第3章光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)

1、第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)第第3章章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)3.1 復(fù)用技術(shù)的發(fā)展及幾種典型復(fù)用技術(shù)的比較復(fù)用技術(shù)的發(fā)展及幾種典型復(fù)用技術(shù)的比較 1. 什么是復(fù)用技術(shù)什么是復(fù)用技術(shù)p “將多路數(shù)據(jù)組合成一路數(shù)據(jù)的過程。復(fù)用的目的是更好地共將多路數(shù)據(jù)組合成一路數(shù)據(jù)的過程。復(fù)用的目的是更好地共享信道資源，適應(yīng)信道傳輸。享信道資源，適應(yīng)信道傳輸。” p 更確切的定義應(yīng)該是：按照某種方式，將多路數(shù)據(jù)復(fù)合到一更確切的定義應(yīng)該是：按照某種方式，將多路數(shù)據(jù)復(fù)合到一個信道上或者一個介質(zhì)鏈路上傳輸。目的是為了更有效地利用介個信道上或者一個介質(zhì)鏈路上傳輸。目的是為了更有效地利用介質(zhì)的傳輸帶寬，以降低單位數(shù)

2、據(jù)的傳輸成本。質(zhì)的傳輸帶寬，以降低單位數(shù)據(jù)的傳輸成本。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)2. 為什么需要復(fù)用技術(shù)為什么需要復(fù)用技術(shù) 如果不采用復(fù)用技術(shù)，而是直接用光纖來傳輸?shù)退俾市盘柕脑?，不但會造成資如果不采用復(fù)用技術(shù)，而是直接用光纖來傳輸?shù)退俾市盘柕脑?，不但會造成資源的極大浪費，而且會使數(shù)據(jù)的傳輸成本非常高。復(fù)用技術(shù)的目的就是為了充分源的極大浪費，而且會使數(shù)據(jù)的傳輸成本非常高。復(fù)用技術(shù)的目的就是為了充分利用資源，降低通信成本。利用資源，降低通信成本。3. 復(fù)用技術(shù)的發(fā)展復(fù)用技術(shù)的發(fā)展 光纖通信系統(tǒng)的復(fù)用技術(shù)一開始采用的是脈沖編碼調(diào)制光纖通信系統(tǒng)的復(fù)用技術(shù)一開始采用的是脈沖編碼調(diào)制(PCM)方式，先把

3、模擬方式，先把模擬信號變成數(shù)字信號，再利用信號變成數(shù)字信號，再利用TDM技術(shù)組成一次群至五次群等，傳輸速率分別是技術(shù)組成一次群至五次群等，傳輸速率分別是2M、8M、34M、140M、560M，這種系統(tǒng)是，這種系統(tǒng)是PDH系統(tǒng)。系統(tǒng)。SDH系列有系列有STM-1（155Mbps）、）、STM-4(622Mbps)和和STM-16(2.5Gbps)等。無論等。無論PDH還是還是SDH，所采用的復(fù)用技術(shù)均為所采用的復(fù)用技術(shù)均為TDM技術(shù)。技術(shù)。 其他復(fù)用技術(shù)：碼分復(fù)用、光時分復(fù)用等，技術(shù)最成熟，使用最為廣泛的是波其他復(fù)用技術(shù)：碼分復(fù)用、光時分復(fù)用等，技術(shù)最成熟，使用最為廣泛的是波分復(fù)用（分復(fù)用（WD

4、M）技術(shù)。）技術(shù)。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)4. 幾種典型復(fù)用技術(shù)幾種典型復(fù)用技術(shù)p 空分復(fù)用（空分復(fù)用（SDM）p 時分復(fù)用（時分復(fù)用（TDM）p 光時分復(fù)用（光時分復(fù)用（OTDM）p 光碼分復(fù)用（光碼分復(fù)用（OCDM） (1)空分復(fù)用（空分復(fù)用（SDM） 單純依靠增加光纖對的方式，線性增加系統(tǒng)的傳輸容量，傳輸容量是隨著單純依靠增加光纖對的方式，線性增加系統(tǒng)的傳輸容量，傳輸容量是隨著鋪設(shè)光纖光纜的數(shù)量線性增加。這種擴容方式的優(yōu)點是簡單易行，擴容方案鋪設(shè)光纖光纜的數(shù)量線性增加。這種擴容方式的優(yōu)點是簡單易行，擴容方案很容易實現(xiàn)。很容易實現(xiàn)。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)(2)時分復(fù)用（時分復(fù)用（TD

