第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡

1、第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡第第6章章 DWDM/WDM 光傳輸網(wǎng)絡光傳輸網(wǎng)絡 內容提要內容提要n概述概述n密集型波分復用系統(tǒng)密集型波分復用系統(tǒng) n DWDM傳輸媒質傳輸媒質nDWDM指標參數(shù)指標參數(shù)nDWDM的幾種網(wǎng)絡單元類型設備的幾種網(wǎng)絡單元類型設備(以華以華為設備為例為設備為例) 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡增加傳輸容量的方法：增加傳輸容量的方法： 1)空分復用空分復用- 鋪設多芯新光纜鋪設多芯新光纜 2)時分復用時分復用-使用更高比特率的時分多路復使用更高比特率的時分多路復用系統(tǒng)（用系統(tǒng)（TDM）。）。 3)波分復用（波分復用（WDM）-將不同波長的光信將不同波長的光信號混合在一起

2、進行傳輸。號混合在一起進行傳輸。 4)其它：光時分復用（其它：光時分復用（OTDM）、光碼分復）、光碼分復用等技術。用等技術。一、概述一、概述 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡三個技術的進步使三個技術的進步使WDM成為可能：成為可能：n光纖如康寧公司生產的非零色光纖如康寧公司生產的非零色散位移大有效面積光纖散位移大有效面積光纖LEAF。n光濾波器如光纖布拉格光柵。光濾波器如光纖布拉格光柵。n光纖放大器如光纖放大器如EDFA。A friend is easier lost than found第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡WDMWDM在電信市場上的應用從點到點的在電信市場上的應用從點到點的WDMW

3、DM系統(tǒng)開始，系統(tǒng)開始，逐漸發(fā)展到可上下固定波長的逐漸發(fā)展到可上下固定波長的OADMOADM鏈路系統(tǒng)、可上鏈路系統(tǒng)、可上下任意波長的下任意波長的OADMOADM鏈路系統(tǒng)、鏈路系統(tǒng)、WDMWDM環(huán)形網(wǎng)絡。環(huán)形網(wǎng)絡。 (c) 環(huán)狀及網(wǎng)狀結構的環(huán)狀及網(wǎng)狀結構的WDM系統(tǒng)系統(tǒng)OADMOADMOXCOADMOXCOXCOADMOADMOXCOMTOADMOMT(b) 點到點具有分插點到點具有分插/復用的復用的WDM系統(tǒng)系統(tǒng)(a) 點到點點到點WDM系統(tǒng)系統(tǒng)OMTOMT第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡由點到點傳輸系統(tǒng)向由點到點傳輸系統(tǒng)向WDM光網(wǎng)絡的演進光網(wǎng)絡的演進 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡1、DWD

4、M的現(xiàn)狀和發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展 利用利用TDM技術技術,已經(jīng)可以實現(xiàn)已經(jīng)可以實現(xiàn)40Gbit/s的的SDH商用系統(tǒng)，但受電子器件發(fā)展和光纖商用系統(tǒng)，但受電子器件發(fā)展和光纖偏振模色散（偏振模色散（PMD）的限制，要實現(xiàn)更高）的限制，要實現(xiàn)更高比特率的系統(tǒng)非常困難比特率的系統(tǒng)非常困難人們開始研究光機制下的復用技術，即人們開始研究光機制下的復用技術，即波分復用技術（波分復用技術（WDM），使得一條光纖芯），使得一條光纖芯上可以同時傳輸多個波長上可以同時傳輸多個波長目前，商用目前，商用DWDM系統(tǒng)已達系統(tǒng)已達32(40)2.5Gbit/s、32(40)10Gbit/s第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡2、太比

