存在展宽了激光器发射光谱的带宽，频率的变化，不可避免存在啁啾。啁啾的存在展宽了激光器发射光谱的带宽，使光源的光谱特性变坏，限制了系统的传输速率和距离；适用于短距离传输使光源的光谱特性变坏，限制了系统的传输速率和距离；适用于短距离传输直接调制光源直接调制光源直接调制：直接调就是利用电信号的直接调制：直接调就是利用电信号的11和和00控制激光器的开、关，使特定波长的光波携载电信控制激光器的开、关，使特定波长的光波携载电信号。号。Page 52优点：频率啁啾较低，色散受限距离较长优点：频率啁啾较低，色散受限距离较长缺

25、点：技术较复杂缺点：技术较复杂电吸收调制光源（电吸收调制光源（EAEA）Page 53优点：可忽略啁啾，色散受限距离很长优点：可忽略啁啾，色散受限距离很长缺点：技术难度大，不便于集成缺点：技术难度大，不便于集成马赫马赫-策恩德尔调制光源（策恩德尔调制光源（M-ZM-Z）Page 54三种光源的比较三种光源的比较直调光源电吸收调制光源马赫-策恩德尔调制光源最大色散ps/nm12002400720012800大于12800成本适中贵昂贵波长稳定性较好好很好WDM中，我们常用的是电吸收调制光源和直调光源中，我们常用的是电吸收调制光源和直调光源发光：发光：半导体激光器半导体激光器LDLD（Laser

26、DiodeLaser Diode）Page 55光电检测器光电检测器光电检测器的作用是把接收到的光信号转换成相应的电信号。光电检测器的作用是把接收到的光信号转换成相应的电信号。半导体光检测器主要有两类：半导体光检测器主要有两类：PINPIN光电二极管和雪崩光电二极管（光电二极管和雪崩光电二极管（APDAPD）。）。PIN PIN管由于其灵敏度比较低（一般为管由于其灵敏度比较低（一般为-20dBm-20dBm左右）、过载点比较高（一般左右）、过载点比较高（一般为为0dBm0dBm左右）适用于短距离传送。左右）适用于短距离传送。APDAPD管由于其灵敏度比较高（一般为管由于其灵敏度比较高（一般为-

27、28dBm-28dBm左右）左右）、过载点比较低（一般、过载点比较低（一般为为-9dBm-9dBm左右），适用于长距离传送。左右），适用于长距离传送。较高的反向偏压以及较强的输入光信号都可能导致反偏电流过大，使较高的反向偏压以及较强的输入光信号都可能导致反偏电流过大，使APDAPD管被管被反向击穿。因此在现场需要注意操作规范：反向击穿。因此在现场需要注意操作规范：1 1、使用、使用OTDROTDR表等能输出大功率光信号的仪器对光路进行测量时，注意将对端表等能输出大功率光信号的仪器对光路进行测量时，注意将对端通信设备与光路断开，一面强光损坏接收机。通信设备与光路断开，一面强光损坏接收机。2 2、

28、保证输入光功率不超过器件允许的最大值，单板自环时注意加适当的衰减、保证输入光功率不超过器件允许的最大值，单板自环时注意加适当的衰减器。器。3 3、不能采用将光纤连接器插松的形式来代替光衰减器。、不能采用将光纤连接器插松的形式来代替光衰减器。56波分复用器件包括合波器和分波器，又叫光复用器波分复用器件包括合波器和分波器，又叫光复用器和光解复用器和光解复用器复用器复用器fiberfiber解复用器解复用器OM/OD技术波分复用器件技术波分复用器件57OM/OD技术技术OM/OD器件器件合波器合波器（OM）分波器分波器（OD)把来自光纤的光波分解成具有原标称波长的光通路信把来自光纤的光波分解成具有原

