桂電光通信技術交流課件

Email:2013年7月光纖通信技術交流中國電子科技集團公司第34研究所交流內容概述2光纖光纜

3有源器件

4數字通信

8模擬通信7系統(tǒng)性能

6無源器件

5網絡管理9單位簡介1中國電子科技集團公司第34研究所單位簡介概況單位名稱中國電子科技集團公司第34研究所；桂林激光通信研究所；簡稱GIOC，GUILININSTITUTEOFOPTICALCOMMUNICATIONS。1971年組建于成都，1975年11月遷建桂林。是國內最早從事光纖通信基礎研究與應用開發(fā)相結合的綜合性研究所，在光纖通信技術領域共取得科技成果300多項，其中有100多項榮獲國家級和部(省)級科技成果獎。中國電子科技集團公司第34研究所單位簡介人力資源現有員工800多人，其中專業(yè)技術人員500多人，高級以上職稱100多人，中級職稱200多人。3%20%43%34%研究員高級工程師工程師技術人員中國電子科技集團公司第34研究所單位簡介研發(fā)方向全光傳輸系列1SDH系列34接入系列（E1、PCM、IP、）6光器件2無線光系列模擬光系列5中國電子科技集團公司第34研究所概述2交流內容單位簡介1光纖光纜

3有源器件

4數字通信

8模擬通信7系統(tǒng)性能

6無源器件

5網絡管理9中國電子科技集團公司第34研究所概述光纖通信的特點光纖通信是以光波為載波，以光纖為傳輸介質的通信方式。信道容量大。損耗低、中繼距離長。線徑細、重量輕，便于施工和運輸，資源豐富、成本低（石英取之不竭）。光纖通信的特點有不受電磁干擾，安全保密性能好。中國電子科技集團公司第34研究所古代烽火臺、信號旗1866年世界第一條電報電纜1876年發(fā)明電話載波、微波通信現有電通信速率622M1960年發(fā)明激光器1966年提出光通信，損耗1000dB/KM1978年第一個光系統(tǒng)投入使用10KM概述光通信發(fā)展史中國電子科技集團公司第34研究所第一代光通信850多模第二代光通信1310單模第三代光通信1550單模第四代光通信WDM第五代光通信光孤子概述光通信發(fā)展史中國電子科技集團公司第34研究所光纖光纜定義光纖由纖芯、包層、涂層組成。通信用的光纖主要有石英光纖，其纖芯和包層主要由摻雜高純度SiO2組成，摻雜的目的是使折射率滿足要求。除了石英光纖而外，也有塑料光纖，其纖芯和包層的材料為有機化合物，主要用于短距離傳輸。光纜由一組或多組光纖、加強元件和護套按一定的結構組合而成。中國電子科技集團公司第34研究所光纖光纜光纖芯線的剖面結構中國電子科技集團公司第34研究所光纖光纜光纜結構光纜的基本結構是由纜芯、加強元件和護套組成。緊套光纖中心加強件填充油膏包帶鎧縱包PE護層光纜結構示例——6層緊套層絞式光纜中國電子科技集團公司第34研究所光纖光纜光纜分類按光在光纖內的傳播模式，光纖可分為單模和多模。多模光纖主要用于小容量短距離傳輸，單模光纖適用于大容量長距離光纖通信。中國電子科技集團公司第34研究所光纖光纜光纜分類G6521310性能最佳光纖，目前應用最廣。色散未位移光纖，也可用于1550系統(tǒng)。G6531550性能最佳光纖，已自然消亡。色散位移光纖，應用于單波長高速超長距離系統(tǒng)。G654截止波長移位光纖，應用海纜系統(tǒng)。零色散1310，降低1550波段損耗。國內禁運。G655非零色散位移光纖，應用于WDM。零色散在1550高端或低端，避免FWM。G656寬波段非零色散位移光纖。工作在S、C、L波段中國電子科技集團公司第34研究所光纖光纜光纖參數模場直徑7-11um纖芯同心度誤差0.6um截止波長衰減0.17-0.23dB/km色度色散材料色散和波導色散偏振模色散PMD光波極化態(tài)的差分延時纖芯或包層的橢圓度、非對稱機械熱應力、玻璃表面應力、外部應力。10G及以上速率才考慮PMD。中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光源光接收器光放大器光調制器中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光源類型LED發(fā)光二極管LD半導體激光二極管固定波長、可調波長法布里-珀羅型F-PLD：MLM和SLM，最常見。應用于低速系統(tǒng)。分布反饋DFBLD：更易集成化。1550長距離高速系統(tǒng)和CATV系統(tǒng)。量子阱LD：高速系統(tǒng)，無需ATC，高溫工作。垂直腔面VCSELLD：并行光高速系統(tǒng)。光纖激光器：通信、軍事、工業(yè)、核聚變拉曼激光器：中國電子科技集團公司第34研究所雙波長可調諧光源980nm、1480nm雙波長、高功率、功率可調激光源，內置高精度的自動功率控制（APC）和自動溫度控制（ATC）技術，有較高的短期穩(wěn)定度和長期穩(wěn)定度。主要用于光放大器設計及生產過程調試，同時又可作為光信號源應用于980/1550波分復用器、1480/1550波分復用器等各種光無源和有源器件的生產以及各種光纖實驗中。