5、特級、太比特級DWDM系統(tǒng)進入實用化階段系統(tǒng)進入實用化階段 目前，很多公司都已經(jīng)在實驗室中進行了大容量目前，很多公司都已經(jīng)在實驗室中進行了大容量DWDM的試驗。的試驗。 如：貝爾實驗室試驗成功如：貝爾實驗室試驗成功1022個波長的個波長的HDWDM，阿，阿爾卡特試驗成功爾卡特試驗成功10 Gb/s 150波長的系統(tǒng)，西門子試波長的系統(tǒng)，西門子試驗成功驗成功40 Gb/s80波長的系統(tǒng)，北電試驗成功波長的系統(tǒng)，北電試驗成功10 Gb/s160波長的系統(tǒng)等。波長的系統(tǒng)等。 n2001年年3月的世界記錄：月的世界記錄： NEC的實驗容量達到的實驗容量達到10.92Tbit/s，采用，采用27340G

6、bit/s方案，傳輸距離方案，傳輸距離117km Alcatel的實驗容量為的實驗容量為10.2Tbit/s，采用，采用25642.7Gbit/s方案，傳輸距離方案，傳輸距離100km第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡3、光交叉連接與波長路由器已經(jīng)問世、光交叉連接與波長路由器已經(jīng)問世 n朗訊的貝爾實驗室使用顯微鏡面朗訊的貝爾實驗室使用顯微鏡面（microscopic mirror）技術研制出）技術研制出256256個端口的全光交叉連接器。個端口的全光交叉連接器。nMCI等大型的運營者在期待至少是等大型的運營者在期待至少是10241024級的大容量全光級的大容量全光OXC出現(xiàn)出現(xiàn) 第六章DWDMWD

7、M光傳輸網(wǎng)絡4.城域城域DWDM處于開發(fā)試驗階段處于開發(fā)試驗階段 朗訊、愛立信等設備廠商也開始專門為城朗訊、愛立信等設備廠商也開始專門為城域網(wǎng)研發(fā)域網(wǎng)研發(fā)DWDM系統(tǒng)。系統(tǒng)。 城域網(wǎng)支持多業(yè)務接入：城域網(wǎng)支持多業(yè)務接入：ATM、FDDI、千兆比特以太網(wǎng)等。其中千兆比特以太網(wǎng)千兆比特以太網(wǎng)等。其中千兆比特以太網(wǎng)（GbE）是城域市場應用中增長最快的部）是城域市場應用中增長最快的部分，人們希望城域網(wǎng)設備能夠盡快支持分，人們希望城域網(wǎng)設備能夠盡快支持GbE應用應用 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡5、數(shù)據(jù)與光的結合、數(shù)據(jù)與光的結合 由于未來的網(wǎng)絡可能將是把路由器由于未來的網(wǎng)絡可能將是把路由器(IP)或或

8、ATM交換機直接接到光傳送網(wǎng)上，人們在探交換機直接接到光傳送網(wǎng)上，人們在探索如何把高速選路與交換設備與光傳送設備索如何把高速選路與交換設備與光傳送設備相結合。相結合。 6、中國、中國DWDM的現(xiàn)狀和發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展 n北京大學北京大學1995年底年底12路路(622Mb/s4+140Mb/s8)+EDFA250公里光公里光纖傳輸系統(tǒng)通過了國家科委計劃纖傳輸系統(tǒng)通過了國家科委計劃317主題專家主題專家組的驗收。組的驗收。nWDM已實用化，向已實用化，向DWDM實用化發(fā)展。實用化發(fā)展。第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡單模光纖波段單模光纖波段第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡二、密集型波分復用系統(tǒng)二、密集

9、型波分復用系統(tǒng)DWDM 1波分復用基本概念波分復用基本概念(1)什么是波分復用（什么是波分復用（WDM） 把不同波長的光信號復用到一根光纖中進行傳把不同波長的光信號復用到一根光纖中進行傳送（每個波長承載一個送（每個波長承載一個TDM 電信號）的方式電信號）的方式統(tǒng)稱為波分復用。統(tǒng)稱為波分復用。 12n12n圖圖6.1 波長復用頻譜圖波長復用頻譜圖第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡(2) WDM、DWDM 在波長間隔上區(qū)別在波長間隔上區(qū)別 nWDM主要指光纖不同低損耗窗口的光波主要指光纖不同低損耗窗口的光波復用，復用，DWDM指同一低損耗窗口的多個指同一低損耗窗口的多個