5、M） 通過把時間劃分成更小的時間間隔，把來自不同源頭的數(shù)據(jù)比特承載在同通過把時間劃分成更小的時間間隔，把來自不同源頭的數(shù)據(jù)比特承載在同一條鏈路上，提高傳輸鏈路的容量。一條鏈路上，提高傳輸鏈路的容量。n 優(yōu)點：技術(shù)成熟，可以實現(xiàn)無縫升級。優(yōu)點：技術(shù)成熟，可以實現(xiàn)無縫升級。n 缺點：第一，通過時分復(fù)用方式來擴容，會影響到正在傳輸?shù)姆?wù)；第二，缺點：第一，通過時分復(fù)用方式來擴容，會影響到正在傳輸?shù)姆?wù)；第二，速率的升級缺乏靈活性。速率的升級缺乏靈活性。 對于高速率系統(tǒng)的時分復(fù)用，目前實驗室中最高傳輸速率可以達(dá)到對于高速率系統(tǒng)的時分復(fù)用，目前實驗室中最高傳輸速率可以達(dá)到40Gbps，這個速率已經(jīng)接近電

6、子器件的速率極限。，這個速率已經(jīng)接近電子器件的速率極限。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)時分復(fù)用時分復(fù)用第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)(3)光時分復(fù)用（光時分復(fù)用（OTDM） OTDM的原理就是將多個高速電調(diào)制信號分別轉(zhuǎn)換為等速率光信號，在光層的原理就是將多個高速電調(diào)制信號分別轉(zhuǎn)換為等速率光信號，在光層上利用超窄光脈沖進行時域復(fù)用，把多個光信號調(diào)制成更高速率的光信號，提上利用超窄光脈沖進行時域復(fù)用，把多個光信號調(diào)制成更高速率的光信號，提高單個信道的數(shù)據(jù)傳輸速率。高單個信道的數(shù)據(jù)傳輸速率。 OTDM要走向?qū)嵱没仨毥鉀Q三個關(guān)鍵技術(shù)要走向?qū)嵱没仨毥鉀Q三個關(guān)鍵技術(shù) ：p 超窄光脈沖的產(chǎn)生與調(diào)制超窄光脈沖的產(chǎn)生

7、與調(diào)制 p 全光時分復(fù)用全光時分復(fù)用 p 全光時分解復(fù)用和定時提取技術(shù)全光時分解復(fù)用和定時提取技術(shù) OTDM目前還是實驗室中的研究課題，離應(yīng)用于光網(wǎng)絡(luò)還很遠(yuǎn)。目前還是實驗室中的研究課題，離應(yīng)用于光網(wǎng)絡(luò)還很遠(yuǎn)。OTDM可可以把單信道傳輸速率提高到以把單信道傳輸速率提高到TDM無法達(dá)到的高速率，這種復(fù)用方式會隨著技術(shù)無法達(dá)到的高速率，這種復(fù)用方式會隨著技術(shù)的成熟，在網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。的成熟，在網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)（4）光碼分復(fù)用（）光碼分復(fù)用（OCDM） OCDM是碼分多址技術(shù)在光域內(nèi)的應(yīng)用，給每個用戶分配一個唯一的光正交是碼分多址技術(shù)在光域內(nèi)的應(yīng)用，給每個用戶分配一個

8、唯一的光正交碼的碼字作為該用戶的地址碼。在發(fā)送端，對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的地址碼進行光正交碼的碼字作為該用戶的地址碼。在發(fā)送端，對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的地址碼進行光正交編碼，然后實現(xiàn)信道復(fù)用，在接收端，用與發(fā)送端相同的地址碼進行光正交解碼。編碼，然后實現(xiàn)信道復(fù)用，在接收端，用與發(fā)送端相同的地址碼進行光正交解碼。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)3.2 波分復(fù)用（波分復(fù)用（WDM）技術(shù)）技術(shù)1. 什么是波分復(fù)用什么是波分復(fù)用 所謂的波分復(fù)用，就是在一根光纖上不只傳輸一個光載波，而是利用不同的所謂的波分復(fù)用，就是在一根光纖上不只傳輸一個光載波，而是利用不同的頻段，同時傳輸多個不同波長的光載波。這些不同波長的光信號所承載的