中國電子科技集團公司第34研究所高功率光纖激光器摻Yb雙包層光纖泵浦源1泵浦源2信號輸出雙色鏡光纖激光器實驗原理圖中國電子科技集團公司第34研究所高功率光纖激光器關鍵問題及關鍵技術泵浦光的耦合，注入技術及激光輸出的提取技術大芯徑高穩(wěn)定光纖光柵的設計與制作技術激勵電源與控制技術高功率激光合成技術高功率激光測試技術中國電子科技集團公司第34研究所高功率光纖激光器LD1LD2全光纖型結構和樣品外觀示意圖無制冷有制冷中國電子科技集團公司第34研究所拉曼激光器摻鐿光纖泵浦激光器λ1λ1λ2λ2λ3λ3λ4λ4λ4輸出光光纖布拉格光柵光纖布拉格光柵摻雜光纖環(huán)λ1λ2λ3λ4在芯中制成的布拉格光柵用作拉曼諧振腔鏡。不同波長的諧振腔相互堆積，形成一系列拉曼頻移的級數。中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光源組件光隔離器:防止輸出光反射損壞光源，單向傳輸功率檢測：監(jiān)視發(fā)射光功率。LD驅動電路:驅動光源發(fā)光。溫度探測器：監(jiān)視光源溫度。ATC電路：保證光源組件的溫度恒定和補償P/I曲線。APC電路：自動控制發(fā)射功率恒定和補償P/I曲線。尾纖和連接器：對外系統(tǒng)互聯。中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光源性能參數性能參數較多，超過40項性能指標，比較常用的主要指標如下：儲存溫度、工作溫度發(fā)射光譜、中心波長、峰值波長、平均波長光譜寬度、截止頻率、上升下降時間輸出功率、調制深度（消光比）耦合效率、發(fā)送眼圖驅動電流、調制電流中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光源光接收器光放大器光調制器中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光探測器PIN管：PN光電二極管。APD光電二極管:PN結雪崩二極管，光電流倍增,靈敏度高。肖特基光電二極管:高帶寬，帶寬可超過100G。集成光電二極管：與周邊電路集成，采用光電導和雪崩方式，提高帶寬和靈敏度。中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光接收組件光接收組件的功能是將光纖傳送的光信號經組件內的光電二極管還原成電信號。光電二極管：實現光電轉換前置放大電路：實現微弱信號放大溫度補償電路：補償P/I曲線中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光接收器性能參數參數超過20項。噪聲特性：噪聲來源于光探測和前置放大器。低阻互聯：動態(tài)范圍大，載噪比小高阻互聯：動態(tài)范圍小，載噪比的互阻互聯：動態(tài)范圍載噪比大，實現復雜模擬光系統(tǒng)載噪比≧40dB數字光系統(tǒng)載噪比≧25dB靈敏度：接收最小信號功率模擬系統(tǒng)：最小可探測功率數字系統(tǒng)：最小可判決功率中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光收發(fā)模塊光發(fā)射部分由偏置控制電路給激光源提供偏置電流，數據信號進入高速緩沖器整形后，形成調制電流，驅動激光源輸出光信號，完成數據發(fā)射。調節(jié)偏置電流和調制電流可以控制光發(fā)送模塊的消光比和輸出功率穩(wěn)定，稱為APC自動控制功率電路。而溫度控制電路ATC由熱敏電阻、致冷器形成雙向控溫，以保證模塊工作時光源中心波長的穩(wěn)定。光接收部分主要由PN探測管，前置放大器，主放大器，判決均衡電路和時鐘提取電路組成。由PD把接收到的光信號轉為電信號，前置放大器可降低噪聲干擾，提高接收靈敏度。主放大器將信號整形放大，再由判決再生電路和時鐘電路將信號數據還原。中國電子科技集團公司第34研究所時鐘提取接收信號發(fā)射信號數據緩沖LD調制判決再生分光器均衡APC主放前放PD探測ATC有源器件光收發(fā)模塊中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光源光接收器光放大器光調制器中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光放大器分類參鉺光纖放大器EDFA：利用稀土參雜的光纖光放大器。拉曼光放大器:利用光線非線性效應制作的常規(guī)光纖光放大器。半導體光放大器:利用半導體制作的光放大器中國電子科技集團公司第34研究所摻鉺光纖放大器EDFA中國電子科技集團公司第34研究所摻鉺光纖放大器原理圖輸入信號耦合器980/1550nmWDM泵浦光摻鉺光纖輸出信號光隔離器中國電子科技集團公司第34研究所1.1.2稀土元素（鑭系元素）原子序數57—71：鑭La、鐠Pr、釹Nd、鉺Er、鐿Yd等。當鉺摻入至光纖后，被三重電離：二個外層（6s）和一個內層（4f）電子電離。光學特性主要取決于4f層（5s和5p層為飽和層）摻雜光纖的特性（中心工作波長、帶寬等）取決于摻入的雜質，而不是光纖本身。