《現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)》第7章

1、第二版Introduction to Modern Communication Technology第7章 光通信網(wǎng)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)理解光傳輸原理了解光傳輸系統(tǒng)組成及其性能了解傳輸網(wǎng)概念及體系結(jié)構(gòu)了解SDH設(shè)備與SDH光傳送網(wǎng)技術(shù)了解光波分復(fù)用技術(shù)（WDM）了解光通信網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀內(nèi)容簡(jiǎn)介7.1 光傳輸概述 7.2 光傳輸系統(tǒng) 7.3 SDH光傳送網(wǎng)技術(shù) 7.4 光波分復(fù)用技術(shù) 7.5 光通信網(wǎng)絡(luò) 放映結(jié)束內(nèi)容簡(jiǎn)介 7.1 光傳輸概述7.1.1 光傳輸?shù)幕靖拍?.1.2 光傳輸?shù)奶攸c(diǎn)7.1.3 光傳輸系統(tǒng)及其技術(shù)發(fā)展 返回主目錄內(nèi)容簡(jiǎn)介7.2 光傳輸系統(tǒng)7.2.1 光傳輸原理7.2.2 光傳輸系統(tǒng)

2、的組成7.2.3 光傳輸系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 返回主目錄內(nèi)容簡(jiǎn)介7.3 SDH光傳送網(wǎng)技術(shù)7.3.1 傳送網(wǎng)的基本概念 7.3.2 同步數(shù)字系列SDH 7.3.3 SDH傳輸設(shè)備7.3.4 SDH光傳輸網(wǎng) 返回主目錄內(nèi)容簡(jiǎn)介7.4 光波分復(fù)用技術(shù)7.4.1 WDM技術(shù)概述7.4.2 DWDM技術(shù) 7.4.3 WDM / OTDM混合傳輸系統(tǒng) 返回主目錄內(nèi)容簡(jiǎn)介7.5 光通信網(wǎng)絡(luò)7.5.1 基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)7.5.2 光通信網(wǎng)的發(fā)展 返回主目錄7.1 光傳輸概述光波屬于電磁波范疇，其中，紫外線、可見(jiàn)光、紅外線都屬于光波。光傳輸是以光波為載波，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的信息傳輸過(guò)程或方式。返回7.1.1 光傳

3、輸?shù)幕靖拍罟鈧鬏斉c電傳輸?shù)闹饕獏^(qū)別：以高頻率光波作為載波傳輸信號(hào)。用光纜作為傳輸媒介。光傳輸?shù)幕靖拍?. 光纖及其分類 光纖基本結(jié)構(gòu)：由纖芯和包層構(gòu)成的同心圓柱體。光纖是一種媒介波導(dǎo)，具有把光封閉在其中并沿軸向傳播的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，纖芯和包層的折射率不同。如圖7-1所示。光傳輸?shù)幕靖拍睿?）按傳導(dǎo)模式數(shù)量而分類單模光纖多模光纖（2）按折射率分布不同而分類階躍光纖漸變光纖（3）按套塑層的不同而分類緊套光纖松套光纖光傳輸?shù)幕靖拍?. 光纖的傳輸特性 （1）損耗光波在光纖中傳輸時(shí)，隨著傳輸距離的增加，光功率會(huì)不斷下降，光纖對(duì)光波產(chǎn)生的衰減作用稱為損耗。用衰減系數(shù)（損耗系數(shù)）衡量，主要有吸收損耗和散

