32×10Gbit密集波分复用系统仿真

２
ＤＷＤＭ传输系统的设计
本设计以ＳＴＭ一６４为基础选用Ｇ．６５５光纤．采取
１００ＧＨｚ信道．信道的中心波长中１５３５．８２～１５６０．６ｌｎｍ 范围内按Ｇ．６９２文件规范的标准波长选取。图ｌ为系 统传输部分及中间站子系统设计模型。
◆光纤相关参数设定衰耗系数０．２０ｄＢ／ｌ【ｍ：色散 ２００９年第ｌｌ期．允龟镭拽和②
万 方数据
骀回臼
杨英杰，侯丽，郭世杰：３２ｘ１０Ｇｂｉｔ密集波分复用系统仿真
裹１
Ａ－Ｃ两跨距的线路总衰耗
图１系统传输部分爰中间站子系统设计模型
加ｌｄＢ；Ｒ．只有一个原则性的范围，站问距离小于 ４０ｋｍ时取３ｄＢ．每增加４０ｋｍ增大１～２ｄＢ。此系统的计 算结果如表ｌ。 ２．４光放大器的增益 光放大器增益的计算公式如式（３）：
黯圃岛
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３２×１
０Ｇｂ－ｔ密集波分复用系统仿真
杨英杰，侯丽，郭世杰
（东北电力大学研究生院。吉林吉林市１３２０１２）
摘要：分析了ＤｗＤＭ技术及系统的设计原理，在此基础上，给出了基于０ｐｔｉｓｙｓｔｅｍ的ＤｗＤＭ光传输链路仿 真模型的搭建，对复用及解复用后的光信号进行仿真得出光谱图，对链路传输性能及Ｑ因子、误码率、眼 图的等参数进行分析，并验证了波分复用系统的正确性和设计方案的可行性，近而得出相关结论。 关键词：ＤｗＤＭ；仿真；色散；Ｑ因子；误码率；眼图
本文链接：/Periodical_gtxjs200911008.aspx
Ｄ
式中，Ｐｎ、艮，分别是相邻两、ｒ的最小光功率门限值，代
人数据计算得：Ｇ＿Ｇ２＋Ｇ＝（一３９．５）一（．４２．５）＋６．５＋３３＋２＝
４５．５ｄＢ．
Ｇ！Ｄ＝０．５×、厂丽－６．８２ｐＳ＝ｏ。０６８ＵＩ。
查图可得出偏振模色散功率代价小于Ｏ．１Ｂ。根据
码间干扰功率代价公式：％＝５１９（１＋２丌印，得Ｆ＝
（２）滤波器在ＤＷＤＭ系统中进行信道选择．只让特 定波长的光通过．并阻碍其它光波长通过。可调谐光滤 波器能从众多的波长中选出某个波长让其通过。在 ＤＷＤＭ系统的光接收机中．为了选择所需的波长。一 般都需依赖于其前端的可调谐滤波器．要求有较宽的 谱宽以传输需要的全部信号谱成分．且带宽要窄以减 小信道间隔． （３）复用器／解复用器（ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ）将多个光波 长信号耦合到一路信道中．或使混合的信号分离成单 个波长供光接收机处理。一般．复用／解复用器都可以 进行互易．其结构基本是相同的。实际上即是一种波长 路由器．使某个波长从指定的输入端口到一个指定的 输出端口。
ｓｃｈｏｏｌ，Ｊｉｌｉｎ ｌ ３２０ ｌ ２，Ｃ１１ｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉ印ｐｒｉｒＩｃｉｐｌｅ ｏｆ ＷＤＭ ｉｓ百Ｖｅｎ锄ｄ ａ１１ａｌｙｚｅｄ．Ｏｎ ｔｌｌｉｓ ｂａｓｉｓ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｃｌ ｏｆ ｔｈｅ
ｗＤＭ
ｂａＬｓｅｄ
ｏｎ
ｔｈｅ Ｏｐｔｉｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ戗ｌｅ ａｂｏｖｅ
（ａ）Ｂ站输出眼图
一．一－—一
●Ｏ
８
＿ｂ
６
４
心
／
瑚
