1-DWDM讲义提纲
光纤通信系统复习提纲
光纤通信系统复习提纲PS ：红色不要求第一章 绪论 第五章 系统和其它1． 光纤通信系统基本构成（单波长系统（第一章）各部分功能），DWDM各部分要求（第五章）2． 光纤通信系统优缺点（第一章），频率间隔和波长间隔的转换（第一章），光纤通信容量的表示方法（BL ），各代光纤通信系统特点（第一章）3． NRZ 和RZ 格式（第一章和第三章一起看，会画眼图，其中66%占空比的也称为CS-RZ ），复用方式（第一章），调制方式：第一种分法：（第一章：IM （intensity modulation ，强度调制）（也叫OOK 或者ASK ）和PSK ）；第二种分法：模拟调制，数字调制；第三种分法：内调制、外调制。
频谱图（注意CS-RZ 没有载波分量）眼图4．光纤通信系统典型拓扑结构（广播和分配网（HUB和BUS拓扑结构）、局域网（BUS拓扑结构：Ethernet，Ring拓扑结构：FDDI(FiberDistribution Data interface)）注意：功率分配不要求。
5．光纤通信系统功率预算和上升时间预算6．光放大器的分类（3种），EDFA、波分复用器等重要器件，波长控制等关键技术会画示意图。
第二章光纤1．光纤基本参量计算：数值孔径（NA），归一化频率（V<2.405），模场半径（w：最大值1/e处的半径），相对折射率差delta，光纤的分类。
2．TE、TM、HE、EH、LP模下标之间的关系（下标分别表示什么，在图上要知道），什么是模式折射率，模式折射率满足的条件。
3．光纤损耗机理和作用效果（分类，掌握本征损耗两个，其中瑞利散射的特点和波长4次方成反比），损耗系数单位的转换0.2（dB/km）/4.343，光纤通信的三个工作窗口4．光纤色散（模间色散和模内色散，模间色散（多模阶跃和多模渐变）两个BL限制），色散单位的含义（常用ps/(nm*km）），群速度色散D（也叫模内色散=材料色散+波导色散，图要会画），色散位移光纤（G.653）（色散图+原因），偏振模色散，高阶色散，色散补偿光纤（DCF）实现色散补偿的原理（要求D1L1+D2L2=0，S1L1+S2L2=0），考虑D和S的BL限制（或色散大小T)5．色散致脉冲展宽：正色散、负色散、正常色散、反常色散的定义关系和脉冲速度随频率的关系：D>0时（反常色散区），频率高的速度快；反之，频率高的速度慢，知道这个即可。
光路科技DWDM讲义技术交流
光路科技DWDM技术交流
目录
DWDM系统概述 DWDM传输媒质 DWDM关键技术 DWDM受限因素 DWDM产品介绍 DWDM组网方案
光路科技--光传输设备专家
前言
随着数据业务的飞速发展，对传输网的带宽需求越来越高。 传统 的PDH或SDH技术，采用单一波长的光信号传输，这种传输方式是对光 纤容量的一种极大浪费，因为光纤的带宽相对于目前利用的单波长信 道来讲几乎是无限的。DWDM技术就是在这样的背景下应运而生的，它 不仅大幅度地增加了网络的容量，而且还充分利用了光纤的宽带资源 ，减少了网络资源的浪费 。
电解复用
l1 l2 lN
DWDM:单纤多波长 全光放大
l1
l1
l2
l2
lN 光复器
光路科技--光传输设备专家
DWDM的特点之多业务接入能力
LAN
M
SAN
O
4
P/SDH
T
0
视频
U
ATM
M 4 0
LAN
O
SAN
T U
P/SDH 视频
ATM
多个光信号通过采用不同波长复用在一根光纤中传输； 每个波长上承载不同信号：SDH、PDH、ATM、IP等；
光路科技--光传输设备专家
什么是波分复用？
加油站 高速公路
巡逻车
光路科技--光传输设备专家
DWDM系统定义
• WDM：把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们 把它叫做波分复用（ Wavelength Division Multiplexing ）
• 在接收端，经解复用器将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一 步处理以恢复原信号。
l0
第二章DWDM原理简述
学习知识要点第一节什么是波分复用1．波分复用的概念（P3）第二节波分复用系统对光纤的要求1．适合开放波分系统的光纤（P4）2．光纤衰耗和色散的概念（P4）第三节波分复用系统关键器件1．分波/和波器件的概念（P5）2．光源的类型（P6）3．掺饵光纤放大器（P9）第四节光监控信道（OSC）1．监控信道的用途（P10）第五节DWDM的应用方式1．开放式、集中式的概念（P11)第六节DWDM网络单元1．四种网元类型（P12）第七节DWDM的组网方式1．常见两种组网方式（P13）第八节DWDM的优点1．大容量、多业务接入特点（P14）目录第二章 DWDM简要原理 (3)第一节什么是波分复用？ (3)第二节波分复用系统对光纤的要求 (4)第三节波分复用系统关键器件 (5)3.1、分波/合波器件 (5)3.2、光源 (5)3.2、掺铒光纤放大器（EDFA） (6)第四节光监控信道（OSC） (8)第五节 DWDM的应用方式 (10)第六节 DWDM网络单元 (11)第七节 DWDM的组网形式 (12)第八节 DWDM的优点 (13)第二章 DWDM简要原理第一节什么是波分复用不管是PDH还是SDH都是在一根光纤上传送一个波长的光信号，这是对光纤巨大带宽资源的极大浪费。
可不可以在一根光纤中同时传送几个波长的光信号呢？就象模拟载波通信系统中有几个不同频率的电信号在一根电缆中同时传送一样？实践证明是可以的。