10、光波復用。光波復用。nWDM復用的波長間隔復用的波長間隔30dB ;P1/P2=1000P1為主縱模的平均功率為主縱模的平均功率 P2最顯著的邊模的平均功率最顯著的邊模的平均功率最大最大-20 dB寬度寬度(相當于相當于LD光譜寬度光譜寬度)最大最大-20dB帶寬為帶寬為:1-2 P1P2第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡激光器波長穩(wěn)定與控制激光器波長穩(wěn)定與控制第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡OTUOTU（optical transponde unitoptical transponde unit）是把某一波長的）是把某一波長的輸入光信號變換為另一個或是同一個波長的輸出光輸入光信號變換為另一個或是同

11、一個波長的輸出光信號的功能單元。信號的功能單元。2.光波長轉換單元光波長轉換單元OTU 波長轉換器功能示意圖波長轉換器功能示意圖波長轉換器波長轉換器 out=F( in, p) in p目前在光網(wǎng)絡中的波長轉換器有：目前在光網(wǎng)絡中的波長轉換器有： 光光/電電/光（光（O/E/O）型波長轉換器）型波長轉換器 全光型（全光型（AOWC）波長轉換器）波長轉換器 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡OTUOTU的核心部件是波長轉換器，理想的波長的核心部件是波長轉換器，理想的波長轉換器應該具有以下特性：轉換器應該具有以下特性：對比特率和信號格式透明；對比特率和信號格式透明；快速的輸出波長建立時間快速的輸出波長

12、建立時間(10Gbit/s(10Gbit/s以上以上) )可以變換短波長和長波長；可以變換短波長和長波長；適中的輸入功率（不大于適中的輸入功率（不大于0dBm0dBm）；）；允許輸出波長與輸入波長相同允許輸出波長與輸入波長相同( (無變換無變換) )；對輸入信號的偏振不敏感；對輸入信號的偏振不敏感；低輸出信號啁啾，高消光比，大信噪比；低輸出信號啁啾，高消光比，大信噪比；實現(xiàn)簡單。實現(xiàn)簡單。 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡（1）沒有定時再生電路的）沒有定時再生電路的OTU第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡(2)有定時再生電路的有定時再生電路的OTU有定時再生電路的有定時再生電路的OTU在進行波長轉換

13、的同時，還在進行波長轉換的同時，還可以進行信號整形，抑制噪聲，提高光功率，可以可以進行信號整形，抑制噪聲，提高光功率，可以被置于數(shù)字段之上，作為常規(guī)再生中繼器（被置于數(shù)字段之上，作為常規(guī)再生中繼器（REG）使用可簡化網(wǎng)絡。使用可簡化網(wǎng)絡。第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡OTU功能圖功能圖TWCRWC第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡（3）全光波長變換器）全光波長變換器 AOWC （Wavelength Conversion）n光光/電電/光方法唯一成熟對光通信整形很光方法唯一成熟對光通信整形很有效。但對信號格式無透明性有效。但對信號格式無透明性 .nAOWCAOWC在光開關、光交換、波長路由、在光開

14、關、光交換、波長路由、波長再用等技術中有著廣泛的應用，波長再用等技術中有著廣泛的應用，其最大優(yōu)點是對其最大優(yōu)點是對比特率和信號格式比特率和信號格式透透明，克服了電子瓶頸，可以在需要再明，克服了電子瓶頸，可以在需要再生或開銷處理的節(jié)點選擇生或開銷處理的節(jié)點選擇O/E/OO/E/O變換。變換。第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡全光波長變換方法主要有全光波長變換方法主要有:n基于半導體光放大器（基于半導體光放大器（SOA：Semiconductor Optical Amplifier）中的交叉增益調制（）中的交叉增益調制（XGM：CrossGain Modulation）n基于半導體光放大器的交叉相位調