4、射損耗等。光傳輸?shù)幕靖拍睿?）色散 光纖所傳輸?shù)男盘?hào)是由不同頻率成分和不同模式成分所攜帶，傳輸速度也不同，可能導(dǎo)致信號(hào)畸變。色散將使光脈沖產(chǎn)生時(shí)間上的展寬，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致光脈沖前后相互重疊，造成碼間干擾，增加誤碼率，影響傳輸容量，并限制了光傳輸系統(tǒng)的中繼距離。常以色散系數(shù)、最大時(shí)延差和光纖帶寬等不同方法表征。如圖7-2所示。光傳輸?shù)幕靖拍睿?）非線性效應(yīng)在高強(qiáng)度電磁場(chǎng)中，任何電媒介對(duì)光的響應(yīng)都會(huì)變成非線性；而在光傳輸中，激光器輸出的高功率將導(dǎo)致光纖的非線性效應(yīng)。光傳輸?shù)幕靖拍?. 光傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)光傳輸系統(tǒng)工作在近紅外區(qū)，波長(zhǎng)為 0.8 1.71m，相應(yīng)的頻率段為 176375 THz 。短波

5、長(zhǎng)波段：0.8 1.0 m，實(shí)用工作波長(zhǎng)為0.85 m。長(zhǎng)波長(zhǎng)波段：1.0 1.8 m，實(shí)用工作波長(zhǎng)為1.31 和1.55 m光傳輸?shù)幕靖拍?.光傳輸中的線路碼型mBnB碼（又稱分組碼）：使變換后的碼流產(chǎn)生多余比特，用來(lái)傳送與誤碼檢測(cè)相關(guān)的信息。插入比特碼：把輸入的信息碼流按m比特分為一組，再在每組的m位之后插入一個(gè)比特，組成線路碼。加擾碼：把已知二進(jìn)制序列按一定方法加入到信息碼流中。在接收端用同樣方法再恢復(fù)出原信息碼流。 返回7.1.2 光傳輸?shù)奶攸c(diǎn) 光傳輸是是利用半導(dǎo)體激光器（LD）或發(fā)光二極管（LED）作為光源，把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)并將其耦合進(jìn)光纖中進(jìn)行傳輸；在接收端使用光檢測(cè)器，如光

6、電二極管或雪崩光電二極管等，將光信號(hào)再還原成電信號(hào)的一種通信方式 。光傳輸?shù)幕靖拍?. 光傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì) 傳輸頻帶寬、通信容量大損耗低，中繼距離長(zhǎng)電磁兼容性和環(huán)境兼容性優(yōu)良 體積小、質(zhì)量輕、可撓性好資源豐富，節(jié)約有色金屬光傳輸?shù)幕靖拍?、數(shù)字光傳輸系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn) 易與程控交換機(jī)相連接。采用了專用超大規(guī)模集成電路、混合集成電路以及表面安裝技術(shù)，使設(shè)備的可靠性大大提高。采用PCM技術(shù)，便于利用終端設(shè)備上的計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的檢測(cè)與監(jiān)控。擴(kuò)容方便，波分復(fù)用技術(shù)使得光傳輸（在不增加光纖芯數(shù)時(shí)）的容量大幅度提高。光傳輸?shù)幕靖拍?. 光纖連接問(wèn)題及技術(shù)發(fā)展 光纖的缺點(diǎn)：光纖質(zhì)地脆、抗拉強(qiáng)度低、防水性能差

7、，要求有較好的切斷和連接技術(shù)，分路與耦合較費(fèi)時(shí)等。工藝改進(jìn)：光纖自動(dòng)熔接機(jī)等。 返回7.1.3 光傳輸系統(tǒng)及其技術(shù)發(fā)展 1.光傳輸系統(tǒng)的分類 （1）按光波長(zhǎng)劃分（2）按光纖傳輸模式劃分（3）按傳輸信號(hào)形式劃分（4）按系統(tǒng)工作方式劃分光傳輸系統(tǒng)及其技術(shù)發(fā)展2.光傳輸技術(shù)的發(fā)展第1階段：短波長(zhǎng)低速率多模光傳輸；第2階段：光纖從多模發(fā)展到單模；第3階段：長(zhǎng)波長(zhǎng)單模光傳輸；第4階段：采用1.55 m低損耗窗口，建設(shè)SDH同步網(wǎng)絡(luò)；第5階段：采用密集波分復(fù)用技術(shù)，基于IP的光信息網(wǎng)絡(luò)。返回7.2 光傳輸系統(tǒng)光傳輸系統(tǒng)包括：信源端的光發(fā)送機(jī)（光調(diào)制設(shè)備）、信宿端的光接收機(jī)（光解調(diào)設(shè)備）和進(jìn)行連接的光纖媒介