在发送端，多路规定波长的光信号经过合波器后从一根光纤中发送出去，在接收端，在一根光纤中传送的相临信道的波长间隔比较大的时候（比如为两个不同的传输窗口），我们称其为波分复用（WDM）；而在同一传输窗口内应用有较多的波长时，就称其为密集波分复用（DWDM）；在我们平常所说的或所听到的“波分”一般就是指的密集波分复用（DWDM）。
实际系统中有双纤双向系统和单纤双向系统。
单纤双向系统虽然能减少一半光器件和一般光缆，但技术难度较大，目前应用中双纤双向系统还是居多。
华为 DWDM原理培训提纲
课程 TC000003 DWDM 原理ISSUE2.0目录课程说明 (1)课程介绍 (1)课程结构 (1)课程目标 (2)第1章 DWDM概述 (3)1.1 DWDM技术产生背景 (3)1.2 DWDM原理概述 (4)1.3 DWDM设备工作方式 (5)1.3.1双纤双向传输 (5)1.3.2单纤双向传输 (6)1.3.3光信号分出和插入 (7)1.4 DWDM的应用形式 (7)1.5 DWDM的优越性 (8)第2章 DWDM传输媒质 (10)2.1光纤的结构 (10)2.2光纤的种类 (11)2.3光纤的基本特性 (12)2.3.1 几何尺寸（模场直径） (12)2.3.2模场同心度误差 (13)2.3.3弯曲损耗 (13)2.3.4衰减常数 (13)2.3.5色散系数 (14)2.3.6截止波长 (15)2.4 光缆的种类及性能 (15)2.4.1光缆的种类 (15)2.4.2光缆的性能 (15)第3章 DWDM关键技术 (16)3.1光源 (16)3.1.1激光器的调制方式 (16)3.1.2 激光器的波长的稳定与控制 (19)3.2掺铒光纤光放大器（EDFA） (20)3.2.1 EDFA工作原理 (20)3.2.2 EDFA的应用 (22)3.2.3 EDFA增益控制 (24)3.2.4 EDFA的局限性 (27)3.3 DWDM器件 (28)3.3.1 光栅型DWDM器件 (29)3.3.2介质薄膜型DWDM器件 (30)3.3.3熔锥型DWDM器 (31)3.3.4集成光波导型DWDM器 (31)3.3.5 DWDM器件性能 (32)第4章 DWDM组网设计 (33)4.1 DWDM的几种网络单元类型 (33)4.1.1光终端单元（OTM） (33)4.1.2光放大单元（OLA） (34)4.1.3光分插复用单元（OADM） (35)4.1.4电中继单元（REG） (37)4.2 DWDM网络的一般组成 (37)4.2.1点到点组网 (38)4.2.2链形组网 (38)4.2.3环形组网 (38)4.2.4 网络管理信息通道备份和互联能力 (39)4.3 DWDM组网考虑的要素 (41)4.3.1色散受限距离 (41)4.3.2功率 (43)4.3.3光信噪比 (43)4.3.4其它因素 (46)4.4 DWDM网络的保护 (55)4.4.1 基于单个波长的保护 (56)4.4.2光复用段（OMSP）保护 (58)4.4.3环网的应用 (58)4.5实例分析 (60)4.5.1 组网图（实际网络站点） (60)4.5.2 组网图（考虑光源的色散受限距离，划分网络的再生段） (60)4.5.3 组网图（考虑光放大器功率，划分网络的光中继段） (61)4.5.4组网图（考虑OSNR） (62)4.6 OptiX BWS 320G系统网络应用举例——某省电信骨干网提速工程 (63)4.6.1工程概述 (63)4.6.2工程中使用的技术 (64)课程说明课程介绍本课程主要介绍了DWDM的原理、关键技术以及实现方式、传输媒质（也就是光纤）种类和特性、DWDM系统组网。
DWDM简要原理
第一章 DWDM 简要原理一什么什么是波分是波分是波分复用复用不管是PDH 还是SDH 都是在一根光纤上传送一个波长的光信号这是对光纤巨大带宽资源的极大浪费可不可以在一根光纤中同时传送几个波长的光信号呢就象模拟载波通信系统中有几个不同频率的电信号在一根电缆中同时传送一样实践证明是可以的在发送端多路规定波长的光信号经过合波器后从一根光纤中发送出去在接收端再通过分波器把不同波长的光信号从不同的端口分离出来如图一所示图一在一根光纤中传送的相临信道的波长间隔比较大的时候比如为两个不同的传输窗口我们称其为波分复用WDM 而在同一传输窗口内应用有较多的波长时我们就称其为密集波分复用DWDM 8波16波以及32波的DWDM 已经是比较成熟并开始大量应用在我们平常所说的或所听到的波分一般就是指的密集波分复用DWDM 实际系统中有双纤双向系统和单纤双向系统单纤双向系统虽然能减少一半光器件和一般光缆但技术难度较大目前应用中双纤双向系统还是居多图一所示系统就是双纤双向系统二波分复用系统对光纤的要求常见单模光纤有G.652G.653G.654G.655几种我国大量铺设的是G.652光纤在1550nm 传输窗口它的色散系数比较大17~20ps/nm.Km 适合速率不高的TDM 信号和多波信号传输G.653光纤主要铺设在日本1550nm 