中國電子科技集團公司第34研究所980nm1s10ms15201560nm4I11/24I15/24I13/2EDFA的能帶結構和光放大原理1480nm中國電子科技集團公司第34研究所泵浦源的選取0.98mm和1.48mm為無激發(fā)態(tài)吸收的能帶，因而是常用的兩個泵浦波長。這兩個波長的泵浦源都可用半導體激光器實現。和1.48mm比較，0.98mm屬于三能級系統(tǒng)。增益大，泵浦效率高，噪聲?。傻椭?dB）,是目前光纖放大器的首選泵浦波長。中國電子科技集團公司第34研究所泵浦方式同向泵浦優(yōu)點：易于實現；缺點：易飽和，噪聲大。反向泵浦優(yōu)點：不易飽和；噪聲較低。雙向泵浦優(yōu)點：優(yōu)點相結合，光均勻分布，增益也較平穩(wěn)。中國電子科技集團公司第34研究所工作波長與光纖最小損耗窗口一致，在光纖通信中獲得很好的應用。能量轉換效率高：激光工作物質集中在光纖芯子中的近軸部分，而信號光和泵浦光也是在光纖的近軸部分最強,使得光與物質的作用很充分。增益高，噪聲低，輸出功率大。增益特性穩(wěn)定：EDFA增益對溫度不敏感。EDFA的特性中國電子科技集團公司第34研究所波長固定：鉺離子能級間的能級差決定了EDFA的工作波長是固定的，只能放大1.55μm左右波長的光波。增益帶寬不平坦：EDFA的增益帶寬約40nm，但增益帶寬不平坦。在WDM光纖通信系統(tǒng)中需要采取特殊的手段來進行增益譜補償。EDFA的不足中國電子科技集團公司第34研究所實測的EDFA增益譜特性中國電子科技集團公司第34研究所1.531.541.551.56,(m)增益,dB2010EDFA輸入光纖輸出光纖EDFA在WDM系統(tǒng)中的應用中國電子科技集團公司第34研究所在長途干線通信中，它可使光信號直接在光域進行放大而無須轉換成電信號進行處理，代替了光--電--光中繼，使成本降低，設備簡化，維護運轉方便。用在WDM/DWDM干線系統(tǒng)的EDFA一般稱為數字式光纖放大器。此類EDFA需增益均衡。用在CATV中的EDFA稱為模擬型光纖放大器，噪聲系數是其重要指標。中國電子科技集團公司第34研究所EDFA的分類EDFA按其使用位置的不同，可以分為功放、線放和前放。功放在發(fā)射機之后，用于提升系統(tǒng)發(fā)射功率。線放在線路中間，用于放大線路信號，延長系統(tǒng)中繼距離。前放在接收機之前，用于提升接收信號的信噪比。發(fā)射機接收機功放線放線放前放光纖線路中國電子科技集團公司第34研究所光纖拉曼放大器是實現超寬帶光放大的有效途徑，其好處有：低噪聲增益介質即為普通傳輸光纖，與光纖系統(tǒng)具有良好兼容性。中心波長由泵浦波長決定，不受其他因素牽制。仔細設計的多波長泵浦可以提供很寬的增益區(qū)。拉曼放大器中國電子科技集團公司第34研究所拉曼放大器光纖拉曼放大器基于光學中的非線性效應——受激拉曼散射（SRS），當足夠強的短波長泵浦光以一定強度與信號光同時進入光纖后，信號在光纖中被放大。增益帶寬的位置可以方便的通過調節(jié)泵浦波長來改變，因而拉曼放大器的放大能力可以覆蓋整個光纖的通訊波長。它只依賴于特定波長的大功率泵浦光源，缺點是為得到理想的增益系數，需要高功率的泵浦光。中國電子科技集團公司第34研究所拉曼放大器傳輸光纖泵浦源輸入信號光泵浦合波器輸出信號光按增益介質的不同，拉曼放大器可以分為分布式與分立式。按泵浦方式，可以分為同向泵浦與反向泵浦。下圖是最常用的分布式反向泵浦的拉曼放大器。中國電子科技集團公司第34研究所拉曼激光器對于拉曼放大泵源，方法之一是采用多只14XXnm泵浦激光器通過偏振復用獲得拉曼泵源，但其成本相對較高且結構復雜。拉曼激光器能夠為拉曼放大器和遠泵EDFA等需要大功率泵浦源的應用提供光源。以1100nm附近波長的摻鐿光纖激光器的光為光源，通過在摻雜光纖中的拉曼頻率變換，形成所需波長的輸出光。中國電子科技集團公司第34研究所半導體光放大器具有和激光二極管相同的結構、相同的材料和相同的工作原理，不同的是兩個端面的反射率的大小。尺寸小，增益高，頻帶寬。與光纖耦合損耗大，一般為5-8dB穩(wěn)定性差增益恢復時間為PS級，不適合高速通信輸出功率小，噪聲系數較大。中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光源光接收器光放大器光調制器中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光調制器調制方式直接調制：輸出光強度不僅隨調制電流發(fā)生變化，且輸出光的頻率也會發(fā)生波動，即在幅度調制的同時還受到頻率調制。不適用于高速調制。外部調制：調制的電信號不直接加在激光器上，而是加在外部光調制器上。可以進行光幅度調制、相位調制和偏振態(tài)調制。中國電子科技集團公司第34研究所有源器件光調制器外部調制電光效應：利用某些電光晶體的電光效應聲光效應：利用聲波作用于某些晶體時，折射率發(fā)生改變。磁光效應：又稱法拉第效應，在光通過的介質上建立磁場，通過改變磁場來控制光的強度。中國電子科技集團公司第34研究所交流內容概述2有源器件