15、制（基于半導體光放大器的交叉相位調制（ XPM：CrossPhase Modulation）n四波混頻（四波混頻（ FWM：Four Weve Mixing）這些技術現(xiàn)階段均不成熟，還處于研究探索之這些技術現(xiàn)階段均不成熟，還處于研究探索之中。中。第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡交叉增益調制交叉增益調制SOA型全光波長型全光波長變換器變換器s c 同向傳輸同向傳輸?shù)诹翫WDMWDM光傳輸網(wǎng)絡信號光（波長為信號光（波長為s）和連續(xù)光（具有變換所需要）和連續(xù)光（具有變換所需要的光波長的光波長c）入射到）入射到SOA上。上。當信號光為當信號光為“1“碼時，其功率使碼時，其功率使S0A達到飽和，達到飽和

16、，這時對連續(xù)光的增益很小。這時對連續(xù)光的增益很小。而當信號光為而當信號光為“0”碼時，碼時，SOA不出現(xiàn)飽和，這時不出現(xiàn)飽和，這時對連續(xù)光的增益很大，即對連續(xù)光的增益很大，即SOA的增益隨信號光的增益隨信號光“1”，“0”碼的變化而變化。碼的變化而變化。通過通過SOA增益的變化使信號光的信息加載到連續(xù)增益的變化使信號光的信息加載到連續(xù)光的振幅上面。在輸出端，用光濾波器濾出光的振幅上面。在輸出端，用光濾波器濾出c，就達到波長變換的目的。就達到波長變換的目的。 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡s cc第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡（c）波長轉換前后波形）波長轉換前后波形ns第六章DWDMWDM光傳輸

17、網(wǎng)絡交叉相位調制交叉相位調制SOA型全光波型全光波長變換器長變換器 （a）MZ非對稱結構 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡XPM的的 SOA型全光波長變換器的基本原型全光波長變換器的基本原理是光強度對折射率形成調制。理是光強度對折射率形成調制。由于入射信號光在有源區(qū)感應受激輻射、由于入射信號光在有源區(qū)感應受激輻射、消耗載流子、引起載流于濃度發(fā)生變化，消耗載流子、引起載流于濃度發(fā)生變化，而載流子濃度的變化又起折射率變化，進而載流子濃度的變化又起折射率變化，進而使輸入的連續(xù)光的相位得到調制。而使輸入的連續(xù)光的相位得到調制。M-Z干涉儀兩臂上的相位調制信號在第二干涉儀兩臂上的相位調制信號在第二個耦合器

18、上進行相干疊加，將相位信息轉個耦合器上進行相干疊加，將相位信息轉換為強度信息達到波長變換的目的。換為強度信息達到波長變換的目的。 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡圖（圖（c）給出折射率）給出折射率N、連續(xù)光相位、連續(xù)光相位和功率隨信號光功率變化曲線和功率隨信號光功率變化曲線 。第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡qSOA-XGMSOA-XGM的的AOWCAOWC實現(xiàn)簡單、變化速率可達實現(xiàn)簡單、變化速率可達40Gbit/s,40Gbit/s,但消光比差，一般只有但消光比差，一般只有8dB8dB左右，左右，特別當這種波長變換器用于級聯(lián)工作方式時，特別當這種波長變換器用于級聯(lián)工作方式時，光信噪比和誤碼性質都

19、比較差。光信噪比和誤碼性質都比較差。qSOA-XPMSOA-XPM的的AOWCAOWC結構簡單，輸入信號功率結構簡單，輸入信號功率小，消光比高，目前轉換速率已達到小，消光比高，目前轉換速率已達到40Gb/s40Gb/s。SOA-XGMSOA-XGM、SOA-XPMSOA-XPM、非線性光環(huán)型鏡、具有、非線性光環(huán)型鏡、具有飽和吸收的半導體激光器等這類波長轉換器飽和吸收的半導體激光器等這類波長轉換器的缺點是其透明程度有一定限制，只適合數(shù)的缺點是其透明程度有一定限制，只適合數(shù)字信號。字信號。第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡q基于基于FWMFWM的的AOWCAOWC，當多束光在非線性介質中傳輸，當多束光