窗口处色散为零非常适合传输高速率的信号但是不适合传输多波长信号因为会有比较严重的四波混频效应G.654海底光缆中衰减很小G.655光纤色散系数比较小在窗口处色散系数为4~6ps/nm.Km色散不为零可以有效抑制四波混频效应另外色散又不大可以满足高速率的传输要求在光纤的性能中我们突出关心的两个指标是衰减系数和色散系数两者都限制了电再生距离的长短对衰减大家都比较熟悉主要是后者色散色散积累的结果是信号脉冲在时域上展宽严重时就影响到接收机的接收示意图如下可见因为色散脉冲展宽使得传输距离受到限制因为再继续传输下去出现连1信号接收端无法识别了同时我们看到对速率越高的信号这种受限越厉害对速率低的信号影响不是很大因为速率低的信号脉冲之间本来就拉得比较开时间间隔大一般来说在G.652光纤上传输STM-16信号的时候还不需要补偿色散的积累但在传输STM-64甚至更高速率的TDM信号的时候补偿就非常有必要了在DWDM系统中一般是通过加入色散补偿光纤来补偿色散积累的因为这种技术已经非常成熟总之目前最适合传输DWDM系统的光纤是G.655光纤但在我国因为大量铺设的是G.652尾纤所以在上10G及以上速率的信号时需要用色散补偿复用系统关键器件波分复用系统关键器件三波分波分系统的关键器件除上面提到的分波/合波器外还包括光源技术EDFA技术1分波从图一可以看出分波合波器是波分设备的必需的核心器件DWDM本的区别也在于此DWDM的复用和解复用都是在光层上进行的而SDH纤传输但复用和解复用是在节点处转换后在电层上进行的分波合波器件有较大的插入损耗插损严重限制了信号的传输距离所谓插损在这里指的是规定波长的光信号通过分波器后光功率的丢失除了插损另外有个指标是我们比较关心的就是最大插损差我们知道对16/32波系统而言针对每一波有一个插入损耗这个插入损耗中的最大值与最小值之差即为最大插损差对该指标的规范主要从多波长系统光功率平坦来考虑的并且对合波器的要求要比对分波器的要求高因为合波后的信号还需要长距离的传输而分波后的信号会被马上终结掉对分波器还有两个指标非常重要中心波长和隔离度中心波长即是指分波后从不同端口出来的光的中心波长对波系统有个中心波长其不应该与192.1~195.2THz有太大的偏移隔离度指的是相临端口的串扰程度有相邻隔离度和非相邻隔离度两个衡量项目让192.1THz的光信号输入到分波器理想情况是它只从端口出来可实际上总有一部分从相临的端口出来端口与端口2出来的光功率之比就是端口对端口的相邻隔离度端口之间的光功率之比就是端口的非相邻隔离度我们当然希望隔离度越大越好从上面的描述我们可以这样来通俗表述一下插损和隔离度插损是光信号在应该走的光路上的功率损失希望它越小越理想情况是零插损隔离度是光信号在不应该走的光路上的泄漏程度希望隔离度越大越好理想情况是完全隔离合波器一般有耦合型多层介质模型和阵列波导型16波系统中一般是耦合型它对波长不敏感分波器一般为多层介质模型和阵列波导型阵列波导型分波合波器件对温度比较敏感一般都要温控措施保证分波中心不发生较大的偏移2光源对用于波分系统的光源的两个基本要求是光源有标准的稳定的光波长波分复用系统使用的波长比较密集要求标准不仅是考虑横向兼容性也考虑到光纤的非线形效应ITU-T 波长有指标规范目前的波32波系统的相临波之间的频率差是100GHz约0.8nm稳定也是必需的系统运行时一个信道波长的偏移大到一定程度时在接收端分波器将无法正确分离该信道并且其相临信道的信号也会因为该信道的加入而受到损伤光源需要满足长距离传输要求DWDM技术使传输距离由50~60公里变成公里可见与传统信号不同波分系统的电再生中继距离都要求很高影响电再生中继距离的因素很多如衰减色散光信噪比等等在引入放大器后波分系统中影响再生中继距离的主要因素是色散和信噪比所以所谓满足长距离传输就是要求光源有相当高的色散受限距离对此ITU-T使用的光源的色散容纳作了规范常见有三种12800ps/nm10000ps/nm 7200ps/nm常规的17ps/nm.Km在实际工程中作20ps/nmKm计算640Km500Km360Km有时我们能见到一些厂家这样的宣传640公里无中继传输这指的就是这个色散受限距离而不是两个站点之间的距离满足这两个要求的光信号即所谓的信号而传统的SDH信号3掺铒光纤放大器EDFA将放大器引入波分系统几乎是必需的目前用的最多的是EDFA先来说说引入光放大器的必要性以最常见的光纤为例其在1550nm窗口的典型衰减系数值是0.275dB/Km就是说在其上传送的光信号几乎每公里就要衰减一半所以再生距离比较大的时候不仅需要放大还可能多级放大那么距离比较近的时候是否就不需要光放大器了呢一般来说还是需要的除非再生距离非常的近而且接收机的接受灵敏度非常高因为波分系统引入分波器合波器的同时也引入了很大的插入损耗根据使用的场合和本身的特点光放大器有功率放大器BA简称功放线路放大器LA简称线放)预放大器PA简称预放之分BA也叫后置放大器用在发送端其作用主要是弥补合波器引入的插入损耗损和提高信号的入纤光功率它的特点是大光功率输出所以对它也有功率助推器的叫法PA也叫后置放大器用在接收端作用是提高系统的接收灵敏度它可以接收和识别较小功率的光信号LA 则多用在线路放大设备上作用是弥补光信号在长距离线路上传送引起的线路损耗它的特点是增益比较大实际系统中可以用使用有功率放大后的原理图如下图三一般都是固定增益输出而不是固定功率输出需要注意的是波分系统需对多个波长信号同时放大为此对其增益提出了两个要求增益平坦就是对一定波长范围的光信号有几乎相同的增益如果几个波长的光信号通过EDFA后有些波长的光获得比较大的增益有些波长的光获得比较小增益那我们就说这个EDFA对这几个波长的光信号的增益是不平坦的当增益的差别小于的时候我们认为增益是平坦的增益平坦是必须的特别在多级放大的系统中这种不平坦累积起来将严重影响整个系统的性能个别通道信噪比严重恶化限制更多通道的应用目前的的增益平坦波长区域1530~1565nm波分系统使用1550nm传输窗口而不使用1310nm传输窗口的主要原因也在于此增益锁定增益锁定指的是上波和掉波不会影响正常通道的增益如果系统中有两个波长在使用现在其中一波掉波由于增益竞争剩下一波的功率会突然变成原来的两倍假如现在再上一波原来那波的光信号能量又一下降下来这种增益突变的情况是不允