29、标称波长的光通路信号，分别输入到相应的光通路接收机中，即对光波起号，分别输入到相应的光通路接收机中，即对光波起解复用作用。解复用作用。把具有标称波长的各复用通路光信号合成为一束光把具有标称波长的各复用通路光信号合成为一束光波，送到光纤中进行传输，对光波起复用作用。波，送到光纤中进行传输，对光波起复用作用。合波器和分波器能合波器和分波器能58 光栅型光栅型光波分复用器光波分复用器 介质薄膜滤波器型（介质薄膜滤波器型（DTF)耦合器型（熔锥型）耦合器型（熔锥型）阵列波导光栅型阵列波导光栅型(AWG)OM/OD技术技术OM/OD器件类型器件类型59l1,2,3,.nlllllnOM/OD器件类型器件

30、类型 1光栅型滤波器光栅型滤波器60OM/OD器件类型器件类型 1光栅型光栅型复用器复用器 原理原理 属于角色散型器件，当光到光栅上后，由于光栅的角色散作用，使不同的光信号以不同的角度出射，然后经过透镜会聚 到不同的输出光纤，从而完成波长选择和分离的作用，反之就可以实现波长的合并。优点优点 波长选择特性优良，可以使波长间隔小到0.5nm左右 并联工作，插入损耗不会随复用信道的数目增加而增加 缺点缺点 温度稳定性不好61合波光（合波光（l l1,l l2.l ln）l l1l l2l l3l lnl ln-1OM/OD器件类型器件类型 2介质薄膜滤波介质薄膜滤波器复用器器复用器62OM/OD器件

31、类型器件类型 2介质薄膜滤波介质薄膜滤波器复用器器复用器 原理原理 利用几十层不同的介质薄膜组合起来，组成具有特定波长选择特性的干涉滤波器，就可以实现将不同的波长分离或合并 优点优点 可以实现结构稳定的小型化器件 信号通带比较平坦 插入损耗较低 温度特性很好 缺点缺点 加工复杂，但目前的工艺已经比较成熟 通路数不能太多。63l l1l l2l l3l l4。llll l l ll OM/OD器件类型器件类型 3耦合器型复用耦合器型复用器器64OM/OD器件类型器件类型 3耦合器型复用耦合器型复用器器 原理原理 通过将多根光纤熔融在一起，使多个输入波长可以耦合在一起，达到波长合并的目的，但不能用

32、来将不同波长进行分离。优点优点 温度特性很好 光通道带宽较好 制造简单，易于批量生产 缺点缺点 尺寸较大，信道隔离度差，复用的波长数少输入波导群输入波导群输出波导群输出波导群l l1,l l2,.l lnl l1l ln.片状波导片状波导 阵列波导阵列波导硅衬底硅衬底OM/OD器件类型器件类型 4阵列波导波分阵列波导波分复用器（复用器（AWG）66OM/OD器件类型器件类型 4阵列波导波分阵列波导波分复用器（复用器（AWG）原理原理 是以光集成技术为基础的平面波导型器件。优点优点 并联工作，可以复用的通道数多 尺寸小 易于批量生产 缺点缺点 需要温度补偿67DWDM系统与光波分复用器件的对应关

33、系系统与光波分复用器件的对应关系光波分复用器光波分复用器类型类型合波器合波器分波器分波器3232波波以下以下4040波波8080波波以上以上3232波波以下以下4040波波8080波波以上以上耦合型耦合型-阵列波导型阵列波导型-介质薄膜型介质薄膜型-光栅型光栅型-68信道隔离信道隔离度度插入损耗插入损耗复用通路复用通路数数OM/OD技术波分复用器主要参数技术波分复用器主要参数代表波分复用器件能进行复用与解复用的光通路数代表波分复用器件能进行复用与解复用的光通路数量，量，它与器件的分辨率、隔离度等参数密切相关它与器件的分辨率、隔离度等参数密切相关它表征此光元器件中各复用光通路彼此之间的隔它表征此