8、。若進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，在線路中間還需插入中繼器。數(shù)字光傳輸系統(tǒng)一般由PCM終端設(shè)備、數(shù)字復(fù)用設(shè)備、光端機(jī)（雙向）、光纖和光中繼設(shè)備（雙向）以及電端機(jī)、備用系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等組成。返回7.2.1 光傳輸原理1. 光傳輸過(guò)程光傳輸過(guò)程如圖7-3 所示。光傳輸系統(tǒng)可歸結(jié)為“電光電”的簡(jiǎn)單模型。所傳輸?shù)男盘?hào)必須先變成電信號(hào)，然后轉(zhuǎn)換成光信號(hào)在光纖內(nèi)傳輸，再將光信號(hào)變成電信號(hào)。整個(gè)過(guò)程中，光纖部分只起到傳輸作用，對(duì)于信號(hào)的生成和處理，仍由電系統(tǒng)來(lái)完成。光傳輸原理 2.光調(diào)制 （1）直接調(diào)制方法目前，光傳輸系統(tǒng)普遍采用的是“數(shù)字編碼強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)”（IMDD）方法。強(qiáng)度調(diào)制是用電信號(hào)去直接調(diào)制光的強(qiáng)度，使之

9、隨電信號(hào)變化；而直接檢測(cè)是指直接由接收的光信號(hào)檢測(cè)出電信號(hào)。直接調(diào)制方法僅適用于半導(dǎo)體光源（半導(dǎo)體激光器LD和發(fā)光二極管LED） 。光傳輸原理（2）間接調(diào)制方法間接調(diào)制方法利用晶體的電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、聲光效應(yīng)等性質(zhì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)激光輻射的調(diào)制。該調(diào)制方式適用于半導(dǎo)體激光器和其他類型的激光器。 返回7.2.2 光傳輸系統(tǒng)的組成 1. 數(shù)字光傳輸系統(tǒng)的基本組成 數(shù)字光傳輸系統(tǒng)的基本組成如圖7-4所示。2. 光端機(jī)和電端機(jī)光傳輸系統(tǒng)是雙向的，常將光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)合成在一起，稱為光端機(jī)。圖7-5 示出了光端機(jī)和電端機(jī)在系統(tǒng)中的作用。光傳輸系統(tǒng)的組成光發(fā)送機(jī)：將PCM設(shè)備所送電信號(hào)進(jìn)行電光變換，并處理成

10、為滿足一定要求的光信號(hào)后送光纖傳輸。光接收機(jī)：把經(jīng)光纖傳輸后脈沖幅度被衰減、寬度被展寬的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并放大、再生，恢復(fù)出原來(lái)的信號(hào)。光傳輸系統(tǒng)的組成電端機(jī)：是電發(fā)射端機(jī)和電接收端機(jī)的合稱，包括PCM基群終端機(jī)和高次群復(fù)接（或分接）設(shè)備。電發(fā)射端機(jī)是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，完成PCM編碼，并按時(shí)分復(fù)用的方式把多路信號(hào)復(fù)接、合群，從而輸出高比特率的數(shù)字信號(hào)；電接收端機(jī)則完成與發(fā)射端機(jī)的相反變換。光傳輸系統(tǒng)的組成3. 光中繼器光中繼器：補(bǔ)償光能量的損耗，恢復(fù)信號(hào)脈沖形狀，延長(zhǎng)光信號(hào)傳輸距離 。光電光中繼器由完成光電變換的光接收端機(jī)（無(wú)碼型變換）及完成電光變換的發(fā)送端機(jī)（無(wú)功放與碼型變換