许出现的因为不允许因为升级上波去影响原来已有的业务也不允许因为其中的一波断业务掉波而影响其他波长的业务即使这种影响是短暂的所以增益锁定同样是必需的增益平坦和增益锁定示意图如下四光监控信道OSC系统中对系统的管理和监控可以通过帧结构中的开销字节来处理在波分系统中怎样来管理和监控系统中的每个网元呢波分系统不是有很多波长在系统中传送吗可以再加上一波专用于对系统的管理这个信道就是所谓的光监控信道OSC光监控信道的引入也是必需的至少有两个理由如果利用SDH的开销字节那么利用哪信号呢况且如果上波分的业务不是信号而是其它类型的业务呢可见还是单独利用一个信道来管理设备方便在线路放大设备接下来的内容有对此设备的介绍上对业务信号进行光放大信号只有O/O的过程没有电的接入根本无法监控从这点来看也可以说明引入监控信道的必要性的建议DWDM系统的光监控信道应该与主信道完全独立于是建议中的三个监控信道波长1310nm1480nm的工作范围之外主信道与监控信道的独立在信号流向上表现的也比较充分建议中还规定了光监控信道的速率2Mbit/s码型CMI码于是线路速率是4Mbit/s有这样低速率的光信号接收端的接收灵敏度可以做得很高ITU-T规范其需要小于-48dBm这样一来不会因为OSC的功率问题限制站点距离需要指出的是光监控信道并不是系统本身所必需的可实际应用中它却是必需的因为引入DWDM系统这样的高速率传输设备却不去监控和管理它几乎是不可能的加入光监控信道的系统如下图所示光监控信道与主信道的完全独立在上图中表现得比较突出在站在发方向监控信道是在合波放大后才接入监控信道的在收方向监控信道是首先被分离的之后系统才对主信道进行预放和分波同样在站点发方向是最后才接入监控信道收方向最先分离出监控信道可以看出在整个传送过程中监控信道没有参与放大但在每一个站点都被终结和再生了这点恰好与主信道相反主信道在整个过程中都参与了光功率的放大而在整个线路上没有被终结和再生波分设备只是为其提供了一个个通明的光通道五DWDM规范的光信号而应用于规范所以信号上波分之前需要进行光信号的转换在下信号如下图所示信号上波分需要一个波长转换单元OTU将非去合波它的主要功能是波长转换在接收端一般也需要一个将信号还原不过这种倒不是必须的收端的这个的主要功能是再生而不是波长转换需要再生是因为波分系统中的光信号一般都经过了的多级放大累积了大量噪声光信噪比OSNR比较低一般的对这种噪声比较敏感在发端收端都使用了的应用形式我们称之为开放式应用有些设备或路由器等输出光口提供信号这个时候没有必要再加上OTU这种应用形式我们称之为集成式应用在使用个数不多信噪比下降不是太厉害的情况下发端使用了OTU收端不需要OTU这种使用形式我们称之为半开放式应用开放式系统的突出特点是横向兼容型性好缺点是较大幅度地增加了网络设备的成本不DWDM系统因为开放式应用能够做到与这两个不同网络层次设备在网管系统上彻底分开注OTU系统中管理六DWDM按照在网络中的作用并参照网络单元的概念DWDM OTM OADM OLA等多种其逻辑功能图如下的线路上去同时经过分波单元线路上分下来OADM的差别是在线路上还有通道的穿通需要说明的是因为价格和集成度因素OTM和在目前一般都还只能做到静态波长上下不象网元的能够做到对线路中各通道的任意选择上下OLA设备对线路上的光信号的功率进行放大REG主要功能是对每个通道信号的再生一般来说光信号通过后信号质量变差了而通REG后光信号质量变好了七DWDM的常见组网形式是链型和环型如下图环形组网的情况相对比较少点对点的链型组网是最主要的组网方式实际网络中的组网看上去会很复杂特别是和SDH联合组网时可以组成非常灵活的网络但最基本的网络拓扑还是链型结构的许多的长链或者环都是由这个最基本的拓扑构建成的比如下图八DWDM的优点DWDM系统是全光传输的第一步有着美好的发展前景和SDH相比较我们不难发现如下一些优点1超大容量这个优点是显而易见的使用分波合波技术传输容量可以到达40G 80G320G400G800G甚至1600G而且这个容量还并不是终点2平滑扩容一般运营商不会一次对DWDM系统做满配置以后会一波一波的扩容扩容过程是平滑的对已有业务能真正做到几乎没有影响和SDH的扩容比较起来波分的扩容更有理由说平滑这两个字3多业务接入上波分的接入信号可以是各种速率的SDH PDH GE千兆以太网POS等信号只要满足G.692信号不满足还可以接入OTU后满足就可以在DWDM系统上传输波分设备本身对接入信号的速率编码方式协议等透明这是目前为止唯一一个真正与协议无关的传输系统。
DWDM培训PPT课件
原理及关键技术
1
一、DWDM系统概述
二、光纤传输特性 三、DWDM系统关键 技术
— 光源技术
— 光波分复用器和解复用器技术 — 光转发技术 — 掺铒光纤放大器（EDFA）技术 — WDM系统的监控技术
2
一、DWDM系统概
述
3
DWDM定义
l1 l2 lN
l1
l1
l2
l2
lN
lN
光纤放大器
li li
lk lk
OXC
17
光通信的三个发展阶段
PDH
DWDM
G.692
G.957
G.691
SDH
155M
622M
2.5G
10G
18
光接口的规范
• G.957 —— SDH设备和系统的光接口；
• G.691 —— 带有光放的SDH单信道的速率到
达
STM-64系统的光接口；
• G.692 —— 带有光放的多信道系统的光接口。
• 理论上，WDM可以利用的单模光纤的带宽可以达到 200nm，约为25THz，在波长间隔为0.8nm时，理论上 可以开通200多个波长，为WDM的应用和发展提供了 广阔的前景
DWDM与SDH的关系
客户层和服务层关系
