DWDM系统组成
(计算机硬件及网络)DWDM设备介绍及维护经验交流
传输距离和速度
DWDM系统的传输距离可达数千公里,传输速度可 达Tbps级别,满足不同应用需求。
传输容量和带宽
DWDM系统可以提供巨大的传输容量和带 宽,支持多种业务类型,如IP、ATM、SDH 等。
03
DWDM设备的安装与调试
DWDM设备的安装步骤
准备设备
安装硬件
根据设备清单核对DWDM设备的型号、规 格和数量,确保设备完好无损。
(计算机硬件及网络 )DWDM设备介绍及维护 经验交流
• DWDM设备介绍 • DWDM设备工作原理 • DWDM设备的安装与调试 • DWDM设备的维护与保养 • 维护经验交流
01
DWDM设备介绍
DWDM技术概述
波分复用技术
DWDM是一种利用多个不同波长的 光信号在同一光纤上传输的技术,通 过复用和解复用,实现多个通道的信 号传输。
DWDM设备的验收标准
功能正常
DWDM设备应具备所需的功能,如波长转 换、光放大等,且性能稳定。
性能指标达标
DWDM设备的各项性能指标应符合技术要 求,如传输距离、带宽、误码率等。
安全性可靠
DWDM设备应具备必要的安全保护功能, 如过流保护、过压保护等。
文档齐全
DWDM设备应提供齐全的技术文档和使用 手册,方便后期维护和管理。
城域网
在城域网中,DWDM技术可以提供高 带宽、低延迟的数据传输服务,支持 视频会议、在线游戏等实时业务。
02
DWDM设备工作原理
DWDM系统的基本组成
01
发射机
将不同波长的光信号转换为光波, 通过光纤传输。
合波器
将多个不同波长的光信号合成为一 个光波进行传输。
03
DWDM技术原理
DWDM技术原理DWDM,全称密集波分复用技术(Dense Wavelength Division Multiplexing),是一种宽带传输技术,用于实现光纤通信系统中多个光信号的同时传输。
DWDM系统由多个组成部分组成,包括光发射器、光接收器、波导分光器(分离器)和波导合波器(合并器),以及一些光纤和光波长选择器等。
在DWDM系统中,光信号通过波导分光器将不同波长的光信号分离,并通过光波长选择器选择要传输的波长。
然后,经过一系列光纤和光放大器的放大,信号通过光波长选择器选择后,通过波导合波器合并成一个光信号,并通过光接收器接收。
DWDM技术的关键在于波导分光器和波导合波器。
波导分光器和波导合波器是一种光学元件,能够将光信号按照不同的波长进行有效的分离和合并。
在传输中,光信号经过波导分光器分离后,通过不同的光纤传输,然后再通过波导合波器合并成一个光信号。
波导分光器和波导合波器之间的光纤可以传输不同波长的光信号,从而实现传输多个信号。
通过使用DWDM技术,光纤传输容量可以大大提高。
由于不同波长的光信号可以同时传输,因此可以在同一条光纤上传输多个信号,从而提高了光纤的利用效率。
此外,DWDM技术还可以扩展光纤传输距离,减少光信号的衰减和失真。
虽然DWDM技术有很多优点,但是也存在一些挑战。
其中一个挑战是光纤之间的串扰。
由于不同波长的光信号在光纤中传播时会相互干扰,需要采取一些方法来减少串扰效应,例如使用光纤中继站来放大和重新定向光信号。
另外,DWDM系统的设计和调试也是一个复杂的任务,需要精确的光学设计和光纤连接。
总之,DWDM技术是一种重要的光纤通信技术,通过波长分离复用和解复用实现多波长光信号的同时传输。
它可以提高光纤传输容量和距离,提高光纤利用效率,但也面临一些挑战,需要解决串扰和系统调试等问题。
随着技术的不断进步,DWDM技术在光纤通信领域的应用前景将会更加广阔。
dwdm系统的基本组成
dwdm系统的基本组成
1. 光传输设备:包括光缆、光模块、光放大器、光开关等,用于实现光信号的传输和处理。
2. 光调制器:用于调制光信号,能够将电路数据信号转化为光信号,并通过调制器把它传输出去。
3. 光分复用器:将多路光信号转换为单路光信号,或把单路光信号分成多路光信号,实现异步传输和多路传输。
4. 光解复用器:将多路光信号解复用成其他光信号,或将多路光信号复用成其他光信号,实现同步传输和多路传输。
5. 光监控设备:能够对整个光网络进行监控和调试,包括光功率、波长、传输距离等参数的监测和分析。