4數字通信

8模擬通信7系統(tǒng)性能

6網絡管理9無源器件5單位簡介1光纖光纜

3中國電子科技集團公司第34研究所無源器件耦合器、分光器、衰減器環(huán)形器：單芯雙向傳輸合波器：WDM合波分波器：WDM分波中國電子科技集團公司第34研究所交流內容概述2有源器件

4數字通信

8系統(tǒng)性能

6無源器件

5測試設計9模擬通信7單位簡介1光纖光纜

3中國電子科技集團公司第34研究所模擬通信模擬載波模擬微波電視CATV雷達、衛(wèi)星、射電天文射頻光系統(tǒng)中國電子科技集團公司第34研究所模擬通信電視中國電子科技集團公司第34研究所模擬通信雷達、衛(wèi)星、天文中國電子科技集團公司第34研究所交流內容概述2有源器件

4模擬通信7系統(tǒng)性能

6無源器件

5網絡管理9數字通信8單位簡介1光纖光纜

3中國電子科技集團公司第34研究所數字通信電報數字載波、數字微波PCMPDHSDHWDMASON以太網交換機相干光OCDMA紫外光孤子光超長距離無中繼傳輸中國電子科技集團公司第34研究所數字通信基礎知識電信網中的陸地有線傳輸系統(tǒng)，經歷了從模擬系統(tǒng)到PCM數字系統(tǒng)，又從PCM數字系統(tǒng)的準同步數字系列PDH到同步數字系列SDH的演變。PDH準同步數字系列存在一些固有的缺點，如沒有世界性的標準和標準光接口規(guī)范，多數速率的信號采用異步復用，難以從高速信號提取低速支路信號，用于網絡操作、管理和維護（OAM）的比特較少，沒有統(tǒng)一的網管接口。在這種情況下，同步數字體系SDH應運而生，這種傳輸體制不僅適用于光纖，也適用于衛(wèi)星和微波傳輸系統(tǒng)。中國電子科技集團公司第34研究所PDH系列和SDH系列分插低速支路信號的過程中國電子科技集團公司第34研究所數字通信電報數字載波、數字微波PCMPDHSDHWDMASON以太網交換機相干光OCDMA紫外光孤子光超長距離無中繼傳輸中國電子科技集團公司第34研究所SDH基本概念和特點接口方面SDH體制對網絡節(jié)點接（NNI）作了統(tǒng)一的規(guī)范，使SDH設備容易實現多廠家互連。復用方式簡化了信號的復接和分接，使SDH體制特別適合于高速大容量的光纖通信系統(tǒng)。運行維護方面SDH信號的幀結構中安排了豐富的用于運行維護（OAM）功能的開銷字節(jié)，使網絡維護的自動化程度大大加強。兼容性SDH有很強的兼容性，可以用SDH網傳送PDH業(yè)務，另外ATM、FDDI信號等其他體制的信號也可用SDH網來傳輸。中國電子科技集團公司第34研究所ITU-T復用映射結構中國電子科技集團公司第34研究所SDH向MSTP過渡TRA-10/100BT-4E1TRA-10/100BT-4E1中國電子科技集團公司第34研究所SDH分插復用低速支路信號的過程中國電子科技集團公司第34研究所多業(yè)務傳送平臺——MSTPSDH系統(tǒng)已被日益成熟的WDM系統(tǒng)逐漸逼至網絡的邊緣，網絡邊緣便意味著接入業(yè)務（信號）的多樣性。傳統(tǒng)SDH系統(tǒng)的帶寬是通過集中網管系統(tǒng)指配的，而且以4倍帶寬增減，這便與數據業(yè)務帶寬動態(tài)的特性相悖。需要一種基于SDH網絡架構的、支持多業(yè)務的、高集成度的、高智能化的、標準統(tǒng)一的傳輸解決方案來同時承載TDM和數據業(yè)務，動態(tài)配置信道帶寬，以改進完善既有SDH網絡，整合分離的SDH層、ATM層和IP層，保護現有投資，提高網絡生存能力。中國電子科技集團公司第34研究所多業(yè)務傳送平臺——MSTP采用MSTP技術，可以實現在傳輸設備上直接提供以太網或ATM接口，降低傳輸成本，適合作為網絡邊緣的融合節(jié)點，可以應用在局間或POP間，乃至大型企事業(yè)用戶駐地，支持混合型業(yè)務量特別是以TDM業(yè)務量為主的混合型業(yè)務。MSTP并非是一項嶄新的技術，而是通過映射、VC虛級聯、GFP、LCAS以及總線技術等手段將以太網、ATM、RPR、ESCON、FICON、光纖通道、MPLS等既有成熟技術進行內嵌或融合到SDH上。中國電子科技集團公司第34研究所MSTP接入業(yè)務類型MSTP設備RPR業(yè)務TDM業(yè)務電視圖像業(yè)務以太網業(yè)務