SDH设备 DWDM设备
9
DWDM的特点之多业务接入能力
10
DWDM特点之降低成本
SDH技术
11
DWDM特点之升级扩容方便
32*10G 32*2.5G 16*2.5G 8*2.5G
12
DWDM技术发展概述
• 充分利用光纤的巨大带宽资源, 使一根光纤的传输容量很快的扩 大几倍至几十倍.
DWDM技术培训[1](2024版)
](https://img.taocdn.com/s3/m/00e9066af02d2af90242a8956bec0975f465a42d.png)
合波/分波单元
n 烽火通信DWDM系统采用AWG器件实现合波/分 波
n 单盘可提供32/40波合/分波
n 插损小，隔离度高
合
分
n 降低首级EDFA的增益要求，减小噪声引入
n 一个DWDM系统好比一条高速公路，分为正反向双车道，就好比通信系统用的两条双纤一样，所有的车辆只 允许单向行进，就是所谓的（双纤双向或单纤单向）系统。
n 一个高速公路设计之初就用规划所使用的车道的数量8λ16λ32λ、……设 道1计 数60波 量λ n 每个高速公路都有规定的最高时设速计，单1波20道km/h,180km/h,对应起来就好比DWDM系统的每个波道的最高速率一
光信躁比
放大器的自发辐射噪声 系统的噪音积累
非线性效应
自相位调制(SPM) 交叉相位调制(XPM) 四波混频(FWM) SBS SRS
➢ G.652：普通单模光纤，1550nm窗口具有 低衰耗值，大有效面积和大色散分布，是大 多数已经敷设的光纤。
➢ G.653：零色散位移光纤， 1550nm窗口具 有低衰耗值，小有效面积和零色散。
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DWDM技术培训[1]
网络设计仿真软件模拟真实系统
利用设计仿真软件模拟光路的建立、帮助设计人员准确无误进行系统设计。 简单、方便、快捷、准确。 将网络的实际参数以导入到网络仿真软件； 网络仿真软件模拟各个光复用段和放大段的功耗以及光信噪比( OSNR )。
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DWDM技术培训[1]
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DWDM技术培训[1]
DWDM系统需考虑的问题（色散）
一. 光纤色散：模间色散、色度色散、偏振模色散 二. 色度色散
色散系数D()：指光源谱宽和单位长度光纤的色度色散，其单位是 ps/(nm.km)。
DWDM系统讲义
-10 -20
1.4
1.5
1.6
1.7
Wavelength (µm)
Dispersion (ps/nm-km) (ps/nm
G652 SMF
20
单模光纤的色散限制
15
光纤色散系数
D (ps/km/nm)
10 5 0 -5 -10 -15 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700
描述包络传输规律的方程为
∂Ai α = − Ai ∂z 2
衰减
2
+ j
β i 2 ∂ 2 Ai
2 ∂Ti
2
+
β i 3 ∂ 3 Ai
6 ∂Ti 3
2
色散 自相位调制 互相位调制 四波混频 受激散射
− jγ Ai Ai
− jγB ∑ Ak (Tk ) Ai
− jγ slmn Al (Tl ) Am (Tm ) A* n (Tn ) exp(− j∆β lmn z ) ∑
TDM系统 系统
TX TX TX TX TX TX TX TX 120 km EDFA 120 km EDFA 120 km RX RX RX RX RX RX RX RX
DWDM系统 系统
DWDM传输系统基本结构 DWDM传输系统基本结构
λ1 λ2 λN λ1 λ2 λN
OBA OTU OMU
OLA
l ,m ,n
k ≠i
+∑
k
gi,k 2Aeff
Ak (Tk ) Ai
2
单模光纤类型、衰减和色散谱 单模光纤类型、
1.0 0.8 Loss (dB/km)
G653 DSF
Loss (all fibers) EDFA band
DWDM 第1章 概述
► 区分：宽波分复用
& 密集波分复用 & 粗波分复用
WWDM：工作在1310nm、1550nm等波长，应用 场合受限制； DWDM：工作在C、L波段，波长间隔1.6nm ~ 2nm， 工作信道数8--32波以上； CWDM：波长间隔20nm，工作信道数最多16波；
（5）光通道参数； 描述WDM系统的应用代码NWx-y,z N: 最大波长数目 W：传输区段 x：允许最大区段数 y：该波长信号的最大比特率（y=4/16表STM-4/16） z：光纤类型（z=2/3/5代表G.652/G.653/G.655光纤）
例：分析该代码32V3-16,2所代表的含义， 并计算该代码对应系统的容量。
► 1.4.2光传送网OTN的分层结构
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电层 电层 电层 电层 光层 光层 光层 物理 层 性质 分层 电路层 低阶通道层 高阶通道层 电复用段层 电再生段层 光通道层 OCh 光复用段层OMS 光传输段层OTS 光纤光缆 内容 对应于PDH、SDH/SONET、ATM、IP、以太网 、PSTN、DDN、分组交换网等客户层业务信号 实现电路规范集合传输功能，组成通道网。 实现电路规范集合传输功能，组成通道网。 对应于电终端设备，实现电信号传输。 对应于电再生设备。 对应于光信号的终结设备。分为OPU k、ODU k 、OTU k三层。 对应于光波长复用设备，实现光信号传输。 对应于光放大器设备。 对应于光纤光缆G.652+DCF、G.655光纤