9、數(shù)字信頻段，同時傳輸多個不同波長的光載波。這些不同波長的光信號所承載的數(shù)字信號可以是相同速率、相同數(shù)據(jù)格式，也可以是不同速率、不同的數(shù)據(jù)格式。因為號可以是相同速率、相同數(shù)據(jù)格式，也可以是不同速率、不同的數(shù)據(jù)格式。因為這些光載波波長不同，在傳輸頻帶內(nèi)的位置就不一樣，傳輸?shù)臅r候各自獨立傳輸，這些光載波波長不同，在傳輸頻帶內(nèi)的位置就不一樣，傳輸?shù)臅r候各自獨立傳輸，不會互相造成干擾。不會互相造成干擾。 2. WDM技術(shù)的實質(zhì)技術(shù)的實質(zhì) WDM波分復(fù)用在實質(zhì)上是頻分復(fù)用技術(shù)。在光信號的頻段內(nèi)，信號頻率都高波分復(fù)用在實質(zhì)上是頻分復(fù)用技術(shù)。在光信號的頻段內(nèi)，信號頻率都高達(dá)幾百達(dá)幾百THz，用頻率表示信道非常

10、不便，以波長表示更適合。，用頻率表示信道非常不便，以波長表示更適合。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)WDM系統(tǒng)的頻譜分布圖系統(tǒng)的頻譜分布圖第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù) WDM、DWDM和和CWDM的區(qū)別。的區(qū)別。3. WDM技術(shù)原理技術(shù)原理 把低損耗窗口（把低損耗窗口（1550nm窗口）劃分成若干個通路，把光波作為信號的載波，窗口）劃分成若干個通路，把光波作為信號的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器）將不同波長光信號合并起來送入一根光纖在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器）將不同波長光信號合并起來送入一根光纖傳輸，在接收端，再由另一個波分復(fù)用器（分波器）把這些不同波長分開。傳輸，在接收端，再由另一個波分復(fù)用

11、器（分波器）把這些不同波長分開。 傳輸過程中，各個波長彼此之間是相互獨立的。所以，一方面不同的波長可傳輸過程中，各個波長彼此之間是相互獨立的。所以，一方面不同的波長可以在同一根光纖中傳輸，另一方面不同的方向可以傳輸不同波長，用一根光纖以在同一根光纖中傳輸，另一方面不同的方向可以傳輸不同波長，用一根光纖就可實現(xiàn)雙向傳輸。就可實現(xiàn)雙向傳輸。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)WDM系統(tǒng)原理示意圖系統(tǒng)原理示意圖第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)4. WDM技術(shù)的優(yōu)點技術(shù)的優(yōu)點p (1)超大容量傳輸超大容量傳輸 p (2)節(jié)約光纖資源節(jié)約光纖資源 p (3)能夠?qū)崿F(xiàn)平滑升級能夠?qū)崿F(xiàn)平滑升級 p (4)充分利用了成熟的充分

12、利用了成熟的TDM技術(shù)技術(shù) p (5)利用利用EDFA實現(xiàn)超長距離傳輸實現(xiàn)超長距離傳輸 p (6)對光纖色散無過高要求對光纖色散無過高要求 p (7)支持網(wǎng)絡(luò)向全光網(wǎng)的發(fā)展趨勢支持網(wǎng)絡(luò)向全光網(wǎng)的發(fā)展趨勢 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)5. 兩波分復(fù)用系統(tǒng)兩波分復(fù)用系統(tǒng) WDM技術(shù)最早出現(xiàn)在上個世紀(jì)技術(shù)最早出現(xiàn)在上個世紀(jì)80年代初，針對每根光纖上只能傳輸一個年代初，針對每根光纖上只能傳輸一個波長，存在巨大的光纖資源浪費的情況，首先考慮的是最簡單的方案：在光波長，存在巨大的光纖資源浪費的情況，首先考慮的是最簡單的方案：在光纖的兩個低損耗窗口（纖的兩個低損耗窗口（1310nm和和1550nm），每個波段各