11、）組成。光傳輸系統(tǒng)的組成4. 摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器（EDFA）：具有高增益、低噪聲、對(duì)偏振不敏感、放大帶寬較寬、易于與光傳輸系統(tǒng)連接等優(yōu)點(diǎn)。EDFA 可直接接入光纖傳輸鏈路，作為在線放大器（或作為光中繼器）取代光電光中繼器，實(shí)現(xiàn)光光放大。5. 輔助系統(tǒng)和備用系統(tǒng) 返回7.2.3 光傳輸系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1. 誤碼特性數(shù)字光傳輸系統(tǒng)的誤碼率（BER）定義： BER誤判碼元數(shù)傳輸?shù)目偞a元數(shù)光傳輸系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)2. 抖動(dòng)特性抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào)傳輸過(guò)程中的瞬時(shí)不穩(wěn)定現(xiàn)象。包括相位抖動(dòng)和定時(shí)抖動(dòng)兩個(gè)方面。產(chǎn)生抖動(dòng)的主要原因：隨機(jī)噪聲、時(shí)鐘恢復(fù)電路的諧振頻率偏移、接收機(jī)的碼間干擾及數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的復(fù)

12、接分接過(guò)程、光纜的老化等。多中繼長(zhǎng)途通信方式中的抖動(dòng)具有累計(jì)性。光傳輸系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)3. 可靠性與可用性 可靠性：指系統(tǒng)（或產(chǎn)品）在規(guī)定的條件下和時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力，常用故障率來(lái)表征?？捎眯裕褐赶到y(tǒng)（或產(chǎn)品）在規(guī)定的條件下和時(shí)間內(nèi)處于良好工作狀態(tài)的概率。返回7.3 SDH光傳送網(wǎng)技術(shù) 同步數(shù)字體系（SDH）是可進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號(hào)結(jié)構(gòu)等級(jí)。具有高度靈活性、可靠性和可管理性，為窄帶和寬帶業(yè)務(wù)傳輸和新業(yè)務(wù)開(kāi)通提供良好的基礎(chǔ)平臺(tái)，在干線網(wǎng)、中繼網(wǎng)、接入網(wǎng)及各類專用網(wǎng)等通信基礎(chǔ)設(shè)施中發(fā)揮了重要作用。返回7.3.1 傳送網(wǎng)的基本概念1. 傳送與傳輸 傳送與傳

13、輸?shù)母拍钣兴煌?，傳送是從信息傳遞的功能過(guò)程來(lái)描述，傳送網(wǎng)是其網(wǎng)絡(luò)邏輯功能的集合；而傳輸則從信息信號(hào)通過(guò)具體物理媒介傳遞的物理過(guò)程來(lái)描述，傳輸網(wǎng)具體是指實(shí)際設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。傳輸網(wǎng)（傳送網(wǎng)）也可泛指全體實(shí)體網(wǎng)和邏輯網(wǎng)。傳送網(wǎng)的基本概念2. 傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)傳送網(wǎng)一般采用分層結(jié)構(gòu)，自下而上可分成3個(gè)子層：（1）傳輸媒介層傳輸媒介層包含傳遞信息的所有物理手段，即傳輸設(shè)備以及連接設(shè)備的媒體 。傳送網(wǎng)的基本概念（2）通道層通道可看作是標(biāo)準(zhǔn)化的一組電路。通道層作為一個(gè)整體在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和選路，并能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和恢復(fù)功能。 （3）電路層電路層包括傳輸媒介層和通道層提供的各種業(yè)務(wù)傳輸 。傳送網(wǎng)的基本概念3. 傳送網(wǎng)