34、光元器件中各复用光通路彼此之间的隔离程度离程度波分复用器件本身对光信号的衰耗作用波分复用器件本身对光信号的衰耗作用69中心波长中心波长带带 宽宽反射系数反射系数是指在波分复用器件的输入端，反射光功率是指在波分复用器件的输入端，反射光功率与入射光功率之比与入射光功率之比进出复用器的波长与进出复用器的波长与ITU-T规定的标准波长相比不规定的标准波长相比不能相差太大偏差，否则会引起系统崩溃。能相差太大偏差，否则会引起系统崩溃。该参数仅对分波器有效，该参数仅对分波器有效，20dB描述分波器阻带描述分波器阻带特性，特性，0.5dB描述分波器带通特性描述分波器带通特性OM/OD技术波分复用器主要参数技术

35、波分复用器主要参数70波长波长相对功率相对功率要求：信道间功率均衡要求：信道间功率均衡 良好的光谱特性（顶平而沿陡）良好的光谱特性（顶平而沿陡）OM/OD技术波分复用器光谱要求技术波分复用器光谱要求71 光放大器的出现和发展克服了高速长距离传输光放大器的出现和发展克服了高速长距离传输的最大障碍的最大障碍光功率受限，这是光通信史上光功率受限，这是光通信史上的重要里程碑。的重要里程碑。光放大器是一种不需要经过光光放大器是一种不需要经过光/电电/光变换而直光变换而直接对光信号进行放大的有源器件接对光信号进行放大的有源器件光放大技术光放大技术72光放大技术放大器分类光放大技术放大器分类73光放大技术掺

36、铒光纤放大器光放大技术掺铒光纤放大器EDFA主要是由掺铒光纤、泵浦源、耦合器和光隔离器组成主要是由掺铒光纤、泵浦源、耦合器和光隔离器组成 耦合器耦合器光隔离器光隔离器光隔离器光隔离器掺铒光掺铒光纤纤泵浦激泵浦激光器光器输入信号输入信号输出信号输出信号 是为了保证泵浦光与是为了保证泵浦光与EDFA中合波器的反射光中合波器的反射光不向外洩漏，光隔离器不向外洩漏，光隔离器的特点是只允许正方向的特点是只允许正方向的光进入。的光进入。信号光和与泵浦光同时沿掺铒光信号光和与泵浦光同时沿掺铒光纤传纤传 输，泵浦光的能量被光纤中输，泵浦光的能量被光纤中的铒离子吸收而跃迁到更的铒离子吸收而跃迁到更 高的能高的能

37、级，并可以通过能级间的受激发级，并可以通过能级间的受激发射转移为信号光的能量。信号光射转移为信号光的能量。信号光沿掺铒光纤长度不断放大，泵浦沿掺铒光纤长度不断放大，泵浦光光 沿掺铒光纤长度不断衰减沿掺铒光纤长度不断衰减把铒离子从把铒离子从E1能级能级“泵泵”到到E3能级，使能级，使其形成粒子数反转分布其形成粒子数反转分布状态，为受激幅射创造状态，为受激幅射创造条件条件。把泵浦光与信把泵浦光与信号光合并在一号光合并在一起输入到掺铒起输入到掺铒光纤中光纤中74光放大技术光放大技术 EDFA的工作原理的工作原理980nm 泵浦泵浦快速非辐射跃迁快速非辐射跃迁N1N3N21530 1560nm信号信号

38、受激辐射跃迁和受激辐射跃迁和自发辐射跃迁自发辐射跃迁15301560nm信号信号受激吸收受激吸收1480nm 1480nm 泵浦泵浦基态基态Er3+Er3+激发态激发态亚稳态亚稳态75DWDM系统中使用的系统中使用的EDFA必须具有必须具有:足够的带宽足够的带宽 平坦的增益平坦的增益 低噪声系数低噪声系数 高输出功率高输出功率光放大技术重要性能指标光放大技术重要性能指标 特别是增益平坦度，这是特别是增益平坦度，这是DWDMDWDM系统对系统对EDFAEDFA的特殊要求！的特殊要求！76放大器增益平坦的级联放大放大器增益不平坦的级联放大EDFA增益平坦示意图增益平坦示意图77光放大技术光放大技术