ATM業(yè)務ESCON業(yè)務FICON業(yè)務MPLS業(yè)務中國電子科技集團公司第34研究所MSTP組網應用MSTP設備MSTP設備MSTP設備MSTP設備MSTP設備中國電子科技集團公司第34研究所數字通信電報數字載波、數字微波PCMPDHSDHWDMASON以太網交換機相干光OCDMA紫外光孤子光超長距離無中繼傳輸中國電子科技集團公司第34研究所OXC光交叉連接設備現有網絡基本上以環(huán)形網為基本拓撲結構，在業(yè)務量很大的區(qū)域需要組建重疊環(huán)網。單一的環(huán)網倒換保護方案只能抵御一重故障。對網絡中的業(yè)務和傳輸資源不能分類管理，不能對高優(yōu)先級的業(yè)務提供高性能的電路和保護方案，在網絡中利用OXC設備的靈活大容量的矩陣系統(tǒng)，可以實現電路端到端的靈活調度。由光交叉連接設備組成的網狀網絡，可以使網絡按照需求進行擴容，從而降低網絡的投資成本。同時，在網絡中引入的新型保護和恢復機制，能夠將業(yè)務按照需求分成不同的優(yōu)先級別，由高到低，采用保護和恢復相結合的方式進行組合。中國電子科技集團公司第34研究所能夠將多個業(yè)務在一個波長上傳輸WDM網絡子波長復用的特點中國電子科技集團公司第34研究所TERMTERMTERMConventionalTDMTransmission—10Gbps1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTERM40km1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTERM1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTERM1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTERM120kmOC-48OAOAOAOA120km120kmOC-48OC-48OC-48OC-48OC-48OC-48OC-48DWDMTransmission—10Gbps1FiberPair4OpticalAmplifiersWhyDWDM—TheBusinessCaseTERM4FibersPairs32Regenerators40km40km40km40km40km40km40km40km中國電子科技集團公司第34研究所光復用器光解復用器光上下路復用器(OADM)轉發(fā)器（Transponder）DWDMComponentsl1l2l3l1l2l3850/131015xxl1l2l3l1...nl1...n中國電子科技集團公司第34研究所光放大器(EDFA)光衰減器可變光衰減器色散補償器(DCM/DCU)MoreDWDMComponents中國電子科技集團公司第34研究所VOAEDFADCMVOAEDFADCMServiceMux(Muxponder)ServiceMux(Muxponder)DWDMSYSTEMDWDMSYSTEMTypicalDWDMNetworkArchitecture中國電子科技集團公司第34研究所Transponders通過光電光（O-E-O）轉換將寬帶光信號轉換到一個特定波長。應用于LTE（線路終端設備）不與ITU波長完全符合時執(zhí)行2R或3R再生功能接收Transponder執(zhí)行逆變換功能低費用IR/SROptics波長變換l1來自光線路終端設備去DWDM復用器OEOOEOOEOl2ln中國電子科技集團公司第34研究所1.充分利用光纖的巨大帶寬資源光纖具有巨大的帶寬資源(低損耗波段)，WDM技術使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍甚至幾百倍，從而增加光纖的傳輸容量，降低成本，具有很大的應用價值和經濟價值。