14、的傳輸技術(shù)體制通信體制即通信系統(tǒng)中所采用的信號(hào)形式、信號(hào)傳輸方式和信息交換方式。傳送網(wǎng)的主要傳輸媒介是光纖、數(shù)字微波和衛(wèi)星。傳送網(wǎng)的技術(shù)體制主要有采用時(shí)分復(fù)用方式的準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）和同步數(shù)字系列（SDH）。傳送網(wǎng)的基本概念（1）準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）PDH的主要缺點(diǎn)如下：PDH只有地區(qū)性的數(shù)字信號(hào)速率和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，造成了全球互通的困難；PDH沒(méi)有光接口規(guī)范的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致各廠商生產(chǎn)的專用光接口無(wú)法在光路上互通，而只有通過(guò)光電轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電接口才能互通，從而增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和運(yùn)營(yíng)成本；傳送網(wǎng)的基本概念在PDH系統(tǒng)的復(fù)用結(jié)構(gòu)中，多數(shù)速率等級(jí)信號(hào)采用異步復(fù)用，而難以從高速信號(hào)中識(shí)別和提取低

15、速支路信號(hào)，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜缺乏靈活性；PDH的幀結(jié)構(gòu)中缺乏用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和維護(hù)的輔助比特，限制了網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)能力的進(jìn)一步改進(jìn)；建立在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸基礎(chǔ)上的復(fù)用結(jié)構(gòu)缺乏靈活性，無(wú)法提供最佳的路由選擇，非最短的通信路由占了業(yè)務(wù)流量的大部分，使數(shù)字信道設(shè)備的利用率很低，難以支持新業(yè)務(wù)。傳送網(wǎng)的基本概念（2）同步數(shù)字系列（SDH）SDH是在PDH基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種數(shù)字傳輸體制。在SDH方式中，各個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘在同步網(wǎng)的控制下處于同步狀態(tài)，易于復(fù)用和分離。 SDH最為核心的三大特點(diǎn)是同步復(fù)用、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力和統(tǒng)一的光接口及復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)，并由此帶來(lái)了許多優(yōu)良的性能返回7.3.2 同步數(shù)字系列 1. SDH的技術(shù)

16、特征網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互連接口包含了傳輸網(wǎng)絡(luò)的兩類基本設(shè)備，即傳輸設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（設(shè)備）。傳輸設(shè)備包括光傳輸、微波通信和衛(wèi)星通信等系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包含有許多種類，如：64 kbit/s電路節(jié)點(diǎn)、寬帶交換節(jié)點(diǎn)等。同步數(shù)字系列2. SDH的同步傳輸模塊與幀結(jié)構(gòu)SDH 技術(shù)的基礎(chǔ)是其幀結(jié)構(gòu)（如圖7-6所示）。SDH 采用一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱為同步傳輸模塊 STMN （N 1，4，16，64 ）。STM1：最基本的模塊，其傳輸速率為155.520 Mbit/s ；STM4：將4個(gè)STMl 同步復(fù)用可構(gòu)成；STM16：將16個(gè)STM1（或4個(gè)STM4）同步復(fù)用；STM64：將64個(gè)STM1（或4個(gè)STM16

17、）同步復(fù)用；同步數(shù)字系列3. SDH的復(fù)用技術(shù) 為得到標(biāo)準(zhǔn)的STMN 信號(hào)，需將各種業(yè)務(wù)信號(hào)裝入STMN幀結(jié)構(gòu)的信息凈負(fù)荷區(qū)內(nèi)。為此，通常需要經(jīng)過(guò)映射、復(fù)用和定位這三個(gè)基本步驟。映射定位復(fù)用同步數(shù)字系列4. SDH的應(yīng)用特點(diǎn) 采用同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)能夠與現(xiàn)有的PDH網(wǎng)實(shí)現(xiàn)完全兼容具有全球統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開(kāi)銷比特采用了先進(jìn)的指針調(diào)整技術(shù)引入了虛容器的概念采用先進(jìn)的分插復(fù)用器、數(shù)字交叉連接等設(shè)備提出了便于國(guó)際互通的系列標(biāo)準(zhǔn) 返回7.3.3 SDH傳輸設(shè)備SDH傳輸設(shè)備根據(jù)SDH幀結(jié)構(gòu)和復(fù)接方法設(shè)計(jì)，一般分為終端復(fù)用設(shè)備（TM）、分插復(fù)用設(shè)備（ADM）和同步數(shù)字交