6. 控制系统:用于控制和管理光网络的运行状态,包括业务控制、网络规划、故障诊断等功能。
7. 传输接口:将数据发送和接收设备与光网络连接起来,实现数据的传输和收发。
第9章DWDM技术概述
如图9-7所示,双纤单向传输DWDM 系统是指一根光纤只完成一个方向光信号 的传输,反方向的信号由另一光纤完成。
图9-7 双纤单向DWDM传输系统原理图
即在发送端将载有各种信息的、具有 不同波长的已调光信号1、2、…、n通 过光合波器组合在一起,并在同一根光纤 中沿着同一方向传输。
由于各个光信号是调制在不同的光波 长上的,因此彼此间不会相互干扰。 在接收端通过光分波器将不同波长的 光信号分开,完成多路光信号的传输任务。 因此,同一波长可以在两个方向上重 复利用。
双纤单向传输的特点如下:
(1)需要两根光纤实现双向传输; (2)在同一根光纤上所有光通道的 光波传输方向一致; (3)对于同一个终端设备,收、发 波长可以占用一个相同的波长。
由此可见光的波分复用实质上就是光 域的频分复用。 图9-1所示为DWDM系统组成原理框 架。
图9-1 DWDM系统组成原理图
通常讲的频分复用一般是指同轴电缆 系统中传输多路信号的复用方式,而在波 分系统中再用FDM一词就会发生冲突,况 且DWDM系统中的光波信号频分复用与同 轴电缆系统中频分复用是有较大区别的, 如图9-2所示。
由于EDFA工作波段的限制,目前的 WDM技术主要应用在C波段上。
4.提高信道传输容量的复用方式
(1)空分复用(SDM) (2)时分复用(TDM) (3)波分复用(WDM) (4)光码分复用(OCDMA) (5)目前主要采用的复用方式
5.实现WDM的关键技术
WDM具备良好的技术优势和良好的 经济性,既能满足爆炸性增加的市场需求, 又有广阔的发展前景。
图9-3 光纤波段划分图
它们分别是O波段(Original Band), 波长范围为1 260~1 360 nm;E波段 (Extended Band),波长为1 360~ 1 460 nm;S波段(Short Band),波长范 围为1 460~1 530 nm;C波段 (Conventional Band),波长范围为 1 530~1 565 nm;L波段(Long Band), 波长范围为1 565~1 625 nm。
DWDM系统的组成和工程实例
DWDM系统的组成和工程实例的体会当前,通信技术正向着宽带化、智能化、大众化和个人化的方向发展;电信网也面临着从语音网向数据网、从电路交换向分组交换方向的转变。
与此同时,对传输网的带宽、质量、安全以及成本等问题也提出了更高的要求。
传输网的发展必须超前于各种业务网的发展,传输系统从初始的载波系统发展到PDH系统,再到SDH系统,以至目前最热门的WDM和DWDM系统。
1 波分复用技术1.1 波分复用的基本概念波分复用是利用一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点,把光纤可能应用的波长范围划分为若干个波段,每个波段作为一个独立的通道来传输某一特定波长的光信号。
光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用,只是因为光波通常采用波长来描述、监测和控制。
在波分复用传输系统的发送端采用合波器将待传输的多个光载波信号进行复接,在接收端利用分波器分离出不同波长的光信号。
由于系统设计的不同,每个波长之间的间隔宽度也会有差别,按照通道间隔的差异,WDM可以细分为W-WDM(Wide-WDM,通道间隔≥25nm)、M-WDM(Mid-WDM,3.2nm≤通道间隔≤25 nm)和D-WDM(Dense-WDM,通道间隔≤3.2nm)。
通道可以是等间隔的,也可以是非等间隔的,采用非等间隔主要是为了缓和光纤中四波混频(FWM)的影响。
本文以DWDM系统为例来介绍波分复用系统。
1.2 波分复用系统的组成DWDM系统由OTM和OA设备组成,其中OTM包括合波器、分波器、波长转换器(OTU)(可选)、光功率放大器、光前置放大器和光监控信道(OSC);OA包括光线路放大器和OSC。
根据OTU应用情况的不同,DWDM的配置系统分为开放式和集成式,在开放式系统中OTU兼作再生器系统;集成式系统不需要OTU设备,采用SDH再生器系统,其系统结构如图1所示。