13、自傳送一路波長信），每個波段各自傳送一路波長信號，這就是最早的兩波長波分復(fù)用系統(tǒng)。號，這就是最早的兩波長波分復(fù)用系統(tǒng)。 1310/1550nm WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)6. 多波長波分復(fù)用系統(tǒng)多波長波分復(fù)用系統(tǒng) 90年代中后期年代中后期EDFA的技術(shù)成熟，的技術(shù)成熟，WDM系統(tǒng)的應(yīng)用就進入了一個新時期，系統(tǒng)的應(yīng)用就進入了一個新時期，EDFA工作在工作在1550nm窗口，窗口，1550nm窗口本身的損耗最低，新的窗口本身的損耗最低，新的WDM技術(shù)只采技術(shù)只采用用1550nm窗口。在此窗口中采用多個波長，稱為多波長波分復(fù)用系統(tǒng)，即現(xiàn)代窗口。在此窗口中采用多個波長，稱為多波

14、長波分復(fù)用系統(tǒng)，即現(xiàn)代的的WDM系統(tǒng)。系統(tǒng)。1550nm DWDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)7. WDM系統(tǒng)實例系統(tǒng)實例-濟南青島的濟南青島的WDM波分復(fù)用系統(tǒng)波分復(fù)用系統(tǒng)第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)8. WDM系統(tǒng)的分類系統(tǒng)的分類（1）集成式）集成式WDM系統(tǒng)系統(tǒng) 集成式集成式WDM系統(tǒng)指的是接入的系統(tǒng)指的是接入的SDH終端都具有符合終端都具有符合G.692標(biāo)準(zhǔn)的光接口，標(biāo)準(zhǔn)的光接口，這種這種SDH接口稱為彩色接口，也稱彩光口。接口稱為彩色接口，也稱彩光口。 集成式集成式WDM系統(tǒng)系統(tǒng)第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)（2）開放式）開放式WDM系統(tǒng)系統(tǒng) 在波分復(fù)用器前面已經(jīng)加入了波長變換

15、器（在波分復(fù)用器前面已經(jīng)加入了波長變換器（OTU），可以將非標(biāo)準(zhǔn)波長轉(zhuǎn)換成），可以將非標(biāo)準(zhǔn)波長轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)波長。開放式標(biāo)準(zhǔn)波長。開放式WDM系統(tǒng)比集成式系統(tǒng)比集成式WDM系統(tǒng)更加復(fù)雜，但是其兼容性更好，便系統(tǒng)更加復(fù)雜，但是其兼容性更好，便于對網(wǎng)絡(luò)性能進行檢測，也便于信號的中繼。于對網(wǎng)絡(luò)性能進行檢測，也便于信號的中繼。 開放式開放式WDM系統(tǒng)系統(tǒng)第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)符合符合G.657的發(fā)射機與的發(fā)射機與O/E/O型的光波長轉(zhuǎn)換器合并使用示意圖型的光波長轉(zhuǎn)換器合并使用示意圖第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)9. WDM系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)的構(gòu)成 （1）雙纖單向：）雙纖單向： 單向單向WDM是指一根光纖只完成一個

16、方向光信號的傳輸，反方向的光信是指一根光纖只完成一個方向光信號的傳輸，反方向的光信號由另一光纖完成。號由另一光纖完成。 雙纖單向傳輸雙纖單向傳輸?shù)?章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)（2）單纖雙向）單纖雙向 一根光纖上實現(xiàn)不同方向的傳輸，兩方向所用波長相互分開，允許單根光纖攜一根光纖上實現(xiàn)不同方向的傳輸，兩方向所用波長相互分開，允許單根光纖攜帶全雙工通路。與雙纖單向帶全雙工通路。與雙纖單向WDM相比，單纖雙向相比，單纖雙向WDM系統(tǒng)可以減少光纖和線路系統(tǒng)可以減少光纖和線路放大器的數(shù)量。但雙向系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜。放大器的數(shù)量。但雙向系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜。 單纖雙向傳輸單纖雙向傳輸?shù)?章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)10. WDM系統(tǒng)的