► 一个有线路放大器WDM系统的应用代码：
应用 4波长 8波长 16波长 32波长 远距离区段L 4L5-y.z 8L5-y.z 16L5-y.z 32L5-y.z 4L8-y.z 8L8-y.z 16L8-y.z 32L8-y.z 很远距离区段V 4V3-y.z 8V3-y.z 16V3-y.z 32V3-y.z 4V5-y.z 8V5-y.z 16V5-y.z 32V5-y.z
DWDM培训[1]
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• 单信道功率Pi=5dBm
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DWDM培训[1]
光纤传输技术
光纤的基本知识
• 应用的多为单模光纤，特点是损耗低、带宽大、成本低
• 现在波分复用技术（WDM）通常专指密集波分复用技术（ DWDM）。
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DWDM培训[1]
DWDM与TDM的区别
发射端
电再生
l1
T
接收端
R
TDM:单纤单波长 电再生
电复用
电解复用
l1 l2 lN
DWDM:单纤多波长 全光放大
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l1
l1
l2
l2
lN
lN
光纤放大器
光复用器
光解复用器
• G.691 —— 带有光放的SDH单信道的速率到
达
STM-64系统的光接口；
• G.692 —— 带有光放的多信道系统的光接口。
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DWDM培训[1]
小结：DWDM系统的特点和优势
• 一纤多波，大容量 ； • 透明传输，业务包容性强 ； • 经济和节省投资； • 可与OTN接轨，代表发展方向 ； • 系统的技术重点在于光路，它是多波长光信号
目前使用: C波段：1525~1565nm 正在开发: L波段：1570~1620nm S波段：1400nm波段
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WDM和DWDM的关系
• DWDM—— Dense Wavelength Division Multiplexer
• 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。
DWDM培训
2020年5月22日星期五
一、DWDM系统概述
二、光纤传输特性 三、DWDM系统关键 技术
— 光源技术
— 光波分复用器和解复用器技术 — 光转发技术 — 掺铒光纤放大器（EDFA）技术 — WDM系统的监控技术
一、DWDM系统概
述
DWDM定义
l1 l2 lN
l1
l1
l2
l2
lN
lN
光纤放大器
光复用器
光解复用器
• WDM—将携带不同信息的多个光载波复合到一根光纤中进行 传输(早期使用1510/1310两波长系统）
• DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）
在1550nm概念
WDM技术的发展历史
WDM技术的发展历史
DWDM技术发展趋势
IP ATM
SDH
SDH ATM IP 其它 Open Optical Interface
DWDM
光纤物理层
DWDM技术发展趋势
l1
l1
点对点DWDM传输
l2
l2
lN
lN
可配置 OADM 可重构OXC
li li
lk lk
OXC
光通信的三个发展阶段
• 理论上，WDM可以利用的单模光纤的带宽可以达到 200nm，约为25THz，在波长间隔为0.8nm时，理论上 可以开通200多个波长，为WDM的应用和发展提供了 广阔的前景
•G.652光纤：常规单模光纤，又称色散未位移单模光纤；
（1310性能最佳，0色散，低损耗） • G.653光纤：色散移位光纤；(1550nm性能最佳，0色散，容易
• DWDM—— Dense Wavelength Division Multiplexer
WDM基础理论讲课文档
光转发器技术
❖ WDM光的发射是采用光转发器（OUT）技术，OUT是WDM的关 键技术之一。开放式WDM系统在发送端采用OTU将非标准的 波长转换为标准波长，如图是一个OTU的示意图，该器件 的主要作用在于把非标准的波长转换为ITU-T所规范的标 准波长，以满足系统的波长兼容性
❖ 1）光分插复用器(OADM) ❖ 2）光数字交叉连接器（OXC）
现在三十二页，总共四十三页。
WDM网络的保护
❖ 1.WDM系统线路保护方式 ❖ WDM系统线路保护主要有两种保护方式：一种是
基于单个波长的保护，即在SDH层上实现1+1或 1：n 保护；另一种是基于光复用段的保护（OMSP),即在 光路上同时对合路信号进行保护
❖ 1) 线性串扰 ❖ 2) 非线性串扰
现在三十八页，总共四十三页。
四波混频现象
❖ 四波混频(Four Wave Mixing，FWM)是指两个 以上不同波长的光信号在光纤的非线性影响 下，除了原始的波长信号外还会产生许多原 始波长之外的混合成分(或叫边带)。
现在三十九页，总共四十三页。
1.复用路数与波长范围的选择
❖