2 波分复用系统的相关技术参数2.1 合波器/分波器合波器/分波器应符合ITU-TG.671、G.692及相关建议要求。
DWDM整理 最终版
DWDM复习题第1 章1、光域中复用方式的种类:光时分复用OTDM,光码分复用OCDM,光频分复用OFDM,光波分复用WDM2、WDM 中的无电中继、无中继系统,传输距离答:WDM系统分为无电中继系统和无中继系统;无电中继长距离传输系统是指发射端和接收端之间光信号不需要经过光\电\光(OEO)的转化,只需要经过光放大器和其他无源光器件对光信号的进行端到端的传输。
无电中继光纤传送系统就传输距离而言,可以分为以下3种:长度在1000km以下的常规长距离传输系统LH;长度在1000-2000km范围内的亚超长距离传输系统ELH;长度在2000km以上的超长距离传输系统ULH。
无中继长距离传输系统是指发射端和接收端之间既没有光电光(OEO)也没有光放大器设备对传输的光信号进行处理,一般把超过120km 的无中继传输系统叫做超长无中继传输系统。
3、光合、分波器的性能指标有哪些答:复用通路数、插入衰耗、隔离度、温度系数、带宽(只针对分波器)、反射系数、偏振相关衰耗(PDL)4、波分(OTN)分层结构答:OTN将整个光层细分为光通路层OCH,光复用段层OMS,光传输段层OTS。
OCH 层直接跟各个数字化的用户信号相连接,为透明地传送SDH、PDH、ATM、IP等业务信号提供点到点的以光通路为基础的组网功能。
OMS为DWDM复用的多波长信号提供组网功能。
OTS经光接口与传输媒质相连接。
第2 章1、色散、非线性效应的分类(特别注意:两个散射,概念)答:色散的种类:模间(模式)色散、色度色散、偏振色散。
其中色度色散分为:材料色散和波导色散。
非线性效应的分类:受激拉曼散射SRS,受激布里渊散射SBS,自相位调制SPM,交叉相位调制XPM,四波混频FWM。
SRS和SBS的概念及区别:SBS和SRS都是在散射过程中通过相互作用,光波与介质发生能量交换,使得光子能量减少。
SRS所产生的斯托克斯波属于光频范围,其波的方向与泵浦光波的方向一致,而SBS所产生的斯托克斯波属于声频范围,其波的方向与泵浦波方向相反。
第6章 DWDMWDM光传送网络
图6-6 OUT的定位 图6-7 业务信道与监控信道的分离
➢ 光监控信道(OSC)主要用以监控系统内各信道的传输
情况,在光发送机,插入本节点产生的波长为S(1 310 nm
或1 480 nm或1 510 nm+10 nm),与主信道的光信号合波 输出;在光接收端机,将接收到的监控光信号分离,分别输
⑤美国Lucent Tech:100路×10Gb/s=1Tb/s,各路波长的间隔 缩小到25GHz,用L波带,沿NZDF光纤(G.655光纤)传输400km;
6.1.5. DWDM系统的主要器件 1.光/电/光变换的OTU
➢ 一种是没有定时再生电路的OTU,实际上由一个光/电 转换器和一个高性能的电/光转换器构成,原理框图如图 6-8所示。
(a)信号光和连续光同向输入
(b)信号光和连续光反向输入
基于SOA的XGM型全光波长ห้องสมุดไป่ตู้换器
3.OTU应用
图6-12 没有再生中继功能的OTU应用示例
图6-13 OTU作为再生中继器的应用示例
6.2 DWDM基本网络单元设备
DWDM基本网络单元设备,一般按用途可分为 ➢ 光终端复用设备(OTM) ➢ 光线路放大设备(OLA) ➢ 光分插复用设备(OADM) ➢ 光交叉连接设备(OXC)
➢ 另一种是有定时再生电路的OTU是在光/电转换器和电/光 转换器之间增加了一个定时再生功能块,对所接收到的 信号进行了一次整形,实际上兼有REG的功能,原理框 图如图6-9所示。
图6-8 没有定时再生
图6-9 有定时再生
2光/光变换的OTU