2.同時傳輸多種不同類型的信號由于WDM技術使用的各波長的信道相互獨立，因而可以傳輸特性和速率完全不同的信號，完成各種電信業(yè)務信號的綜合傳輸，如PDH信號和SDH信號，數字信號和模擬信號，多種業(yè)務(音頻、視頻、數據等)的混合傳輸等。WDM技術的主要特點中國電子科技集團公司第34研究所

3.節(jié)省線路投資采用WDM技術可使N個波長復用起來在單根光纖中傳輸，也可實現單根光纖雙向傳輸，在長途大容量傳輸時可以節(jié)約大量光纖。另外，對已建成的光纖通信系統(tǒng)擴容方便，只要原系統(tǒng)的功率余量較大，就可進一步增容而不必對原系統(tǒng)作大的改動。

4.降低器件的超高速要求隨著傳輸速率的不斷提高，許多光電器件的響應速度已明顯不足，使用WDM技術可降低對一些器件在性能上的極高要求，同時又可實現大容量傳輸。WDM技術的主要特點中國電子科技集團公司第34研究所

5.高度的組網靈活性、經濟性和可靠性

WDM技術有很多應用形式，如長途干線網、廣播分配網、多路多址局域網?？梢岳肳DM技術選擇路由，實現網絡交換和故障恢復，從而實現未來的透明、靈活、經濟且具有高度生存性的光網絡。WDM技術的主要特點中國電子科技集團公司第34研究所波長變換技術

波長變換(WC:WavelengthConversion)是將信息從承載它的一個波長上轉到另一個波長上。在WDM光網絡中使用波長變換技術的原因有：

?信息可以通過WDM網絡中不適宜使用的波長進入WDM網絡。例如在現階段光纖通信中大量使用1310nm窗口的LED或FPLD光源，這些波長或光源均不適合WDM系統(tǒng)，因此在WDM系統(tǒng)的輸入和輸出處，都要在這些波長與1550nm附近的波長之間進行轉換。中國電子科技集團公司第34研究所光分插復用節(jié)點典型結構ch31ch33ch35ch37ch31ch33ch35ch37輸入端口(從光纖放大器第一級)單波長上路端口單波長下路端口ALCOADMunit(set#1)輸出端口（到光纖放大器第二級）中國電子科技集團公司第34研究所

OADM增加已有網的靈活性16xxWM16xxWM16xxWM16xxWM168xxWM16xxWM16xxWM16601660166016xxWM166016xxWM16xxWM16xxWM"Fixed"OADM16xxWM16xxWM中國電子科技集團公司第34研究所基于空間交換的OXC結構解復用器復用器空間光開關矩陣NXNNXNNXN1122NfNf12m發(fā)送模塊接收模塊DXC基于空間光開關矩陣和波分復用/解復用器對的OXC結構(a)解復用器復用器1122NfNf發(fā)送模塊接收模塊DXCMNXMN開關矩陣波長變換器(b)中國電子科技集團公司第34研究所基于空間交換的OXC結構基于空間光開關矩陣和可調諧濾波器的OXC結構星型耦合器空間光開關矩陣NXNNXNNXN1122NfNf12m發(fā)送模塊接收模塊DXC(a)(b)星型耦合器可調諧濾波器星型耦合器空間光開關矩陣NXNNXN1122NfNf12m發(fā)送模塊接收模塊DXC星型耦合器可調諧濾波器NXN波長變換器中國電子科技集團公司第34研究所用DWDM+光開關可構成OADM、OXC等光交換系統(tǒng)本節(jié)點信息輸入光纖1234DEMMUX輸出光纖123411223344RXTX中國電子科技集團公司第34研究所1234123412