❖ （1）基于单个波长的、在SDH层上实现的1+1或1： n保护
❖ （2）光复用段保护（OMSP）
现在三十三页，总共四十三页。
❖ 2.WDM环网的保护
❖
❖
❖ （1）WDM环形网络的分类
❖ 按自愈环结构来划分，可分为通道倒换环和复用段 倒换环
❖ 按进入环和由分路节点返回的支路信号方向是否相 同，划分为单向环和双向环
现在二十八页，总共四十三页。
❖ ② 光通道网络 ❖ 光通道网络是基于波长路由的网络，它
光密集波分复用（DWDM）技术（第一讲）
光密集波分复用（DWDM）技术（第一讲）
桑立新
【期刊名称】《山东通信技术》
【年(卷),期】2000(000)003
【摘要】DWDM技术这几年在我国光缆干线和一些省内干线得到了广泛的应用,
发展十分迅速,有着广阔的前景。
为了我省电信行业的人员对其更加熟悉,我们介绍
此项技术,以期有所帮助。
本篇文章共分以下内容:一、产生的背景和主要技术特点。
二、DWDM技术的基本原理。
三、DWDM光电器件的种类及其主要原理。
四、DWDM的指标测试和方法。
五、DWDM的技术应用。
六、DWDM的网管。
【总页数】7页(P45-51)
【作者】桑立新
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.11
【相关文献】
1.DWDM密集波分复用系统光放大器种类及应用探析 [J], 王春丽;王喆
2.光密集波分复用(DWDM)技术(第三讲)--DWDM的测试指标和方法 [J], 桑立新
3.光密集波分复用(DWDM)技术(第四讲)--DWDM的技术应用 [J], 桑立新
4.光密集波分复用技术（第二讲）—DWDM的系统网管 [J], 桑立新
5.密集波分复用(DWDM)系统中的光放大器 [J], 蔡武
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第1.4章 光源 章
光源的基本要求 1、谱线宽度较窄（因为色散，参考教材） 2 、 波 长 稳 定 （ 1 5 5 2 . 5 2 nm+/0.4OR0.8nm)50/100GHz 3、波长可微调，一般在硬件上调整 4、具有一定的波长稳定性
第1.5章 EDFA &光纤 章 光纤 选型
1、EDFA的工作原理 a、见教材P1-5 and P2-1 b、参考教材P1-6手写的部分 2、光放大器的作用 1、实现长距离的传输 2、整体补偿线路衰耗 3、可以同时放大多个波长 4、设备器件少，结构简单 5、但是——噪声同时被放大P1-6
各单元盘功能——IAOLRP& OTCTL
IAOLRP (LDA3) 电路板 IAOLRP电路盘主要功能是 在内部连接面板上的接 口和TOHCTL 路板之 间建立联系.——接网 —— 管系统 OTCTL (LUD1)电路盘 (LUD1)电路盘 OTCTL电路盘主要功能——控 制和监视光波长转换单元盘。 控制其面板上的灯,可以监测 到硬件和软件的故障,当测试 到故障时,会重新启动,面板灯 会亮起来。
TLM 1A 1——16 Drop Side Signals O D U 1B Optical Line Signals OA 1B
1A-RCV终端硬件配置图
Interconnection Panel Fuse Panel Or User Panel
T L M O D U O M U
TLM TLM TLM TLM 1A 1B 2A 2B
Dual Facing终端硬件配置图
Interconnection Panel
I A O L R P T L M T L M O D U O M U O M U O D U
Fuse Panel Or User Panel
TLM TLM TLM TLM 1A 1B 2A 2B
1A
ODU/OMU 1B 2A 2B
单元盘FAULT灯含义
TOHCTL的FAULT灯闪亮 闪亮表示输入的IAOLAN 闪亮 信号失效 SYSMEM的FAULT灯闪亮 闪亮表示SYSMEM单元 闪亮 盘存储的内容和SYSCTL中的内容不 相同或者表示SYSMEM中数据毁坏 SYSMEM 闪亮表示输入的信号 OTU或OTPM的FAULT灯闪亮 闪亮 失效 OA、OPS、TLM的FAULT灯闪亮 闪亮表示输入信 闪亮 号失效。
各单元盘功能——OUT（1）
主要功能是——3R功能 （Retiming-Reamplify-Reshape） 接收功能：
O-E转换 接收STM-16 信号 STS-48(E) 3R作用 STS-48(E) 16*155.52M
监视B1和 STM-16的J0字节
各单元盘功能——OUT（2）
主要功能是——3R功能 （Retiming-Reamplify-Reshape） 发送功能： 1、结合TONE信号和来自接收端的 STS-48信号 2、将结合的信号调制成特定波长 特定波长（频 特定波长 率）的STM-16信号输出
各单元盘功能
1、OMU 2、ODU 3、OA 4、OPS
第四章 常见故障分析
1、收光功率过低 2、维护信号简介和OPS简介 3、db和dbm的理解（见笔记本）
第五章 环保护特性简介
各单元盘功能——SYSCTL
SYSCTL是系统的主控制器， SYSCTL是系统的主控制器，完成系统的管理控制 是系统的主控制器 和性能监测，并提供用户接口。 和性能监测，并提供用户接口。 SYSCTL 电路盘的主要功能 电路盘的主要功能: 存储系统执行代码和数据. 执行系统范围内的维护和性能监控. 供电时自动重启动系统. 保持适时时钟. 执行自我监测 控制SYSCTL和SYSMEM盘的发光二极管.