➢ 图6-10是SOA-XGM型OTU结构。信号光(波长为λs)和 连续光(变换所需的光波长λc)同时入射到SOA中时,信号 光强的变化将使SOA的增益发生变化。当信号光强度增加为 “l”码时,SOA的增益变小(增益饱和),而当信号光强度 减少为“0”码时,SOA的增益加大(非增益饱和) ,这样 信号光对SOA的增益实施了调制,将使连续光的强度也随 SOA的增益而变化,从而使所载信号转移到连续光的振幅上 去。在输出既有原信号波长的光,又有被调制的连续光波长, 故需要一个光滤波器滤出原信号波长λs。由于采用了增益饱 和效应,所以通过波长变换后的信号与原信号是相反的。图 6-10(a)和(b)为常见的两类SOA-XGM型OTU。
DWDM原理
1548~1561 1548~1561 1535~1561 1535~1561 <0.5 <0.5 <0.5 >22 >25 <3
30
分波器工程参数
项目 通路间隔 插入损耗 光反射系数 相邻通路隔离度 非相邻通路隔离度 极化相关损耗 -1dB带宽 单位 GHz dB dB dB dB dB nm 指标(8通 路) 200 <6 >40 >25 >25 0.5 >0.5 指标(16通 指标(32通 指标(40通 路) 路) 路) 100 100 100 <6 <10 <10 >40 >40 >40 >25 >25 0.5 >0.2 >25 >25 0.5 >0.2 >25 >25 0.5 >0.2
28
波分复用器主要参数
• 中心波长:进出复用器的波长与ITU-T 规定的标准波长相比不能相差太大偏差, 否则会引起系统崩溃。 • 反射系数R:是指在波分复用器件的输 入端,反射光功率与入射光功率之比 • 带宽:该参数仅对分波器有效,- 20dB描述分波器阻带特性,-0.5dB描 述分波器带通特性
294
3
9
DWDM系统工作波长区
• 系统工作波长区:WDM的波长范围 为C波段和L波段
– C波段波长范围为1528-1561nm – L波段波长范围为1577-1603nm
• G.692规定,通道间隔是100GHZ (约0.8nm)的整数倍
10
通道间隔
• 两个相邻复用通路之间的标称频率 差 • G.692规定,通道间隔是100GHz的 整数倍
33
光放大器的种类
DWDM和OTN基本原理介绍
高速路
WDM、DWDM、CWDM的关系
• DWDM( Dense Wavelength Division Multiplexer )密集波分复用 • 最早的波分复用技术是将1310nm和1550nm的两波分复用, 波长间隔为一般数十nm • 随着1550窗口的EDFA的商用化,新的WDM系统只用 1550 窗口,这些WDM系统的相邻波长间隔比较窄(<1.6nm), 为了区别于传统的WDM系统,称之为密集波分复用系统, 即DWDM系统。 • 现在波分复用技术(WDM)通常专指密集波分复用技术(DWDM) •CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplex)稀疏波分复用 • CWDM载波通道间距较宽,因此一根光纤上只能复用2到16个左右 波长的光信号。CWDM调制激光采用非冷却激光,而DWDM采用的 是冷却激光,整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。 • 稀疏波分复用系统一般工作在从1260nm到1620nm波段,间隔为 20nm,可复用16个信道,其中1400nm波段由于损耗较大,一般不 用。
G.655 光 纤 : 非 零 色 散 位 移 单 模 光 纤 , 该 种 光 纤 主 要 应 用 于 1550nm工作波长区,色散系数较小,色散受限距离达数百公里, 并且可以有效减小四波混频的影响。
新的光纤:全波、真波、LEAF、G.654光纤等
课程内容
第一章 波分复用技术概述 第二章 DWDM 系统的传输媒质 第三章 DWDM系统的组成
第三章 OTN的映射与复用
第四章 OTN的保护机制
OTN的产生背景
SDH的优点: 灵活的分插复用功能 强大的操作、维护、管理与指配(OAM&P)能力 成熟可靠的保护倒换机制 可运营、可管理 SDH的缺点: 固定带宽分配模式 采用1:1备用带宽指配方式实现保护倒换,带宽利用率不高 不能根据业务的等级提供差异化服务 DWDM的优点: 超大的传输容量 DWDM的缺点 组网不够灵活 难以对光波长进行调度(交换) 采用非随路的带外OSC不能对通路进行全面而精确的监测 不具备可靠的保护倒换机制 达不到网络可运营、可管理的需求