20、在非線性介質中傳輸時，場對介質參量的改變，將會導致產生新的波時，場對介質參量的改變，將會導致產生新的波長，新波長的相位和頻率是幾個輸入光波的線性長，新波長的相位和頻率是幾個輸入光波的線性組合，因此，四波混頻產生的光波可以保留信號組合，因此，四波混頻產生的光波可以保留信號光的振幅和相位信息，實現(xiàn)真正的與調制格式無光的振幅和相位信息，實現(xiàn)真正的與調制格式無關的透明波長轉換技術。關的透明波長轉換技術。2fp-fs2fs- fp2fp-fsfpfsSOA濾波器濾波器fpfs2fp-fs 基于基于FWMFWM的的AOWCAOWC原理原理基于非線性作用基于非線性作用的的AOWCAOWC試驗結果試驗結果第六

21、章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡q四波混頻是諸多全波長轉換中唯一能夠四波混頻是諸多全波長轉換中唯一能夠提供對于一組波長信號同時進行轉換的技提供對于一組波長信號同時進行轉換的技術。術。q不足之處是，由于四波混頻效應是非線不足之處是，由于四波混頻效應是非線性參量過程，需要滿足嚴格的相位匹配條性參量過程，需要滿足嚴格的相位匹配條件，這導致其轉換效率低，波長轉換范圍件，這導致其轉換效率低，波長轉換范圍小，對偏振較敏感。小，對偏振較敏感。q但允許任意的波長映射，并且轉換速度但允許任意的波長映射，并且轉換速度高達高達100Gb/s100Gb/s以上，既能轉換數(shù)字信號，又以上，既能轉換數(shù)字信號，又能轉換模擬信號，

22、因此，是一種很有前途能轉換模擬信號，因此，是一種很有前途的全波長轉換技術。的全波長轉換技術。 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡OTUOTU的用途很多，根據(jù)用途、發(fā)送速率、傳輸距離、的用途很多，根據(jù)用途、發(fā)送速率、傳輸距離、是否具有前向糾錯（是否具有前向糾錯（FECFEC）功能等進行分類，一般主）功能等進行分類，一般主要將要將OTUOTU按用途分為：無再生中繼器功能的按用途分為：無再生中繼器功能的OTUOTU和有再和有再生中繼器功能的生中繼器功能的OTUOTU兩類。前一種兩類。前一種OTUOTU只作為波長轉換只作為波長轉換器，通過波長的再利用擴大網(wǎng)絡的容量，實現(xiàn)靈活組器，通過波長的再利用擴大網(wǎng)絡的

23、容量，實現(xiàn)靈活組網(wǎng)。后一種網(wǎng)。后一種OTUOTU在在ITU-TITU-T建議中，稱作建議中，稱作3R3R（RegenerationRegeneration，ReshapingReshaping，RetimingRetiming）再生器。）再生器。 另外使用具有標準波長變換的另外使用具有標準波長變換的0TU0TU還可以實現(xiàn)網(wǎng)絡的還可以實現(xiàn)網(wǎng)絡的互通，互通，OTUOTU還可被看做一種網(wǎng)絡定界設備，通過提供還可被看做一種網(wǎng)絡定界設備，通過提供網(wǎng)絡工作狀態(tài)信號和測試能力來確保網(wǎng)絡的完整性。網(wǎng)絡工作狀態(tài)信號和測試能力來確保網(wǎng)絡的完整性。 （4）OTU應用應用 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡第六章DWDM

24、WDM光傳輸網(wǎng)絡第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡波長轉換技術在波長轉換技術在 DWDMDWDM網(wǎng)絡節(jié)點中的應用主網(wǎng)絡節(jié)點中的應用主要指在光分插復用器（要指在光分插復用器（OADMOADM）和光交叉連接）和光交叉連接器（器（OXCOXC）中的應用。）中的應用。 圖9 OTU在OADM節(jié)點中的應用OTUOTU在在OADMOADM節(jié)點中的應用節(jié)點中的應用上路下路OAOA：光放大器：光放大器 OTUOTU：光轉發(fā)單元：光轉發(fā)單元 OADMOADM：光的分插復用器：光的分插復用器第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡基于空間光交換矩陣的基于空間光交換矩陣的OXCOXC結構結構完全基于波長光交換的完全基于波長光交換