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3412341234動態(tài)交叉連接光開關11中國電子科技集團公司第34研究所WDM技術的演進ROADM隨著以IP業(yè)務為主的數據業(yè)務迅速增長，對網絡帶寬的需求變得越來越高，同時對網絡帶寬的動態(tài)分配要求也越來越迫切，要求網絡向著高容量、智能化、動態(tài)可配置方向發(fā)展?？芍貥嫷墓夥植鍙陀闷鳎≧OADM）的功能更像對應的SDH網元ADM和DXC，能夠在需要時非常靈活地添加容量，而且不需要進行代價高昂的升級，并且不會對當前的服務造成任何的干擾。中國電子科技集團公司第34研究所WDM技術的演進ROADM早期的ROADM技術基于分立的光機械開關、濾波器和各種光衰減器（VOA）。由于其中大部分技術都已經商用化，因此很容易實現。但是，這種方式所使用的光部件非常多，導致插入損耗很高、成本很高、體積巨大——阻礙了它的廣泛應用。波長阻擋器型ROADM將DWDM輸入信號進行功率分光，分為下路和直通兩部分。其核心——波長阻擋器，由DWDM解復用器、VOA和復用器構成，一般由微機電系統(tǒng)（MEMS）或者液晶來實現。最好的ROADM是基于多端口波長選擇開關（WSS），真正做到了ROADM的“可重構”，使網絡運營商可以對網絡的運行要求及時應變。中國電子科技集團公司第34研究所WDM技術的演進ROADM中國電子科技集團公司第34研究所數字通信電報數字載波、數字微波PCMPDHSDHWDMASON以太網交換機相干光OCDMA紫外光孤子光超長距離無中繼傳輸中國電子科技集團公司第34研究所自動交換光網絡ASON現有的光傳送網由SDH和WDM組成，是一個相對靜態(tài)的網絡系統(tǒng)，它由管理平面和傳送平面兩層結構組成，運行維護依靠網絡管理平面，雖然在帶寬上能夠滿足民用和軍用網絡的需求，但其格狀組網的功能較弱，不利于設備之間的互通和網絡擴展。在光傳送網中引入自動交換的概念是電信網絡的一次重要革命。自動交換光網絡（ASON）的核心是引入了一層具有分布智能的控制平面，控制軟件分布在每一個網元（節(jié)點）上?？刂破矫婕瓤梢越邮軓墓芾砥矫姘l(fā)送過來的連接請求，也可以接受端用戶的請求，完成鄰居發(fā)現、拓撲發(fā)現、路由計算、信令、保護和恢復等功能，實現自動交換的智能。中國電子科技集團公司第34研究所自動交換光網絡ASON1999年，美國Sycamore公司創(chuàng)新性地提出ASON概念2001年以后，國際知名的電信設備廠商紛紛宣稱推出ASON設備產品和控制平面軟件產品，早期（2002年以前）產品以全光自動交換為主。2002年以后，ASON設備傾向于采用SDH交換結構來取代全光交換矩陣。中國電子科技集團公司第34研究所自動交換光網絡ASON美國AT&T公司率先部署ASON網絡（150節(jié)點）西班牙已經建立了十幾個節(jié)點的國家骨干智能光網絡。Sycamore在日本NTT公司也部署了有40多個智能核心交換節(jié)點的智能光網絡。美國國防信息系統(tǒng)中心(DISA)通過其GlobalInformationGridBandwidthExpansion(GIG-BE)(全球信息網格帶寬擴展)計劃，將對美國、歐洲和亞洲的90個站點進行升級，以便為其國防信息系統(tǒng)網絡提供更多的帶寬和更多樣的物理通道。GIG-BE將采用IP/ASON/DWDM的三層網絡體系結構。2005年底，DISA宣布GIG-BE開始運行。GIG-BE可提供高達10-Gbps的連接，為國防部全球90個站點的用戶提供服務。中國電子科技集團公司第34研究所自動交換光網絡ASON2003年7月，國家863計劃啟動了“自動交換光網絡節(jié)點設備研制與系統(tǒng)試驗”項目。該項目研制成功2臺1.28T交換容量和6臺320G交換容量的節(jié)點設備。2003年7月，863計劃啟動了“自動交換光網絡分層路由技術”項目，支持控制平面可擴展性研究，2005年初，完成了200多個節(jié)點的ASON模擬環(huán)境。在科研攻關的基礎上，華為和烽火分別實現了ASON設備產品化和產品系列化，并分別在上海、黑龍江、山西等地開通了若干ASON試驗局。在2006年初完成了ASON設備在以上海為中心的長三角地區(qū)的組網工程、網絡測試和現場試驗。