第六章 DWDM(WDM)光传输网络
OMT
(a) 点到点WDM系统
OMT
(b) 点到点具有分插/复用的WDM系统 OADM
OADM
OXC
OXC
OADM OADM OXC
OXC
OADM
(c) 环状及网状结构的WDM系统
由点到点传输系统向WDM光网络的演进
1、DWDM的现状和发展 利用TDM技术,已经可以实现40Gbit/s的 SDH商用系统,但受电子器件发展和光纤 偏振模色散(PMD)的限制,要实现更高 比特率的系统非常困难 人们开始研究光机制下的复用技术,即 波分复用技术(WDM),使得一条光纤 芯上可以同时传输多个波长 目前,商用DWDM系统已达 32(40)×2.5Gbit/s、32(40)×10Gbit/s
①交叉增益调制SOA型全光波长 变换器
λs
λc
同向传输
信号光(波长为λs)和连续光(具有变换所需要 的光波长λc)入射到SOA上。 当信号光为“1“码时,其功率使S0A达到饱和, 这时对连续光的增益很小。 而当信号光为“0”码时,SOA不出现饱和,这时 对连续光的增益很大,即SOA的增益随信号光 “1”,“0”码的变化而变化。 通过SOA增益的变化使信号光的信息加载到连续 光的振幅上面。在输出端,用光滤波器滤出λc, 就达到波长变换的目的。
⑤最小边模抑制比 SMSR=10LgP1/P2>30dB ;P1/P2=1000
P1为主纵模的平均功率 P2最显著的边模的平均功率 ⑥最大-20 dB宽度(相当于 LD光谱宽度)最大-20dB 带宽为:λ1-λ2
P2 P1
⑥激光器波长稳定与控制
2.光波长转换单元OTU
OTU(optical transponde unit)是把某一波长的 输入光信号变换为另一个或是同一个波长的输出光 信号的功能单元。
第9章DWDM技术概述
(3)调制方式不同。
同轴电缆系统采用相干调制,而 WDM系统采用IM/DD方式。
2.WDM与DWDM
随着1 550 nm窗口掺铒光纤放大器 (EDFA)的商用化,WDM系统的应用进 入了一个新时期。
人们不再利用1 310 nm窗口,而只在 1 550 nm窗口传送多路光载波信号。
由于这些WDM系统的相邻波长间隔 比较窄(一般小于1.6 nm),且工作在一 个窗口内共享EDFA,因此为了区别于传 统的WDM系统,称这种波长间隔更紧密 的WDM系统为密集波分复用系统,即 DWDM系统。
一般情况下,如果不特指 1 310 nm/1 550 nm的两波长WDM系统, 人们谈论的WDM系统就是DWDM系统。
通常DWDM系统多用于长途通信系 统,而现在越来越多的人把它应用到城域 网/接入网中。
由于复用的通道数一般为16或更少, 通道间隔为200 GHz或500 GHz,所以近年 来还流行一种粗波分复用技术(CWDM)。
(3)时分复用(TDM)技术存在的 缺陷
(4)光器件的迅速发展促进了 DWDM的商用化
9.1.2 什么是DWDM技术
1.波分复用(DWDM)的定义
波分复用是光纤通信中的一种传输技 术,它是利用一根光纤可以同时传输多个 不同波长的光载波特点,把光纤可能应用 的波长范围划分为若干个波段,每个波段 用做一个独立的通道传输一种预定波长的 光信号技术。
所谓密集是针对相邻波长间隔而言
的。
过去的WDM系统是几十纳米的通路 间隔,现在的通路间隔则只有0.8~2 nm, 甚至小于0.8 nm。DWDM技术其实是 WDM技术的一种具体表现形式。
现在,人们都喜欢用WDM来称呼 DWDM系统。
从本质上讲,DWDM只是WDM的一 种形式,WDM更具有普遍性,而且随着 技术的发展,原来认为所谓密集的波长间 隔,在技术实现上也越来越容易,已经变 得不那么“密集”了。
DWDM系统组成
C-Band
OSC信道151010nm
中心频率(中心波长)偏差n/5,n为光信道间隔L-Band
3
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——DWDM系统对合波和分波无源器件的基本要求
DWDM系统中使用的波分复用器件的性能应满足ITU-T G.671及 相关建议的要求。 合波器
常用的合波器类型有耦合器型、介质薄膜滤波器型和集成光波导型。 合波器的参数主要有插入损耗、光反射系数、工作波长范围、极化相关损耗 和各通路插损的最大差异。