39、 EDFA的增益平坦度的增益平坦度解决增益均衡的途径首先是实现增益谱的平坦解决增益均衡的途径首先是实现增益谱的平坦可采用的方法大体上可分为滤波器型和本征型两类可采用的方法大体上可分为滤波器型和本征型两类78合合波波器器12n 光功率光功率放大放大分分波波器器12n 光线路光线路放大放大光前置光前置放大放大光线路光线路放大放大 合波信号功率提升合波信号功率提升 较大的输出功率较大的输出功率 中继设备中继设备 补偿线路传输损耗补偿线路传输损耗 较小的噪声系数较小的噪声系数 较大输出光功率较大输出光功率 提高接收灵敏度提高接收灵敏度 要求噪声系数较小要求噪声系数较小光放大技术光放大技术 EDFA的应

40、用分类的应用分类79采用采用14801480的泵浦源的的泵浦源的EDFAEDFA特点：较高的泵浦效率，可以输出较特点：较高的泵浦效率，可以输出较大功率，但噪声较高。大功率，但噪声较高。光放大技术光放大技术 EDFA的泵浦源分类的泵浦源分类有两种泵浦源有两种泵浦源：980nm 和和1480nm980nm采用采用980nm的泵浦源的的泵浦源的EDFA特点：低噪声特点：低噪声1480nm80 当当WDM系统的传输链路突然断开，如果光放大器的泵浦源不关闭，系统的传输链路突然断开，如果光放大器的泵浦源不关闭，继续向掺铒光纤继续向掺铒光纤“泵浦泵浦”，使处于稳态的铒离子越积累越多；若此，使处于稳态的铒离子

41、越积累越多；若此时有一个较高功率的光信号输入，将使所有处于亚稳态的铒离子发生时有一个较高功率的光信号输入，将使所有处于亚稳态的铒离子发生受激幅射，从而导致光放大器的输出光功率出现受激幅射，从而导致光放大器的输出光功率出现“尖峰尖峰”，“烧坏烧坏”光连接器和光接收机，给系统带来无法弥补的损伤光连接器和光接收机，给系统带来无法弥补的损伤光放大技术光放大技术 EDFA的光浪涌问题的光浪涌问题81光监控技术光监控通道（光监控技术光监控通道（OSC）复用器复用器解复用器解复用器OBAOBAOPAOPAOPAOPAOBAOBA解复用器解复用器复用器复用器OLAOLAOLAOLAOLAOLAOLAOLAOL

42、AOLAOLAOLA OSC OSC OSC OSC OSC OSC OSC OSC OSC OSC82光监控技术光监测信道应考虑的问光监控技术光监测信道应考虑的问题题 监控通路不应限制光放大器中泵浦光源的光波长（980nm和1480nm）监控通路不应限制未来在1310nm波长的业务 线路放大器失效时，监控通路应仍然可用 监控通路不应限制两线路放大器间的传输距离83采用采用 1510nm 的波长的波长 信号速率为信号速率为 2.048Mb/s 接收机灵敏度：接收机灵敏度：48dbm 信号码型信号码型:CMI（信号翻转码）（信号翻转码）信号发送功率信号发送功率:0 7 dbm光监控技术光监测信道

43、的实现光监控技术光监测信道的实现8401311415 1623典型典型OSC信息的帧结构信息的帧结构0 0 0时隙时隙:帧定位字节帧定位字节 1时隙时隙:E1字节（中继段公务字节（中继段公务)2时隙时隙:F1字节字节 3-14时隙时隙:D1D12 (数据通信通道数据通信通道)15时隙时隙:E2字节字节(复用段公务复用段公务)16-31时隙时隙:保留字节保留字节1 12 23 3141415151616313185波段划分波段划分00.51.01.52.02.53.08001000120014001600波长（nm）损耗（dB/km）140THz50THzOH-吸收峰OH-吸收峰OH-吸收峰OE

