光纤通信系统波分复用系统-WDM解析课件.ppt
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- 光纤通信 系统 波分复用 WDM 解析 课件
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1、l 波分复用系统波分复用系统 (WDM)北京诚公通信工程监理股份有限公司四分公司1.波分复用系统及技术波分复用系统及技术n概念概念n发展概况发展概况n主要特点主要特点nWDM系统的技术规范系统的技术规范nWDM系统的基本类型及其应用系统的基本类型及其应用n波分复用的相关技术波分复用的相关技术n什么是波分复用技术?什么是波分复用技术?WDM:(Wavelength Dvision Multiplexing)简单地说,不同的信号汇集在一起传简单地说,不同的信号汇集在一起传输而互不干扰称为复用。输而互不干扰称为复用。“波分复用技术波分复用技术”指的是将不同波长的光信号汇集在一根光指的是将不同波长的光
2、信号汇集在一根光纤中发射传输,在接收端将它们分开。纤中发射传输,在接收端将它们分开。WDM技术的发展概况技术的发展概况n两波长两波长WDM(1310/1550nm)80年代在年代在AT&T网中使用网中使用n90年代中期年代中期,发展缓慢,发展缓慢 从从155M 622M 2.5G10G TDM技术的相对技术的相对简单性和波分复用器件的发展还没有完全成熟。简单性和波分复用器件的发展还没有完全成熟。n1995年开始,高速发展年开始,高速发展 (1)光纤色散和偏振模色散限制了光纤色散和偏振模色散限制了10Gb/s的传输。的传输。(2)TDM 10Gb/s面临着电子元器件响应时间的挑战。面临着电子元器
3、件响应时间的挑战。(3)光电器件的迅速发展。光电器件的迅速发展。我国光通信的先行者武汉邮电科学研究院研制我国光通信的先行者武汉邮电科学研究院研制的波分复用技术,为光网络传输提供了实现的波分复用技术,为光网络传输提供了实现“高高速信息公路速信息公路”的可能。的可能。1997年,武汉邮电科学研究院承担了具有国际年,武汉邮电科学研究院承担了具有国际领先水平的波分复用光网络技术的研究与开发。领先水平的波分复用光网络技术的研究与开发。1999年,国产首条密集波分复用系统工程在山年,国产首条密集波分复用系统工程在山东投入实际运行,表明我国光通信产业在该领域东投入实际运行,表明我国光通信产业在该领域中已取得
4、了重大的突破,并一跃成为世界上少数中已取得了重大的突破,并一跃成为世界上少数能够开发、生产这一设备的国家之一。能够开发、生产这一设备的国家之一。目前,我国已能够自行提供从集成式,半开放目前,我国已能够自行提供从集成式,半开放式到全开放式整个系列的密集波分复用系统。式到全开放式整个系列的密集波分复用系统。该该系统将覆盖国家干线网,本地网、教育网。系统将覆盖国家干线网,本地网、教育网。主要特点主要特点n充分利用了光纤的巨大带宽充分利用了光纤的巨大带宽n节约了大量的光纤节约了大量的光纤n降低了器件的超高速要求降低了器件的超高速要求n通道对传输信号完全透明通道对传输信号完全透明n可扩展性好可扩展性好W
5、DM系统的技术规范系统的技术规范 为了引进产品和国内自行开发的产品具为了引进产品和国内自行开发的产品具有统一性,制定我国的标准十分必要。有统一性,制定我国的标准十分必要。(a)现实的需要性,以)现实的需要性,以2.5Gbs系统为例,系统为例,16波分单向就可达到波分单向就可达到40Gbs的传输速率,的传输速率,这足以满足未来几年的业务需求;这足以满足未来几年的业务需求;(b)技术的可行性。当前波分复用器件和激)技术的可行性。当前波分复用器件和激光器元件的技术都满足光器元件的技术都满足16个波长以上的复用。个波长以上的复用。从当前应用上看,从当前应用上看,WDM系统只用于系统只用于2.5Gbs以
6、上的高速率系统。因而在制定规以上的高速率系统。因而在制定规范的过程中,我们主要考虑了基于范的过程中,我们主要考虑了基于2.5Gbs SDH的干线网的干线网WDM系统的应用,承载信号为系统的应用,承载信号为SDH STM-16系统,即系统,即2.5Gb/sN的的WDM系统系统。对于承载信号为其他格式。对于承载信号为其他格式(例如例如IP)的系的系统和其它速率(例如统和其它速率(例如10Gb/sN)暂不作要)暂不作要求。求。工作波长区的选择工作波长区的选择 对于常规对于常规G.652光纤,光纤,ITU-T G.692给给出了以出了以193.1THz为标准频率、间隔为为标准频率、间隔为100GHz的
7、的41个标准波长个标准波长(192.1196.1THz),即,即15301561nm。(通道数量,中心波长,波长间隔,中心频率偏移等通道数量,中心波长,波长间隔,中心频率偏移等)WDM系统除了对各个通路的信号波长有系统除了对各个通路的信号波长有明确的规定外,对中心频率偏移也有严格规定。明确的规定外,对中心频率偏移也有严格规定。通路通路中心频率偏移中心频率偏移定义为通路实际的中心频率定义为通路实际的中心频率与通路中心频率标称值的差值。对通路间隔选与通路中心频率标称值的差值。对通路间隔选择择100GHz的的162.5Gb/sWDM系统,到寿命系统,到寿命终了时的频率偏移应不大于终了时的频率偏移应不