78 微米
芯 包层
影响光传输的光纤参数 光纤的衰减 光纤的色散 光纤的非线性效应
8
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——光传输和光放大
传输使用的三种不同类型的单模光纤 G.652单模光纤(NDSF) G.653单模光纤(DSF) G.655单模光纤(NZ-DSF) 常规G.655 大有效面积G.655
11
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——光传输和光放大
G.653单模光纤(DSF) 1. 低损耗 2. 零色散 3. 小有效面积 4. 长距离、单信道超高速EDFA系统 5. 四波混频(FWM)是主要的问题,不利于DWDM技术 结论:
适 用 于 10Gb/s 以 上 速 率 单 信 道 传 输 , 但 不 适 用 于 DWDM 应用,已经被市场淘汰。
7
调制速率(Gbps)
8
9
10
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——光监控信道
DWDM系统对光监控信道的基本要求 监控通路波长1510nm,监控速率2Mb/s
对光监控通路的要求 (1) 监控通路不限制光放大器的泵浦波长 (2) 监控通路不限制光放大器之间的距离 (3) 监控通路不限制未来在 1310 nm 波长的业务 (4) 在光放大器失效时监控通路仍然可用 (5) OSC传输是分段的且具有3R功能和双向传输 功能 (6) 应有OSC保护路由,防止光纤被切断后监控信 息不能传送的严重后果
DWDM原理和组成杨兴
2、光放大:
经过一定距离传输后,要用掺铒光纤放大器EDFA对光信 号进行中继放大。在应用时可根据具体情况而定:线放 大LA,功放BA,前放PA;对EDFA必须使用增益平坦技术, EDFA对不同波长的光信号具有接近相同的放大增益,在放 大同时还有考虑不同数量的光信道同时工作的各种情况, 保证光信道的增益竞争不影响传输性能。
2串扰抑制度:串扰是指其他信道的信号耦合近某一信 道,并使该信道传输质量下降的影响程度,有时也用 隔离度来表示对于解复用器: Cij=-10lg(Pij/Pi) (dB)
3回波损耗:从无源器件的的输入端返回的光功率与输入 光功率的比,即: RL=-10lg(Pr/Pi) (dB) 4反射系数:在WDM器件的给定端口的反射光功率Pr与入射 光功率Pj的比值即:R=10lg(Pr/Pi) (dB) 5工作波长:最小波长~最大波长 6信道宽度:各光源之间为避免串扰应具有的波长间隔 7偏振损耗:偏振态的变化所造成的插入损耗的最大变化值
l1 l2 l3 l4 l5 l6 。 。 。.
耦合型合波器功能框图
IN
。 。 。
OUT
l13 l14 l15 l16
4 阵列波导光栅(AWG)
输入孔阑
输出孔阑
物平面
象平面
对温度敏感引起的波长漂移; 滤波器对宽带响应不好; 邻近信道隔离度较差;
FPR:自由传播范围
5 光纤布拉格光栅(FBG)
多波长光信号输入
光隔离器 光耦合器
光纤布拉格光栅 (FBG)
选择波长的光信号输出 检测光
对温度敏感,但成本低,便于设计和制造; 可以直接熔接到系统中; 滤波器性能较好; 反射型结构(带阻);
DWDM系统主要受限因素:
影响DWDM系统的光纤特性: 光纤损耗
4 《DWDM课程》系统介绍
四、光信噪比OSNR
OSNR=10logPi/Ni (dB) 即:OSNR为第i个复用段通路内的平均光信号功率 与噪声功率之比。
4.3 DWDM系统保护
一、线性保护技术 二、环网保护技术 三、网状网恢复技术 四、光线路保护、设备级保护
4.4 DWDM系统管理
一、网络管理的组织结构 二、管理功能 三、网管北向接口要求
第四章 DWDM系统介绍
主要内容: ► 4.1 DWDM系统组成及接口 ► 4.2 DWDM系统性能 ► 4.3 DWDM系统保护 ► 4.4 DWDM系统管理
4.1 DWDM系统组成及接口
一、DWDM 系统基本结构
二、DWDM 系统接口
4.2 DWDM系统性能
一、工作波长 二、抖动、漂移 三、因?