25、的OXCOXC結構結構OTUOTU在在OXCOXC節(jié)點中的應用節(jié)點中的應用第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡在使用波長變換的系統(tǒng)中，由于在使用波長變換的系統(tǒng)中，由于WDMWDM光網(wǎng)絡可用的光網(wǎng)絡可用的波長數(shù)目總是有限的，若發(fā)生兩個或多個數(shù)據(jù)分組波長數(shù)目總是有限的，若發(fā)生兩個或多個數(shù)據(jù)分組競爭，相同波長的兩個信道選擇同一輸出端口時，競爭，相同波長的兩個信道選擇同一輸出端口時，將出現(xiàn)波長碰撞現(xiàn)象，導致網(wǎng)絡通信阻塞。將出現(xiàn)波長碰撞現(xiàn)象，導致網(wǎng)絡通信阻塞。如果其中一個分組直通，另一個分組交換到同一個如果其中一個分組直通，另一個分組交換到同一個輸出端口，但是采用不同波長，讓分組沿不同波長輸出端口，但是采用不

26、同波長，讓分組沿不同波長行進。行進。這種解決方案在競爭分組的延遲方面是最佳的，并這種解決方案在競爭分組的延遲方面是最佳的，并且以此減少利用光緩沖和降低碰撞機會，不會引起且以此減少利用光緩沖和降低碰撞機會，不會引起附加延時，但需要快速可調諧波長轉換器。附加延時，但需要快速可調諧波長轉換器。 OTUOTU在光分組交換技術中的應用在光分組交換技術中的應用第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡四四.光復用器和光解復用器（光復用器和光解復用器（DWDM） 1光柵型光柵型 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡2.干涉濾光片型干涉濾光片型 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡3熔錐型波分復用器熔錐型波分復用器 第六章DWDMW

27、DM光傳輸網(wǎng)絡4 .陣列波導光柵陣列波導光柵(AWG)波分復用器波分復用器 圖 AWG波分復用器的結構示意圖 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡Array Waveguide Grating (AWG) 1a 3a 2a 4a 1b 3b 2b 4b 1c 3c 2c 4c 1d 3d 2d 4d 1a 3c 2d 4b 1b 3d 2a 4c 1c 3a 2b 4d 1d 3b 2c 4aRows . translate into . columnsIf only one input is used: wavelength demultiplexer!第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡使用集成光波導

28、波分復用器較有代使用集成光波導波分復用器較有代表性的是日本表性的是日本NTT公司制作的陣列公司制作的陣列波導光柵（波導光柵（Arrayed Waveguide Grating）光合波分波器。）光合波分波器。它具有波長間隔小、信道數(shù)多、通它具有波長間隔小、信道數(shù)多、通帶平坦等優(yōu)點，非常適合于超高速、帶平坦等優(yōu)點，非常適合于超高速、大容量大容量WWDM系統(tǒng)使用。波長間系統(tǒng)使用。波長間隔從隔從15 nm 到到0.2nm，信道數(shù)從，信道數(shù)從8擴擴大到大到128。 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡表表7-2 AWG波分復用器的特性波分復用器的特性 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡無源的無源的3dB耦合器組成

29、合波器耦合器組成合波器 實際在實際在DWDM系統(tǒng)中，當波分復用的光信道數(shù)系統(tǒng)中，當波分復用的光信道數(shù)小于小于16時，幾乎所有的公司都采用了無源的時，幾乎所有的公司都采用了無源的3dB耦合器組成合波器。耦合器組成合波器。 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡五、光波分復用器的性能參數(shù)五、光波分復用器的性能參數(shù) 對波分復用器參數(shù)的基本要求是：插入對波分復用器參數(shù)的基本要求是：插入損耗小，隔離度大，帶內平坦，帶外插入損耗小，隔離度大，帶內平坦，帶外插入損耗變化陡峭，溫度穩(wěn)定性好，復用通路損耗變化陡峭，溫度穩(wěn)定性好，復用通路數(shù)多，尺寸小等。數(shù)多，尺寸小等。1插入損耗插入損耗 插入損耗是指系統(tǒng)增加了插入損耗是