8、大于20GHz。1310nm/1550nm窗口的波分复用窗口的波分复用:仍用于接入网,很少用于长距离传输仍用于接入网,很少用于长距离传输1550nm窗口的密集波分复用窗口的密集波分复用(DWDM):广泛用于长距离传输广泛用于长距离传输1550nm窗口的稀疏波分复用窗口的稀疏波分复用(CWDM):用于城域网用于城域网DWDMnDense Wavelength Division MultiplexernITU-T G692n信道间隔:信道间隔:nm量级量级D Dl lD Df1.6nm200GHz0.8nm100GHz0.4nm50GHzCWDMnCoarse Wavelength Divisio
9、n Multiplexern稀疏波分复用、粗波分复用稀疏波分复用、粗波分复用n信道间隔信道间隔:20nmn常用的波长为常用的波长为1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1590nm以及以及1610nm。n正在考虑正在考虑1290nm、1310nm、1330nm、1350nm、1380nm、1400nm、1420nm、1440nmWDM系统的基本类型及其应用系统的基本类型及其应用(1)双纤单向传输双纤单向传输 单向单向WDM传输是指所有光通路同时在一根光传输是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送。纤上沿同一方向传送。由于各信号是通过不同光波长携带的,因而由于
10、各信号是通过不同光波长携带的,因而彼此之间不会混淆。彼此之间不会混淆。在接收端通过光解复用器将不同波长的信号分在接收端通过光解复用器将不同波长的信号分开,开,完成多路光信号传输的任务。完成多路光信号传输的任务。反方向通过另一根光纤传输的原理与此相同。反方向通过另一根光纤传输的原理与此相同。图图7.7 双纤单向双纤单向WDM传输传输光发射机光发射机复用器光纤放大器解复用器光接收机光接收机1nl1lnl1ln1n光接收机光接收机解复用器光纤放大器复用器光发射机光发射机1nl1lnl1ln1n单纤双向传输单纤双向传输 光通路在一根光纤上同时向两个光通路在一根光纤上同时向两个不同的方向传输。不同的方向
11、传输。如图如图7.8所示,所用所示,所用波长相互分开,波长相互分开,以实现双向全双工的以实现双向全双工的通信。通信。光发射机光发射机光接收机光接收机1nl1lnl1ln1n光接收机光接收机复用/解复用器光纤放大器光发射机光发射机1nln 1l2n1n复用/解复用器ln 1l2n图图7.8 单纤双向单纤双向WDM传输传输集成式波分复用系统集成式波分复用系统:就是:就是SDH终端具有满终端具有满 足足G.692的光接口;标准的光波长、满足长的光接口;标准的光波长、满足长距离的光源。整个系统构造比较简单,但距离的光源。整个系统构造比较简单,但是不能直接接纳过去老是不能直接接纳过去老SDH系统和不同厂
12、系统和不同厂家的系统。家的系统。开放式波分复用系统开放式波分复用系统:就是波分复用器前端:就是波分复用器前端加入波长转移单元加入波长转移单元OTU,将当前,将当前SDH的的G.957接口波长转换为接口波长转换为G.692的标准波长光的标准波长光接口。可以接纳过去的老接口。可以接纳过去的老SDH系统,并实系统,并实现不同厂家互联,但现不同厂家互联,但OTU的引入可能对系的引入可能对系统性能带来一定的负面影响。统性能带来一定的负面影响。双向双向WDM系统在设计和应用时必须要考虑几个关系统在设计和应用时必须要考虑几个关键的系统因素:键的系统因素:如为了抑制多通道干扰多通道干扰(MPI),必须注意到光
13、反射的影响、双向通路之间的隔离、串扰的类型和数值、两个方向传输的功率电平值和相互间的依赖性、光监控信道光监控信道(OSC)传输和自动功率关断等问题,同时要使用双向光纤放大器。但与单向WDM系统相比,双向WDM系统可以减少使用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光分插复用器(OADM)或光交叉连光交叉连接器接器(OXC),可使各波长光信号进行合流与分流,实现波长的上下路上下路(Add/Drop)和路由分配路由分配,这样就可以根据光纤通信线路和光网的业务量分布情况,合理地安排插入或分出信号。波长变换器(OUT)光分插复用设备(OADM)光放大设备(EDFA)光交叉互连设备(OX
14、C)DWDM的线路光速率可从10Gbit/s、20Gbit/s、40Gbit/s、80Gbit/s、320Gbit/s直至1600Gbit/s。半开放式波分复用系统波长转移单元波长转移单元OTU(Optical Transition Unit):将将SDH终端送来的光信号,经过光终端送来的光信号,经过光电电光转移,送出特定波长信号送入合波器光转移,送出特定波长信号送入合波器(OMU)。SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字系列同步数字系列 波分复用的相关技术波分复用的相关技术 1光源技术光源技术 WDM系统须利用长波长光源器件,它系统须利用长波长光源器件,
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