17、傳輸容量系統(tǒng)的傳輸容量 在光纖通信系統(tǒng)中，通常將所能達(dá)到的最大傳輸速率在光纖通信系統(tǒng)中，通常將所能達(dá)到的最大傳輸速率B和最長傳輸距離和最長傳輸距離L的乘積的乘積BL，稱為系統(tǒng)的傳輸容量。有時，也把一根光纖中多個信號的總速率，稱為系統(tǒng)的傳輸容量。有時，也把一根光纖中多個信號的總速率稱為容量。稱為容量。 限制限制WDM系統(tǒng)傳輸容量的主要因素有系統(tǒng)傳輸容量的主要因素有 ：p (1)光纖損耗：采用光纖損耗：采用EDFA補償損耗的影響；補償損耗的影響；p (2)色散：利用色散補償光纖（色散：利用色散補償光纖（DCF）對色散進行補償；）對色散進行補償；p (3)非線性效應(yīng)：減小輸入光功率等。非線性效應(yīng)：減

18、小輸入光功率等。第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)舉例：舉例： 假設(shè)一個點到點的假設(shè)一個點到點的WDM系統(tǒng)，每根光纖中傳輸?shù)男盘枖?shù)目是系統(tǒng)，每根光纖中傳輸?shù)男盘枖?shù)目是n，每個信號，每個信號的傳輸速率為的傳輸速率為B，系統(tǒng)中使用的光纖段數(shù)為，系統(tǒng)中使用的光纖段數(shù)為k，每段長度為，每段長度為L，那么：，那么：p （1）光纖的總的傳輸速率為：）光纖的總的傳輸速率為：BT=Bn;p （2）系統(tǒng)總的傳輸距離為：）系統(tǒng)總的傳輸距離為：LT=Lk；p （3）系統(tǒng)的傳輸容量為：）系統(tǒng)的傳輸容量為：BTLT=(Bn) (Ln)若若B=2.5Gbps，n=16，L=80km，k=8，則系統(tǒng)總傳輸容量為：，則系統(tǒng)總傳輸容量為

19、： 2.5Gbps1680km8=25.6（Tbpskm）第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)11. WDM系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范 以下介紹的以下介紹的WDM系統(tǒng)的規(guī)范，指參考系統(tǒng)的規(guī)范，指參考ITU-T的的G.692規(guī)范所制定的規(guī)范所制定的n2.5Gbps系系統(tǒng)的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。并且，只考慮點到點的統(tǒng)的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。并且，只考慮點到點的WDM技術(shù)，不考慮組網(wǎng)。技術(shù)，不考慮組網(wǎng)。 （1）光波長區(qū)的分配）光波長區(qū)的分配系統(tǒng)工作波長區(qū)系統(tǒng)工作波長區(qū)ITU-T的的G.692規(guī)定，規(guī)定，WDM系統(tǒng)的工作波長范圍為系統(tǒng)的工作波長范圍為1528.771560.61nm，對應(yīng)的，對應(yīng)的工作頻率為工作頻率為198.1192.

20、1THz。 絕對頻率參考（絕對頻率參考（AFR） 絕對頻率參考是指絕對頻率參考是指WDM系統(tǒng)標(biāo)稱中心頻率的絕對參考點。系統(tǒng)標(biāo)稱中心頻率的絕對參考點。G.692規(guī)定，絕對頻規(guī)定，絕對頻率參考為率參考為193.1THz，對應(yīng)的光波長為，對應(yīng)的光波長為1552.52nm。絕對頻率參考加上通路間隔的。絕對頻率參考加上通路間隔的倍數(shù)，就是每個信道的標(biāo)稱中心頻率（中心波長）。倍數(shù)，就是每個信道的標(biāo)稱中心頻率（中心波長）。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)通路間隔通路間隔 指兩個相鄰的光信道之間的標(biāo)稱中心頻率之差。通路間隔可以是均勻的，指兩個相鄰的光信道之間的標(biāo)稱中心頻率之差。通路間隔可以是均勻的，也可以是非均勻的