二、抖动、漂移
抖动:在数字信号传输过程中,脉冲不再以相等 间隔的时间发送脉冲,(用频率的方式表 示),当频率超过10Hz的随机性变化称为 抖动。 漂移:当频率小于10Hz的随机性变化。
三、误码 系统设备实际运行时接收到的数据流的错误位。 误块秒比(ESR):当某1秒具有1个或多个误块时称为误 块秒。在规定测量时间间隔内出现的 误块秒数与总的可用时间之比称为误 块秒比。 严重误块秒比(SESR):在规定测量时间内出现的SES数 与总的可用时间之比称为严重误块秒比 背景误块比(BBER):扣除不可用时间和SES期间出现的误 块以后所余下的误块称为背景误块。 BBE数与扣除不可用时间和SES期间所有 块数后的总块数之比称BBER。
波分复用器的分类
波分复用器的分类波分复用技术是一种用于光信号传输的先进技术,它允许多个独立的光通道在同一个光纤中传输数据。
波分复用器是波分复用系统中最重要的组成部分之一,用于将不同波长的光信号合并到同一光纤中,从而实现多信号传输。
波分复用器的分类主要基于其结构和物理原理。
基于结构分类单差分复用器(单纯型)单差分复用器(简称单纯型)是最简单的波分复用器,它由一组穿梭在光纤和波导之间的光栅构成。
光信号通过光纤和波导到达光栅,不同波长的光信号分别与光栅中不同的光路径相互作用,被分离或合并成最终的输出信号。
单纯型波分复用器用于低密度的波分复用系统,具有结构简单,制造成本低的优点。
单向波分复用器(DWDM)单向波分复用器(简称DWDM)是一种复杂的波分复用器,由多个通道组成,每个通道对应一个不同的波长,可以同时传输多个光信号。
DWDM通常由若干个单纯型波分复用器组成,通过多级串联或星形结构形成DWDM系统。
DWDM主要用于长距离传输系统和光传送网,具有高密度、大容量、长传输距离等优点。
全向波分复用器(CWDM)全向波分复用器(简称CWDM)与DWDM类似,但它使用的波长较少,一般在十几个范围内。
CWDM主要用于短距离传输系统和城域网,具有低成本、低功耗、易部署等优点。
基于物理原理分类干涉型波分复用器(如果有)干涉型波分复用器是一种基于干涉的波分复用器。
它由光纤、分光器和合并器组成,其中分光器用于将输入的光信号分成不同波长的信号,合并器用于将不同波长的光信号合并成一个输出信号。
干涉型波分复用器具有可调波长、通道带宽窄等优点,广泛应用于光通信、光传感等领域。
折射型波分复用器(如果有)折射型波分复用器是一种基于折射的波分复用器,通过利用不同波长的光在介质中的不同折射率,将不同波长的光信号分离。
折射型波分复用器具有紧凑、制造成本低等优点,被广泛应用于光处理、光通信等领域。
结论波分复用技术的广泛应用推动了波分复用器的发展,使其得以不断提高性能和降低成本。
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18 色散 0 ps/nm•km
10
三种光纤色散情况比较
普通光纤(SMF) 非色散位移光纤(NDSF,G.652) 已有光纤的>95%
DWDM 波长范围
1310nm
1550nm
波长
色散位移光纤(DSF,G.653) 非零色散位移光纤(NZDSF,G.655)
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——光传输和光放大
二、波分复用(DWDM)系统的组成
1、发射和接收有源部分 2、合波和分波无源部分 3、光传输和光放大 4、光监控信道
1
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——发射和接收的有源部分
光发送机
光源的波长稳定
1
2
指定波长符合ITU-T规定
波长漂移 /5(ITU-T) /10(国家)
光源的色散容限
光接收机
色散SPM效应展宽脉冲。 4. 为DWDM系统的应用而设计的 结论:
适用于 10Gb/s 以上速率DWDM传输,是未来大容量传 输光纤的理想选择。
13
色散对传输的限制
10000
1000 600km
100
10 1
14
小色散光纤-理论上 小色散光纤-实际上 传统光纤-理论上 传统光纤-实际上
2
3
4
5
6
光谱宽度@-20dB< 0.2nm
工作波长范围的响应度
对SNR的灵敏度(功率、信噪比)
2
DWDM系统对光发射的基本要求
标称中心频率或波长是以193.1THz(1552.52nm)为中心、 间隔为100GHz的整数倍。
199.0
(THz)
196.0
195.0