18、叉連接設(shè)備（SDXC）等，這些設(shè)備都由各種邏輯功能模塊組合而成。SDH傳輸設(shè)備1. 終端復(fù)用器（TM）在SDH系統(tǒng)中，終端復(fù)用器（TM）主要是用于點(diǎn)到點(diǎn)的系統(tǒng)以及分插復(fù)用器鏈路的兩端，在我國(guó)以及干線網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。終端復(fù)用器（TM）的主要功能是實(shí)現(xiàn)將PDH信號(hào)復(fù)接成高速的STMM（M N）信號(hào)，并完成電光信號(hào)轉(zhuǎn)換，使其在光纖中傳輸。SDH傳輸設(shè)備2. 分插復(fù)用器ADM是將同步復(fù)用和數(shù)字交叉連接功能綜合于一體，可從主信號(hào)碼流中靈活分出一些支路信號(hào)或插入另外一些支路信號(hào)，因而在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性。 SDH傳輸設(shè)備3. 數(shù)字交叉連接設(shè)備（SDXC）數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC是相當(dāng)于數(shù)字配

19、線架自動(dòng)化的設(shè)備，是一種具有或SDH（或PDH）信號(hào)端口，兼有復(fù)用、配線、保護(hù)恢復(fù)、監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)管理等多種功能，并可在任何端口信號(hào)速率間進(jìn)行可控連接和再連接的傳輸設(shè)備。 返回7.3.4 SDH光傳送網(wǎng) 1. 傳輸網(wǎng)的接口電接口光接口SDH光傳送網(wǎng)2. SDH的組網(wǎng)一級(jí)干線網(wǎng)（國(guó)家骨干網(wǎng)）二級(jí)干線網(wǎng)本地中繼網(wǎng)（長(zhǎng)途局與市話局、市內(nèi)局間連接）用戶接入網(wǎng)SDH光傳送網(wǎng)3. SDH自愈網(wǎng)自愈是指通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)需人為干預(yù)，即可在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)所承載的業(yè)務(wù)。自愈的基本原理是使網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)現(xiàn)故障并能找到替代傳輸路由的能力，在移動(dòng)時(shí)限內(nèi)重新建立通信。具有該自愈能力的網(wǎng)絡(luò)稱為自愈網(wǎng)。 SD

20、H光傳送網(wǎng)4. SDH網(wǎng)絡(luò)管理功能基本管理故障管理性能管理配置管理安全管理計(jì)費(fèi)管理返回7.4 光波分復(fù)用技術(shù)光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)是在同一光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)光信號(hào)的技術(shù)。WDM技術(shù)的出現(xiàn)使光傳輸系統(tǒng)容量成百倍地增長(zhǎng)。我國(guó)的許多干線傳輸系統(tǒng)已采用WDM技術(shù)進(jìn)行了擴(kuò)容升級(jí)。WDM技術(shù)在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，向著更多波長(zhǎng)、更高的速率、更大的容量和更長(zhǎng)的距離發(fā)展。返回7.4.1 WDM 技術(shù)概述1. WDM的基本概念光波分復(fù)用（WDM）是光波長(zhǎng)分割復(fù)用的簡(jiǎn)稱，是在一根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)光信號(hào)的技術(shù)。具體過(guò)程為：在光傳輸?shù)牡蛽p耗窗口的可使用光譜，帶寬劃分成若干個(gè)較窄子頻帶，不同的光信號(hào)分別

21、調(diào)制到各個(gè)不同中心波長(zhǎng)的子頻帶內(nèi)；WDM 技術(shù)概述在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)行組合（復(fù)用），并耦合到同一根光纖中進(jìn)行傳輸；經(jīng)過(guò)光纖傳輸?shù)浇邮斩?；在接收端又將這些復(fù)用波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)解復(fù)用器分開(kāi)，最后經(jīng)進(jìn)一步處理恢復(fù)出原始信號(hào)，送到不同的終端。WDM 技術(shù)概述（1）WDM技術(shù)的分類稀疏WDM（CWDM）：信道間隔為100 nm10 nm；密集WDM（WDWM）：信道間隔為10 nm1 nm；超密集WDM：信道間隔數(shù)為0.1 nm1 nm。WDM 技術(shù)概述（2）實(shí)用WDM系統(tǒng)的信道間隔與對(duì)應(yīng)帶寬在光纖的兩個(gè)低耗傳輸窗口，中心波長(zhǎng)分別是1.31 m和1.55 m，相應(yīng)的波長(zhǎng)范圍分別在1.25 m