【ｌ】马声全．高速光纤通信ＩＴＵ—Ｔ规范与系统设计【Ｍ】．北京：北京邮电大
学出版社．２００２．
【２】张明德，孙小菡．光纤通信原理与系统【Ｍ】．南京：东南大学出版社。
瑚
２
钐
ｏ Ｏ Ｏ ５ １
一号Ｓ廿可三Ｉ Ａ昌《
２００３．
【３】钟一青．ＤｗＤＭ传输系统的设计与仿真【Ｊ】．长沙电力学院学报（自然科 学版），２００６，２ｌ（２）：６３—６５． ｆ４】黄齐晓．ＤＷＤＭ传输系统原理测试与工程实践【Ｄ１．北京邮电大学工程 硕士论文．２００６． 【５】Ｉ郑延东．ＤＷＤＭ光纤传输系统工程设计田．新疆教育学院学报．２００３， （２）：７３—７６． 【６１徐俊波，曹云，杨宁，等．８０×４０（强ｉ讹ＤｗＤＭ系统及８００ｋｍ传输实验Ⅲ． 圈２系统输出眼图 光通信研究．２００５（５）：９一１２．
光放大器的增益不小于３６．５ｄＢ．设计光放大器的 增益为３７．９ｄＢ是合适的。
４光发送机系统系统
４．１中间站光发送机设计 ＷＤＭ系统中普遍应用的功率预算公式为：
昝Ａ一６｝ＭＦＢｍ＝ＰＲ斗Ｇ｝ＡＦ
（５）
式中，血是光转发器损耗；Ａ，是无源色散补偿元件损
耗：慨是发送机设备老化余度。代放数据得：Ｂ＋Ｇ＝
＿４２．５十３７—２＋１２＋２＝６．５ｄＢ。取Ｇ．９５７发送机的发送平均 功率ＯｄＢ．发送机子系统光放大器的增Ｇ为６．５ｄＢ。 ４．２始发站发送机设计 始发站光放大器增益计算公式为：
化，如ＴＤＭ侧ＤＭ、ＳＤＨ、光孤子通信等。
１
ＤＷＤＭ系统的结构
在ＤＷＤＭ系统中的一般关键组件如下。 （１）光发射机、接收机信号在发射端经过光发射机
进行ⅣＤ转换、编码并调制到特定的波长转换为光信 号。完成信号的调制。在接收端接收到的光信号经接收 机进行Ｄ／Ａ转换、解码并转换成电信号．完成解调过 程．
收稿日期：２００９．０７—０６。 作者简介：杨英杰（１９５６＿），男，教授．研究方向为光通信网络。
３光接收机系统设计
３．１中间站接收机设计 选择满足Ｇ．６９ｌ文件规范的Ｖ一６４．２ａ接收机．接 收机灵敏度为一２４ｄＢ。利用功率预算的公式为：
色散补偿的传输距离为Ｌ＝可ｉ罢姜蓦‰＝
１０３．５ｋｍ，需要补偿的距离为１８６一１０３．５＝８２．５ｋｍ。 ２．１２色散补偿方案 在３２路复用时．ＳＲＳ门限将限制光信号的最大功 率不得超过１４．７７ｄＢｍ．所以．单纯依靠ＳＰＭ的色散补 补偿是不现实的。 传输光纤采用的是Ｇ．６５５光纤．实际需要补偿的 最大色散有８２．５×６÷６５＝７．９ｋｍ．ＤＣＦ引入的插入损耗 为７．９×Ｏ．４５＝３．５５ｄＢ。 综上所述．色散补偿方案选择为无源色散补偿方 式，ＤＣＦ总长为８ｋｍ．平均４ｋｍ分置在两个预放之后。 ２．２光功率预算 光选择器带宽按０．１ｎｍ考虑．光信号的最小功率 按式（１）计算：
中图分类号：，ＩＮ９２９．１ｌ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ００２—５５６ｌ（２００９）１１—０００２３－０３
３２×１ ＯＧ ｂｉｔ ｄｅｎｓｅ ｗａＶｅＩｅｎｇｔｈ ｄｉＶｉｓｉＯｎ ｍｕＩｔｉｐＩｅｘｉｎｇ ｓｙｓｌｅｍ ｓｉｍｕＩａｔｉＯｎ
Ⅵ扑蛤‰酊据，Ｈ０【，“，ＧＵ０ Ｓｈｉｏｊｅ
（Ｎｏｎｈｅａｓｔ ｕｎｉＶｅｒｓ时ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ
５．２眼图分析
系统输出眼图如图２所示．从图中可以看出眼图 斜边的斜率不大．系统对定时抖动不太敏感．零点失真 量小．在抽样时刻系统眼图的信号失真量小．满足后继 信号提取要求。 通常，作为一个品质因数。采用信号的０因子来