194.0
193.0
192.0
191.0
1505 1510 1530 1535 1540 1545 1550 1555 1560 1565 1570
11
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——光传输和光放大
G.653单模光纤(DSF) 1. 低损耗 2. 零色散 3. 小有效面积 4. 长距离、单信道超高速EDFA系统 5. 四波混频(FWM)是主要的问题,不利于DWDM技术 结论:
适 用 于 10Gb/s 以 上 速 率 单 信 道 传 输 , 但 不 适 用 于 DWDM 应用,已经被市场淘汰。8路源自层介质膜滤波器DWDM复用/解复用器
SMF
Lens
通道 2 通道 4
Lens Lens Lens
通道 6
Lens
通道 8
7
Lens
SMF
Lens
Lens
Lens
通道 1 通道 3 通道 5 通道 7
MicroPlasma 多层介质膜滤波器 (8 通道)
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——光传输和光放大
12
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——光传输和光放大
G.655单模光纤(NZ-DSF) 1. 有几种类型的光纤可以使用(TruewaveTM、LSTM、
LEAFTM、大保实光纤等) 2. 在1530-1565nm窗口有较低的色散 3. 可以有正的或负的色散,正色散SPM效应压缩脉冲,负
15
78 微米
芯 包层
影响光传输的光纤参数 光纤的衰减 光纤的色散 光纤的非线性效应
8
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——光传输和光放大
传输使用的三种不同类型的单模光纤 G.652单模光纤(NDSF) G.653单模光纤(DSF) G.655单模光纤(NZ-DSF) 常规G.655 大有效面积G.655
(nm)
C-Band
OSC信道151010nm
中心频率(中心波长)偏差n/5,n为光信道间隔L-Band
3
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——DWDM系统对合波和分波无源器件的基本要求
DWDM系统中使用的波分复用器件的性能应满足ITU-T G.671及 相关建议的要求。 合波器
常用的合波器类型有耦合器型、介质薄膜滤波器型和集成光波导型。 合波器的参数主要有插入损耗、光反射系数、工作波长范围、极化相关损耗 和各通路插损的最大差异。
7
调制速率(Gbps)
8
9
10
二、波分复用(DWDM)系统的组成(续) ——光监控信道
DWDM系统对光监控信道的基本要求 监控通路波长1510nm,监控速率2Mb/s
对光监控通路的要求 (1) 监控通路不限制光放大器的泵浦波长 (2) 监控通路不限制光放大器之间的距离 (3) 监控通路不限制未来在 1310 nm 波长的业务 (4) 在光放大器失效时监控通路仍然可用 (5) OSC传输是分段的且具有3R功能和双向传输 功能 (6) 应有OSC保护路由,防止光纤被切断后监控信 息不能传送的严重后果
G.652单模光纤(NDSF)(大多数已安装的光纤) 1. 低损耗 2. 大色散分布 3. 大有效面积 4. 色散受限距离短
2.5Gb/s系统色度色散受限距离约600km 10Gb/s系统色度色散受限距离约34km 5. G.652+DCF方案升级扩容成本高 结论: 不适用于 10Gb/s 以上速率传输,但可应用于 2.5Gb/s 或以下速率的DWDM。
自由空间光学-要求精确度 对温度敏感-要求控温炉 插入损耗大-光纤耦合和光栅效率低 对偏振敏感
5
多层介质膜干涉滤波器
带宽
1, 2, 3,…n 1, 3,…n
6
3 2 1
z yx 0
带宽和腔体数的关系
2
0/2 0
2/4
r1 i
r2
0/4
信号通带较平坦;
偏振无关;
0
插入损耗较低;
温度特性很好,可达0.001nm/oC以下。
分波器
分波器的类型主要有光栅型、干涉滤波器型、熔锥型和集成光波导型分波器 等类型。
分波器的参数主要有通路间隔、插入损耗、光反射系数、相邻通路隔离度、 非相邻通路隔离度、极化相关损耗、温度系数、0.5dB和 20dB带宽。
4
衍射光栅
炫耀光栅
7 6 5 4 3 2 1 输出
q 1,2,3,...n 输入