30、指系統(tǒng)增加了DWDM器件后器件后而產生的附加損耗，定義為該無源器件的而產生的附加損耗，定義為該無源器件的輸入和輸出端口之間的光功率之比輸入和輸出端口之間的光功率之比第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡 插入損耗插入損耗:以下圖為例：以下圖為例：1 1， p p1 12 2，p p2 21 1，p p1111DWDM22串入信道串入信道1的的功率為功率為p12p12串擾串擾11串入信道串入信道2的的功率為功率為p21p21串擾串擾2 2，p p2222信道信道1信道信道2)(lg10dBPPLiiii)(lg101111dBPPL )(lg102222dBPPL 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡2串擾（

31、隔離度）串擾（隔離度） 串擾是指其他信道的光信號耦合進某一信串擾是指其他信道的光信號耦合進某一信道，有時也可用隔離度來表示這一程度。道，有時也可用隔離度來表示這一程度。對于解復用器對于解復用器i對對j的隔離度為：的隔離度為： )(lg10dBPPCiijij其中其中Pi是波長為是波長為i的光信號的輸入光功率，的光信號的輸入光功率，Pij是波長是波長為為 j 的光信號串入到波長為的光信號串入到波長為i信道的光功率。信道的光功率。 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡串擾串擾Cij（隔離度（隔離度 )n以圖為例：隔離度定義：以圖為例：隔離度定義：nC12=-10Lgp12/p1 dB；nC21=-10L

32、gp21/p2 dB；n串擾大小串擾大小-由一個信道耦合到另一個信由一個信道耦合到另一個信道中的信號的大小。道中的信號的大小。 第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡3回波損耗回波損耗 回波損耗是指從無源器件的輸入端口返回波損耗是指從無源器件的輸入端口返回的光功率回的光功率Pr與輸入光功率之比與輸入光功率之比Pj 其中其中Pj為發(fā)送進輸入端口的光功率，為發(fā)送進輸入端口的光功率，Pj為從同一個輸入端口接收到的返回光功為從同一個輸入端口接收到的返回光功率。率。 )(lg10dBPPRjrL第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡4反射系數(shù)反射系數(shù) 反射系數(shù)是指在反射系數(shù)是指在WDM器件的給定端口的反射光功器件的給定

33、端口的反射光功率率Pr與入射光功率與入射光功率Pj之比，之比， 即：即：5工作波長范圍：工作波長范圍：指指WDM器件能夠按規(guī)定器件能夠按規(guī)定的性能要求工作的波長范圍（的性能要求工作的波長范圍（minmax）。）。6信道寬度（信道帶寬）：信道寬度（信道帶寬）：是指各光源是指各光源之間為避免串擾應具有的波長間隔。信道帶寬是分之間為避免串擾應具有的波長間隔。信道帶寬是分配給某一特定光源波長范圍，即配給某一特定光源波長范圍，即1+，若，若足夠足夠寬可使相鄰光源寬可使相鄰光源1，2之間的隔離效果好，避免不之間的隔離效果好，避免不同光源之間的串擾。同光源之間的串擾。)(lg10dBPPRjr第六章DWDM

34、WDM光傳輸網(wǎng)絡第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡六、六、 DWDM網(wǎng)絡中幾種網(wǎng)絡網(wǎng)絡中幾種網(wǎng)絡單元類型設備單元類型設備(以華為設備為例以華為設備為例) 波分復用設備一般按用途可分為：波分復用設備一般按用途可分為：n光終端復用設備（光終端復用設備（OTM）n光線路放大設備（光線路放大設備（OLA）n光分插復用設備（光分插復用設備（OADM）n光交叉連接設備（光交叉連接設備（OXC）第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡實用的實用的16波波DWDM系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡6.2.1光終端復用設備（光終端復用設備（OTM）OTM的主要任務：的主要任務：p將來