各单元盘功能——TLM（1） （ ）
1、提供155M的双向接口，用于接入用 户维护信号； 2、对光线路执行性能监测功能； 3 3、产生TONE信号 TONE 4、具体功能描述如下：
定时+开销 维护信号STM-1 STS-3（E） 3*STS-1 IS-3 Nhomakorabea送OA盘
各单元盘功能——TLM（2） （ ）
第1.6章 影响波分复用系统的几 章 个要素
1、色散 不同波长传播速度不同，将脉冲展宽，从而 产生误判——误码 2、非线型效应 光纤对信号的极化响应呈非线形——主要有 自相位调整、交叉相位调整、四波混频—— 使躁声和有用信号可以比较——失真 3、长途传输中的累积效应 自发辐射躁声、增益不平坦导致信躁比降低 、抖动 总结——传输距离有所限制22db*8
TLM 1A
TLM 1A
OA 1B
Optical Line Signals
第三章 OLS80G单元盘描述 单元盘描述
1、用户面板LED灯含义 2、单元盘FAULT灯含义 3、单元盘分类 4、各单元盘的功能
用户面板LED灯含义
●LED亮红色 红色表示严重告警(CR)和主告警(MR) 红色 黄色表示次要告警(MN) 亮黄色 黄色 ●ABN指示灯亮黄色 黄色表示有一个暂时影响业务的 黄色 告警 存在 ●NE ACTY指示灯亮黄色 黄色表示本地终端或中继有 黄色 告警 ●FE ACTY指示灯亮黄色 黄色表示远端终端或中继有 黄色 告警必须使用命令SECURITY-ENTER-FAR END激活远端参数报告功能. 切断告警(切断的只是音频告警, ●ACO按钮用于切断 切断 其它告警灯不会有变化) ●若有-48V电源，PWR ON指示灯亮绿色 绿色. 绿色
OA
OA
OA
OA
T O H C T L
S S Y Y S S
C T L M
E
M
OA 1A
OA 1B
OA 2A
OA 2B
Dual Facing终端系统原理图
OA 1A O D U 1A TLM 1A TOHCTL
1——16 DropSide Signals
Optical Line Signals
O M U 2A
(LDA4)电路盘 监控电路盘) 电路盘( TLM (LDA4)电路盘(监控电路盘) TLM电路盘传输用户维护信号和监控信号 电路盘传输用户维护信号和监控信号, TLM电路盘传输用户维护信号和监控信号, CERNET项目和CNC项目中使用的 项目和CNC 在CERNET项目和CNC项目中使用的 LDA4这种TLM盘的传输速率 2.048 LDA4这种TLM盘的传输速率 这种TLM Mbps,监控信道波长为 Mbps,监控信道波长为 1510 nm. •在TLM电路盘发送器和接收器的曼彻 在TLM电路盘发送器和接收器的曼彻 斯特CODEC(多媒体数字编解码器) CODEC(多媒体数字编解码器 斯特CODEC(多媒体数字编解码器) 接 口进行波特率信号和比特非回零形式 信号的转换. 信号的转换. •数据要经过时钟和信号重整电路进行 数据要经过时钟和信号重整电路进行 重整, 时钟为收到的信号提供定时, 重整, 时钟为收到的信号提供定时,发 送的信号由本地震荡器提供时钟. 送的信号由本地震荡器提供时钟.
各单元盘功能——SYSMEM
系统存储电路盘(SYSMEM (LEA2) ) 系统存储电路盘 SYSMEM盘为系统存储系统程序和数据；提供非 挥发存储器.同时也含有站告警电路和处理器并 行输入/输出电路. 功能如下: 功能如下: 存储系统程序和数据 站告警接口 控制用户面板发光二极管 并行监控接口 用户定义的杂项接口 存储系统软件和其他配置的数据;
单元盘分类
OLS80G主要系统控制单元盘 -系统控制器（SYSCTL）LEA1 -系统存储器（SYSMEM）LEA2 -支路开销控制器（TOHCTL）LEA5，LEA102 -光转换控制器（OTCTL）LUD1 -本地网络接口单元（IOALRP） OLS80G主要传输单元盘 -遥信单元盘 TLM -光放大器（OA）LEA6，LEA7，LEA7B， LEA104， -合波器（OMU）505A，506A -分波器（ODU）605A，606A，606B -光倒换单元（OPS）LEP1
TLM TLM TLM TLM 1A 1B 2A 2B
1A
ODU/OMU 1B 2A 2B
OA
OA
T O H C T L OA 2A OA 2B
S S Y Y S S
C T L M
E
M
OA 1A
OA 1B
1A-TX终端系统原理图
1——16 Drop Side Signals O M U 1A OA 1A Optical Line Signals
1A
ODU/OMU 1B 2A 2B
OA
OA
T O H C T L OA 2A OA 2B
S S Y Y S S
C T L M
E
M
OA 1A
OA 1B
1A-RCV终端系统原理图
1——16 Drop Side Signals O D U 1A Optical Line Signals OA 1A
TLM 1A 1——16 Drop Side Signals 1B O M U Optical Line Signals OA 1B
波分复用技术的原理
第1.3章 波分复用器件 章
波分复用器件是波分复用系统的核心部件 ，都是无源器件，只是利用光的物理性，其 过程是可逆的。
共分4类—— 1、光栅型WDM——高分辨的波长选择作用 2、薄膜滤波器型WDM 3、溶锥型WDM——插入损耗小，无需波长选择器件， 简单适合批量生产，具有较好的通带和温度稳 定性 ；小于32，；尺寸大。 4、集成光波导型WDM——重复性好，适合批量生产， 尺寸小等（参考教材P1-3）利用图解更好。
ODU/OMU 1B 2A 2B T L M T L M
TLM TLM TLM TLM 1A 1B 2A 2B
1A
OA