44、SCLOSECL86波段划分波段划分波段名称波段名称说明说明波长范围波长范围O波段 原始(Original)1260-1360E波段 扩展(Extended)1360-1460S波段 短波(Short)1460-1530C波段 常规(Conventional)1530-1565L波段 长波(Long)1565-1625U波段 超常(Ultralong)1625-167587当复用通路为当复用通路为1616波波/32/32波波/40/40波时：波时：第第1 1波的中心频率为波的中心频率为192.1THz192.1THz 通路间隔为通路间隔为100GHz100GHz 频率向上递增频率向上递增标称中

45、心频率标称中心频率标称中心标称中心频率频率是指是指WDM系统中每个复用通路对应系统中每个复用通路对应的中心波长（频率）。的中心波长（频率）。88标称中心频率标称中心频率898/16/32/408/16/32/40波系统波系统工作波长说明工作波长说明 工作波长范围：工作波长范围：C波段（波段（1530nm1565nm）频率范围：频率范围：192.1THz196.0THz 通路间隔：通路间隔：100 GHz 中心频率偏差：中心频率偏差：20GHz（速率低于（速率低于2.5Gbit/s）；12.5GHz（速率（速率10Gbit/s）90 80 80波系统波系统工作波长说明工作波长说明 工作波长范围：

46、工作波长范围：C波段（波段（1530nm1565nm）频率范围：频率范围：C波段（波段（192.10 196.00THz 和和 192.15196.05THz）通路间隔：通路间隔：50GHz 中心频率偏差：中心频率偏差：5GHz91 160 160波系统波系统工作波长说明工作波长说明 工作波长范围：工作波长范围：C波段（波段（1530nm1565nm）+L波段（波段（1565nm1625nm）频率范围：频率范围：C波段（波段（192.10196.00THz和和192.15196.05THz）+L波段（波段（187.00190.90THz 和和186.95190.85THz）通路间隔：通路间隔：

47、50GHzuSDH的基本概念的基本概念同步数字传输序列同步数字传输序列（Synchronous Digital Synchronous Digital HierarchyHierarchy），是，是一整套可进行同步数字传输、复一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。uSDH的产生的产生最早提出最早提出SDHSDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络步网络(SONET)(SONET)。目的是在光路上实现标准化，便于不。目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网

48、络的灵活性。同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。19881988年，国际电报电话咨询委员会年，国际电报电话咨询委员会(CCITT)(CCITT)接受了接受了SONETSONET的概念，重新命名为的概念，重新命名为“同步数字系列同步数字系列(SDH)”(SDH)”。五、五、SDH原理介绍原理介绍中国的中国的SDH基本复用映射结构基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理指针处理映射映射定位定位复用复用

49、AUG-N13731l映射映射在在SDHSDH网络边界处（例如网络边界处（例如SDH/PDHSDH/PDH边界处），将支路信号适配进虚容器的边界处），将支路信号适配进虚容器的过程。象我们经常使用的将各种速率（过程。象我们经常使用的将各种速率（140Mbit/s140Mbit/s、34Mbit/s34Mbit/s、2Mbit/s2Mbit/s）信号先经过码速调整，分别装入到各自相应的标准容器中，再加上相应信号先经过码速调整，分别装入到各自相应的标准容器中，再加上相应的低阶或高阶的通道开销，形成各自相对应的虚容器的过程的低阶或高阶的通道开销，形成各自相对应的虚容器的过程l定位定位定位是指通过指针调

50、整，使指针的值时刻指向低阶定位是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VCVC帧的起点在帧的起点在TUTU净负净负荷中或高阶荷中或高阶VCVC帧的起点在帧的起点在AUAU净负荷中的具体位置，使收端能据此正确地净负荷中的具体位置，使收端能据此正确地分离相应的分离相应的VCVC。l复用复用通过字节交错间插方式把通过字节交错间插方式把TUTU组织进高阶组织进高阶VCVC或把或把AUAU组织进组织进STM-NSTM-N的过程的过程。lC-12容器容器12；与；与2M相对应的标准信息结构，完成相对应的标准信息结构，完成2M信号速率适配，信号速率适配，4个基帧组成一复帧。个基帧组成一复帧。lVC-12虚容