35、自各終端設備（如將來自各終端設備（如SDH的的TM）輸出的光信）輸出的光信號分別利用號分別利用TWC把非特定波長的光信號轉換成符把非特定波長的光信號轉換成符合合ITU-T G.692建議的特定波長光信號，經(jīng)合波器建議的特定波長光信號，經(jīng)合波器M16復用成多波長的光信號放大，并附上波長為復用成多波長的光信號放大，并附上波長為s的光監(jiān)控信道，送入光纖傳輸?shù)墓獗O(jiān)控信道，送入光纖傳輸p逆過程是逆過程是OTM從光纖中先把光監(jiān)控信道取出，從光纖中先把光監(jiān)控信道取出，然后對主信道進行光放大，解復用，經(jīng)然后對主信道進行光放大，解復用，經(jīng)RWC還原還原成原光信號，送至各終端設備（如成原光信號，送至各終端設備（如

36、SDH的的TM）。）。第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡OTM功能圖功能圖第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡OTM組成單元及作用組成單元及作用 TWC發(fā)端波長轉換器發(fā)端波長轉換器(OTU)把把G957信號變?yōu)樾盘栕優(yōu)镚692RWC收端波長轉換器收端波長轉換器(OTU) 把把G692信號還信號還原為原為G957M16/ M3216/32合波器合波器D16/ D3216/32分波器分波器SCC主控板主控板(人機對話的橋梁人機對話的橋梁)SC1/SC2單向單向/雙向光監(jiān)控板雙向光監(jiān)控板WBA/ WPA光功率光功率/光前置放大器光前置放大器SCA（OSC）光監(jiān)控信道合波光監(jiān)控信道合波/分波板分波板OHP公務電

37、話板公務電話板第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡1.TWC組成及功能組成及功能TWC的原理框圖的原理框圖采用采用O/E/O方式，進行波長變換方式，進行波長變換再生中繼功能，完全達到再生中繼功能，完全達到ITU-T規(guī)定的抖動等指標。規(guī)定的抖動等指標。提供再生段提供再生段B1字節(jié)的監(jiān)測，定位線路故障字節(jié)的監(jiān)測，定位線路故障激光器輔助電路監(jiān)測，收發(fā)光功率監(jiān)測激光器輔助電路監(jiān)測，收發(fā)光功率監(jiān)測第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡2.RWC組成及功能組成及功能RWC板是板是TWC板的逆過程板的逆過程3.M16板組成及功能板組成及功能完成完成16光通道的復用光通道的復用第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡4.D16板組成

38、及功能板組成及功能完成完成16光通道的分波光通道的分波第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡5.SCA板組成及功能板組成及功能將主信道和光監(jiān)控通道合并或分開，核心部分將主信道和光監(jiān)控通道合并或分開，核心部分是合波器和分波器。是合波器和分波器。第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡6.SC1板組成及功能板組成及功能實現(xiàn)對實現(xiàn)對s光監(jiān)控通道信號的處理光監(jiān)控通道信號的處理第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡7.SCC板組成及功能板組成及功能對設備的管理和相互之間的通信對設備的管理和相互之間的通信第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡8.光功率光功率/前置放大前置放大/光線路放大板光線路放大板（WBA/WPA/WLA）WPA一般安裝在一般安裝在OTM的接收端，簡稱前放，用的接收端，簡稱前放，用來提高光接收機的接收靈敏度，補償光無源器件來提高光接收機的接收靈敏度，補償光無源器件的插入損耗。的插入損耗。第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡6.2.2光線路放大設備（光線路放大設備（OLA）OLA機框圖機框圖OLA原理框圖原理框圖第六章DWDMWDM光傳輸網(wǎng)絡OLA組成單元及作用組成單元及作用SCC主控板主控板(人機對話的橋梁人機對話的橋梁)SC1/SC2單向單向/雙向光監(jiān)控板雙向光監(jiān)控板WBA/ WPA光功率光功率/光前置放大器光前置放大器SCA（OSC）光監(jiān)控信道合波光監(jiān)