21、。也可以是非均勻的。 G.692建議中規(guī)定，建議中規(guī)定，WDM通路間隔是通路間隔是100GHz（約（約0.8nm）的整數(shù)倍，通）的整數(shù)倍，通常采用的是常采用的是200GHz（1.6nm）和和100GHz（0.8nm）兩種通路間隔。兩種通路間隔。 標(biāo)稱中心頻率標(biāo)稱中心頻率 標(biāo)稱中心頻率是指標(biāo)稱中心頻率是指WDM系統(tǒng)中每個信道對應(yīng)的中心頻率，或者中心波長。系統(tǒng)中每個信道對應(yīng)的中心頻率，或者中心波長。 G.692建議規(guī)定，標(biāo)稱中心頻率是基于絕對頻率參考為建議規(guī)定，標(biāo)稱中心頻率是基于絕對頻率參考為193.1THz、最小通路間、最小通路間隔為隔為100GHz的頻率系列。的頻率系列。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用

22、技術(shù)8/16波長波長WDM系統(tǒng)的頻率系列系統(tǒng)的頻率系列序號序號中心頻率（中心頻率（THz）波長（波長（nm）1192.11560.612192.21559.793192.31558.984192.41558.175192.51557.366192.61556.557192.71555.758192.81554.949192.91554.1310193.01553.3311193.11552.5212193.21551.7213193.31550.9214193.41550.1215193.51549.3216193.61548.51第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)中心頻率偏移中心頻率偏移簡稱頻偏，是指

23、系統(tǒng)中信道的實際中心頻率與標(biāo)稱中心頻率之間的偏差。簡稱頻偏，是指系統(tǒng)中信道的實際中心頻率與標(biāo)稱中心頻率之間的偏差。 一般規(guī)定，對于一般規(guī)定，對于8通路的通路的WDM系統(tǒng)，考慮到以后向系統(tǒng)，考慮到以后向16波長波長WDM系統(tǒng)的升級，系統(tǒng)的升級，規(guī)定最大中心頻率偏移為規(guī)定最大中心頻率偏移為20GHz。例如：表中序號為例如：表中序號為5的信道，其頻偏最大范圍是的信道，其頻偏最大范圍是192.5THz20GHz，即：，即：192.48192.52THz，對應(yīng)波長范圍：，對應(yīng)波長范圍：1557.521557.20nm。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)（2）光接口分類）光接口分類 對于對于N2.5Gbps的的W

24、DM系統(tǒng)的長途應(yīng)用，國內(nèi)規(guī)定了系統(tǒng)的長途應(yīng)用，國內(nèi)規(guī)定了3種光接口：種光接口：822dB、333dB和和530dB。其中，。其中，22 dB、33 dB和和30 dB表示的是每個區(qū)段允許的損耗，表示的是每個區(qū)段允許的損耗，8、3和和5表示的是整個系統(tǒng)的區(qū)段的數(shù)目。表示的是整個系統(tǒng)的區(qū)段的數(shù)目。 822dB 系統(tǒng)由系統(tǒng)由8段組成，每段允許的光纖損耗是段組成，每段允許的光纖損耗是22dB。普通的。普通的G.652光纖平均每公里損耗為光纖平均每公里損耗為0.275dB，22dB的損耗對應(yīng)的距離是的損耗對應(yīng)的距離是22/0.275=80km。 822dB系統(tǒng)在中間沒有電的再生中繼過程的情況下，最遠(yuǎn)可以

25、傳輸系統(tǒng)在中間沒有電的再生中繼過程的情況下，最遠(yuǎn)可以傳輸880=640km的距離。的距離。 適合中國大多數(shù)地區(qū)使用。適合中國大多數(shù)地區(qū)使用。第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)822dB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)333dB 每段允許損耗可達(dá)每段允許損耗可達(dá)33dB，對應(yīng)每區(qū)段長度為，對應(yīng)每區(qū)段長度為120km，總的傳輸距離可達(dá)，總的傳輸距離可達(dá)360km。主要是考慮到西北地區(qū)，特別是沙漠地區(qū)會出現(xiàn)超長中繼距離的情況。主要是考慮到西北地區(qū)，特別是沙漠地區(qū)會出現(xiàn)超長中繼距離的情況。 530dB整個系統(tǒng)由整個系統(tǒng)由5段組成，每段傳輸距離大約為段組成，每段傳輸距離大約為100km。這種光接口主要