22、1.35 m和1.50 m 1.60 m之間，對(duì)應(yīng)帶寬為17 700 GHz和12 500 GHz，總帶寬將超過(guò)30 THz 。若信道間隔為10 GHz，理想情況下一根光纖可同時(shí)傳輸3 000個(gè)信道，但實(shí)施尚困難。返回7.4.2 DWDM技術(shù) 1. DWDM系統(tǒng)的基本組成密集波分復(fù)用（DWDM）是在1.55 m波段，可同時(shí)采用8、16或更多個(gè)波長(zhǎng)在一對(duì)光纖上（也可采用單纖）構(gòu)成光傳輸系統(tǒng)。DWDM系統(tǒng)主要由5個(gè)部分組成：光發(fā)射機(jī)、光中繼放大器、光接收機(jī)、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。DWDM系統(tǒng)的基本組成如圖7-7所示。DWDM技術(shù)2. DWDM系統(tǒng)的工作原理光發(fā)射機(jī)：系統(tǒng)核心部分，光源應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)

23、光波長(zhǎng)和容納一定色散作用，以保證長(zhǎng)距離傳輸性能。光發(fā)射機(jī)工作過(guò)程如下：先利用光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（OTU）將終端設(shè)備送來(lái)的非特定波長(zhǎng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有穩(wěn)定的特定波長(zhǎng)的光信號(hào)；用光復(fù)用器將多路光信號(hào)合并成一路光信號(hào)；再通過(guò)光放大器將其放大；最后將放大的光信號(hào)輸入到光纖線路中進(jìn)行傳輸。 DWDM技術(shù)光放大器（EDFA）光接收機(jī)光監(jiān)控信道網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)返回7.4.3 WDMOTDM混合傳輸系統(tǒng) 1. 光時(shí)分復(fù)用（OTDM）光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)是指在光的時(shí)間分割復(fù)用，是提高每個(gè)波道上傳輸信息容量的一個(gè)有效途徑。光時(shí)分復(fù)用（OTDM）的實(shí)質(zhì)是將多個(gè)高速調(diào)制信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為等速率光信號(hào)，然后在光層上利用超窄光脈

24、沖進(jìn)行時(shí)域復(fù)用，將其調(diào)制為更高速率的光信號(hào)，以避開(kāi)電子瓶頸對(duì)傳輸速率的限制。WDMOTDM混合傳輸系統(tǒng)2. OTDM和WDM混合傳輸WDM已是提高通信速率的首選方案，該技術(shù)充分挖掘光纖可用帶寬資源豐富、技術(shù)較成熟、成本較低廉，發(fā)展迅速。OTDM技術(shù)采用單一波長(zhǎng)，可以提高WDM單信道速率，降低WDM通信信道數(shù)量，從而在現(xiàn)有的EDFA放大帶寬內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)超大容量通信，傳輸管理將更加方便，在組網(wǎng)方面比WDM有許多優(yōu)勢(shì)，但關(guān)鍵技術(shù)較復(fù)雜。返回7.5 光通信網(wǎng)絡(luò) 光傳輸及其組網(wǎng)技術(shù)在適應(yīng)多業(yè)務(wù)需求和寬帶化方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，光傳輸網(wǎng)已成為通信（核心）網(wǎng)的主體和支柱。返回7.5.1 基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)1. 電信傳輸網(wǎng)第一代通信網(wǎng)：采用銅線（纜）把用戶節(jié)點(diǎn)連接在一