中國電子科技集團公司第34研究所自動交換光網絡ASONASON+OTNASON+MSTPASON+WDM中國電子科技集團公司第34研究所數字通信電報數字載波、數字微波PCMPDHSDHWDMASON以太網交換機相干光OCDMA紫外光孤子光超長距離無中繼傳輸中國電子科技集團公司第34研究所光纖以太網交換機隨著計算機性能的提高及通信量的聚增，傳統(tǒng)局域網已經愈來愈超出了自身的負荷，以太網交換技術應運而生，大大提高了局域網的性能。與現在基于網橋和路由器的共享媒體的局域網拓撲結構相比，網絡交換機能顯著的增加帶寬。交換技術的加入，就可以建立地理位置相對分散的網絡，使局域網交換機的每個端口可平行、安全、同時的互相傳輸信息，而且使局域網可以高度擴充。中國電子科技集團公司第34研究所光纖以太網交換機以太網交換機的原理很簡單，它檢測從以太端口來的數據包的源和目的地的MAC(介質訪問層)地址，然后與系統(tǒng)內部的動態(tài)查找表進行比較，若數據包的MAC層地址不在查找表中，則將該地址加入查找表中，并將數據包發(fā)送給相應的目的端口。中國電子科技集團公司第34研究所以太網交換技術的優(yōu)點可在高速與低速網絡間轉換，實現不同網絡的協(xié)同。它同時提供多個通道，比傳統(tǒng)的共享式集線器提供更多的帶寬。它以比路由器低的成本卻提供了比路由器寬的帶寬、高的速度。中國電子科技集團公司第34研究所OFE-08光纖百兆以太網交換機OFE-08光以太網交換機具備8個10/100Mbps以太網電接口或者6個10/100Mbps以太網電接口與2個100Mbps光接口。提供RS-232配置接口,配合相應的軟件可進行功能配置。兼容IEEE802.310BASE-T和IEEE802.3u100BASE-TX/FX快速以太網標準。具備光纖模塊接口，適應長距離傳輸。中國電子科技集團公司第34研究所OGE－08光纖千兆以太網交換機OGE－08光纖以太網交換機具備8個10/100/1000Mbps以太網電接口或者6個10/100/1000Mbps以太網電接口與2個1000Mbps光接口。提供RS－232配置接口，具有軟件配置功能。兼容IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3ab以太網標準，支持10/100/1000Mbps三種傳輸模式，自適應全/半雙工傳輸模式。具備千兆光纖接口，適合長距離傳輸。中國電子科技集團公司第34研究所光以太網交換機典型應用中國電子科技集團公司第34研究所數字通信電報數字載波、數字微波PCMPDHSDHWDMASON以太網交換機相干光OCDMA紫外光孤子光超長距離無中繼傳輸中國電子科技集團公司第34研究所相干光通信系統(tǒng)OCDMA光CDMA安全傳輸系列設備采用光域編解碼技術實現光信息安全傳輸功能。相干光采用相干調制與解調提高接收靈敏度信息內容保密系統(tǒng)復雜中國電子科技集團公司第34研究所相干光通信系統(tǒng)OCDMA中國電子科技集團公司第34研究所相干光通信系統(tǒng)OCDMA光CDMA發(fā)射單元包括超短脈沖光源、光調制器，以及可變/可調光編碼器；光CDMA接收單元包括光信道處理、可變/可調光解碼器，其中光信道處理包括色散補償、光放大；碼字安全控制及光監(jiān)控通道單元由碼字安全控制模塊、光監(jiān)控通道模塊等。中國電子科技集團公司第34研究所數字通信電報數字載波、數字微波PCMPDHSDHWDMASON以太網交換機相干光OCDMA紫外光孤子光超長距離無中繼傳輸中國電子科技集團公司第34研究所紫外光通信系統(tǒng)有線通訊系統(tǒng)存在需要預先埋設,易被破壞,難以維護的問題,并且不能跟隨部隊做快速機動的響應?，F有的無線通訊系統(tǒng)存在易被竊聽、泄密和暴露發(fā)射機位置的問題。利用紫外在大氣中的散射進行近距離通訊,是一種擁有極大潛力的新型通訊方式,它具備了其它通訊方式所沒有的一些特點:低竊聽率；低位辨率；抗干擾性高；全方位性；全天候工作。中國電子科技集團公司第34研究所紫外光通信系統(tǒng)特點低竊聽率：紫外線在傳輸過程中由于大氣分子、懸浮顆粒的吸收和散射,能量衰減得很快,因此是一種有限距離通訊。在通訊距離以外,即使使用紫外探測器也不能竊聽。低位辨率:一方面,由于紫外線為不可見光線,所以肉眼很難發(fā)現;另一方面,由于紫外通訊是作為有限距離通訊的,所以敵人難以從遠距離上獲得足夠的紫外輻射信號,中國電子科技集團公司第34研究所紫外光通信系統(tǒng)特點抗干擾性高:一方面,