26、是作為補充。這種光接口主要是作為補充。在組網(wǎng)的時候，根據(jù)實際情況，每個區(qū)段的距離都可以靈活選用在組網(wǎng)的時候，根據(jù)實際情況，每個區(qū)段的距離都可以靈活選用80km、100km、或者或者120km，增加組網(wǎng)的靈活性。，增加組網(wǎng)的靈活性。第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)（3）光監(jiān)控信道（）光監(jiān)控信道（OSC）要求）要求表表2.2 OSC的接口參數(shù)的接口參數(shù)監(jiān)控波長監(jiān)控波長1510nm監(jiān)控速率監(jiān)控速率2Mbit/s信號碼型信號碼型CMI信號發(fā)送功率信號發(fā)送功率07dBm光源類型光源類型MLM LD光譜特性光譜特性待研究待研究最小接收靈敏度最小接收靈敏度-48dBm第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)（4）安全要求）安全要求

27、ITU-T建議規(guī)定，單路或者合路信號的入纖最大光功率為建議規(guī)定，單路或者合路信號的入纖最大光功率為+17dBm。在鏈路切。在鏈路切斷情況下可能出現(xiàn)光浪涌現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)光浪涌，瞬間功率可能會遠(yuǎn)大于這斷情況下可能出現(xiàn)光浪涌現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)光浪涌，瞬間功率可能會遠(yuǎn)大于這個個17dBm，造成器件損壞。，造成器件損壞。 光浪涌的產(chǎn)生光浪涌的產(chǎn)生 在光纖突然被切斷或者其他原因?qū)е滦盘杹G失時，泵浦源繼續(xù)向在光纖突然被切斷或者其他原因?qū)е滦盘杹G失時，泵浦源繼續(xù)向EDFA注注入高能光子，激發(fā)大量的鉺離子到達(dá)高能級，導(dǎo)致亞穩(wěn)態(tài)上的鉺離子大量積入高能光子，激發(fā)大量的鉺離子到達(dá)高能級，導(dǎo)致亞穩(wěn)態(tài)上的鉺離子大量積累。一旦

28、光信號重新注入累。一旦光信號重新注入EDFA時，會引起亞穩(wěn)態(tài)上大量鉺離子的受激輻射，時，會引起亞穩(wěn)態(tài)上大量鉺離子的受激輻射，EDFA的輸出達(dá)到很高的水平，例如的輸出達(dá)到很高的水平，例如30dBm(即即1W)，這種光功率是非常危險，這種光功率是非常危險的，極易損壞光連接器甚至光接收機，這種損壞是不可逆的。的，極易損壞光連接器甚至光接收機，這種損壞是不可逆的。 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)光浪涌的產(chǎn)生光浪涌的產(chǎn)生第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)光浪涌的防止光浪涌的防止一旦由于光纖切斷或者其他原因引起信號丟失，開始計時，當(dāng)時間累積到一定一旦由于光纖切斷或者其他原因引起信號丟失，開始計時，當(dāng)時間累積到一定值，減小

29、注入到值，減小注入到EDFA的泵浦功率，甚至將泵浦功率完全切斷，在的泵浦功率，甚至將泵浦功率完全切斷，在EDFA中就中就不會再積累高濃度的亞穩(wěn)態(tài)離子。當(dāng)鏈路故障排除后，等信號恢復(fù)一定時間，不會再積累高濃度的亞穩(wěn)態(tài)離子。當(dāng)鏈路故障排除后，等信號恢復(fù)一定時間，再恢復(fù)向再恢復(fù)向EDFA的泵浦功率。的泵浦功率。 光浪涌的防止光浪涌的防止第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)12. WDM的現(xiàn)有技術(shù)水平及國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀的現(xiàn)有技術(shù)水平及國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀（1）WDM現(xiàn)有的技術(shù)水平現(xiàn)有的技術(shù)水平 實驗室已經(jīng)達(dá)到實驗室已經(jīng)達(dá)到10.92Tbps，商用化系統(tǒng)也已經(jīng)達(dá)到，商用化系統(tǒng)也已經(jīng)達(dá)到1.6Tbps。 （2）國內(nèi)）國內(nèi)WDM技術(shù)