≥≮．
９ ６００
衡量信号的质量．并由它来表征系统的误码率（ＢＥＲ）， Ｂ站与Ｃ站的Ｏ因子分别达到了１０与１０．６。根据测 试，当ｐ＝６时，ＢＥＲ约为１０。９；当Ｑ＝７时。ＢＥＲ约为 １０＿心．得出该系统在保证达到系统误码率要求的条件 下有较大的判决范围．各路信号分离后未出现混频现 象。说明ＷＤＭ系统有着极大的可靠性。
Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ＤｗＤＭ，ｓｉ舢ｌａｔｉｏＩｌ，ｄｉｓｐｅｒｓｉｏＩｌ，Ｑ缸ｔｏｒ’ｂｉｔ
ｅ丌ｏｒ ｍｔｅ，ｅｙｅ
ｄｉａｊｇｒａｍ．
０引言
ＤＷＤＭ系统传输距离长、容量大、波道多。具有实 施全透明传输．能组成全光层网络和相对工程造价较 低等技术经济优势．在国内外得到了广泛应用。下面是 南方Ａ市经Ｂ市到Ｃ市的一个３２×１０Ｇｂｉｔ系统的设 计与仿真，其中Ａ市到Ｂ市８６ｋｍ。Ｂ市到Ｃ市１００ｋｍ。 系统采用Ｏｐｔｉｓｖｓｔｅｍ软件搭构模型及仿真。Ｏｐｔｉｓｙｓｔｅｍ 是一个创新的光通信系统仿真软件．可在光网络物理 层上对光学链路进行从器件到系统的设计、测试和优
Ｔｉｍｄｂｉｔ ｐｅｒｉｏ∞
（ｂ）Ｃ站输出眼图
２００９年第１ｌ期．圮氡信筏粕④
万 方数据
32×10Gbit密集波分复用系统仿真
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 杨英杰， 侯丽， 郭世杰， YANG Ying-jie， HOU Li， GUO Shi-jie 东北电力大学研究生院,吉林,吉林市,132012 光通信技术 OPTICAL COMMUNICATION TECHNOLOGY 2009,33(11)
—４２．５＋１２＋１６＋２８．４＋２＝１５．９ｄＢ。
其中，（Ａｒ卜Ａｓ）简单地用（Ｏ．２４￣０．２６）×Ｌ计算；Ａ，在无线 路放大器时计ｌｄＢ．有线路放大器时一个线路放大器
③兜龟詹执书２００９年第ｌｌ期
万 方数据
鼯回臼
杨英杰．侯丽，郭ｉ廿杰：３２×ｌＯＧｂｉｔ密集波分复用系统仿真
５系统改进及仿真结果分析
ＰＲ铺ｎ－—４５．５＋ｌ ｏｌｇｊｖ
１／』≤＿二上。取乒ｏ．２６６，则按ｏ．１ｎｍ谱宽计算最大无
厂—瓦乃—一
路ＰＲ＋Ｇ２＋ＡＦＡｏ＾Ｄ＾广Ａｓ－肛％噩
求得：Ｉ三≥３７ｄＢ，则Ｇ＝－４５．５—３７＝８．５ｄＢ。 ３．２终结站的接收机系统设计
（４）
与中间站的计算方法相同，代入数据，即：毕一３９．５＋ Ｉ［＞２一１０—５—２—３，ＧＬ毕６１．５ｄＢｍ
２．３站间线路总衰耗 站间线踟总衰耗是指前一站的输出口到相邻下一 站的输入口间主通道红踟的各种损耗之和．它涉及光 纤的传输损耗，接头损耗和线路富余度。计算公式为：
Ａ。＝Ａ。＋Ａ广卜Ａ。＋ＰＬ 【２Ｊ
母Ａ广Ａ帅一仁Ａ。一ＭＥＩ－ＰＲ，
【６）
式中，Ａ。为始发站到下一站Ｒ７点的线路富余度；Ａ删
为光合波器插入损耗。Ｂ＝０ｄＢ，代入数据得：Ｂ＋Ｇ＝
２００《
７
口
５
３
）》
Ｏ ０．５ ｌ
枷曼
６结束语
通过对ＤＷＤＭ系统的仿真．验证了其工作原理。
Ｔｉｍｅ（ｂｉｔ
ｐｅｉｏｄ）
ｌ
并得到了较为理想的系统眼图和ｐ因子曲线，从而验 证了ＤＷＤＭ系统的正确性和设计方案的可行性。 ＤＷＤＭ系统提高了信道的利用率．极大地影响了整个 通信网络的性能．因此ＤＷＤＭ的研发具有很大的应用 价值。 参考文献：