30、的應(yīng)用水平技術(shù)的應(yīng)用水平以上海杭州之間以上海杭州之間8040Gbps系統(tǒng)為例：系統(tǒng)為例：2005年開通年開通 最大波長數(shù)：最大波長數(shù)：80 單波長傳輸速率：單波長傳輸速率：10/40Gbps 信道間隔：信道間隔：100GHz 使用波段：使用波段：CL波段波段 線路碼型：線路碼型：NRZFEC（非歸零碼，前向糾錯）（非歸零碼，前向糾錯） 色散補償方案：色散補償方案：DCF可調(diào)光纖光柵色散補償器可調(diào)光纖光柵色散補償器 放大：放大：C波段和波段和L波段分開放大波段分開放大第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)13. WDM技術(shù)的發(fā)展趨勢技術(shù)的發(fā)展趨勢p （1）提高通路速率）提高通路速率p （2）增加復(fù)用波長數(shù)）增

31、加復(fù)用波長數(shù)p （3）擴大應(yīng)用波長范圍）擴大應(yīng)用波長范圍第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)3.3 波分復(fù)用器件波分復(fù)用器件 WDM器件有多種制造方法，目前廣泛使用的器件有多種制造方法，目前廣泛使用的WDM器件可以分為器件可以分為4類：類：p 角色散器件角色散器件p 干涉濾波器干涉濾波器p 熔融拉錐型熔融拉錐型p 集成波導(dǎo)型集成波導(dǎo)型 第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)復(fù)用器復(fù)用器(合波器合波器)解復(fù)用器解復(fù)用器(分波器分波器)12n12nn21 、 WDMWDM第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)1. 光柵型波分復(fù)用器光柵型波分復(fù)用器光柵型波分復(fù)用器件屬于角色散器件，當(dāng)包含了多個波長信號的入射光照射到光柵型波分復(fù)用器件屬于角

32、色散器件，當(dāng)包含了多個波長信號的入射光照射到光柵上時，由于光柵的角色散作用，不同波長的光信號以不同的角度出射，經(jīng)光柵上時，由于光柵的角色散作用，不同波長的光信號以不同的角度出射，經(jīng)過透鏡會聚到不同的輸出光纖，把多個信號分離，從而完成波長的解復(fù)用。過透鏡會聚到不同的輸出光纖，把多個信號分離，從而完成波長的解復(fù)用。 塊狀光柵型波分復(fù)用器的典型結(jié)構(gòu)塊狀光柵型波分復(fù)用器的典型結(jié)構(gòu)第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)光纖光柵的制作及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)光纖光柵的制作及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)第3章 光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用技術(shù)2. 介質(zhì)薄膜濾波器型波分復(fù)用器介質(zhì)薄膜濾波器型波分復(fù)用器多層介質(zhì)膜由分別具有高折射率和低折射率的兩種不同的介質(zhì)材料，多層介質(zhì)膜由分別具有高折射率和低折射率的兩種不同的介質(zhì)材料，交替疊加在一起構(gòu)成，每層的交替疊加在一起構(gòu)成，每層的光學(xué)厚度光學(xué)厚度都是要反射的光波長的都是要反射的光波長的1/4。 工作原理：工作原理：當(dāng)包含了若干個光信號的光波入射到介質(zhì)膜上，只有與多當(dāng)包含了若干個光信號的光波入射到介質(zhì)膜上，只有與多層介質(zhì)膜反射波長相對應(yīng)的那個信號會被發(fā)射，其余的信號會從多層層介質(zhì)膜反射波長相對應(yīng)的那個信號會被發(fā)射，其余的信號會從多層膜透射過去，這樣，就從多個信號中分離出了一個光信號。通過多個膜透射過去，這樣，就從多個信號中分離出