光纤通信波分复用系统的研究与设计

武汉工程大学邮电与信息工程学院

毕业设计（论文）

光纤通信波分复用系统的研究与设计

Research And Design Of Optical Fiber Communication Wavelength Division Multiplexing System

学生姓名谭辉

学号1030210221

专业班级通信技术1002（光纤通信方向）

指导教师陈义华

2013年5月

作者声明

本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注的地方外，没有任何剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或组织的科研成果及专利。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。

毕业设计（论文）成果归武汉工程大学邮电与信息工程学院所有。

特此声明。

作者专业：

作者学号：

作者签名：

____年___月___日

摘要

20世纪90年代以来光纤通信得到了迅速的发展，光纤通信中的新技术也在不断涌现，其中波分复用技术就是光纤通信中重要的技术之一。波分复用(WDM)是在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术。

本文首先介绍了光纤通信的发展、特点、基本组成和波分复用技术(WDM)的基础知识、应用状况及目前存在的问题和发展状况，其中重点介绍了稀疏波分复用(CWDM)技术和密集波分复用(DWDM)技术的特点及其应用。其次深入分析了波分复用技术的基本原理与基本结构，同时深入分析了WDM系统的基本形式和主要特点及存在的问题，最后对现在的WDM的发展方向和前景做了进一步的探讨。

关键词：光纤通信；波分复用；技术研究

目录

第1章绪论 (1)

1.1光纤通信技术和波分复用技术的发展现状与趋势.............. 错误!未定义书签。

1.1.1光纤通信技术的发展 (1)

1.1.2 波分复用技术的发展 (2)

1.2本论文研究的内容 (3)

第2章波分复用技术 (4)

2.1WDM技术简介 (4)

2.2波分复用技术的特点 (5)

2.3光滤波器与光波分复用器 (6)

2.4波分复用在光纤中的应用 (8)

第3章WDM的结构设计 (9)

3.1WDM系统的基本形式 (9)

3.2WDM系统的基本结构 (10)

3.3WDM技术的主要特点 (12)

3.4WDM技术目前存在的问题 (12)

3.5WDM的发展方向和前景 (13)

第4章总结与展望 (15)

参考文献 (16)

致谢 (17)

附录主要英文缩略语对照表 (18)

第1章绪论

1.1 光纤通信技术和波分复用技术的发展现状与趋势

1.1.1光纤通信技术的发展

光纤通信是以信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，给世界通信技术乃至国民经济、国防事业和人民生活带来了巨大变革。

光纤通信的发展可以分为以下几个进程：

第一代光纤通信系统，是以1973-1976年的850nm波长的多模光纤通信系统为代表。

第二代光纤通信系统，是70年代末，80年代初的多模和单模光纤通信系统。第三代光纤通信系统，是80年代中期以后的长波长单模光纤通信系统。

第四代光纤通信系统，是指进入90年代以后的同步数字体系光纤传输网络。

1966年，英籍华人高锟预见利用玻璃可以制成衰减为20db/km的通信光导纤维。当时，世界上最优秀的光学玻璃衰减达1000db/km左右。1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20db/km的光纤。同一年贝尔实验室研制成功室温下可以连续工作的半导体激光器，其体积小、重量轻、功耗低、效率高，是光纤通信的理想光源。从此，光纤就进入了实用化的发展阶段，世界各国纷纷开展光纤通信的研究。

此后，又分别在北京、上海、武汉、天津等地建立了现场试验系统，特别是1983年建成的链接武汉三镇的8Mbit/s，1985年扩容为34Mbit/s的数字光纤传输系统的开通使用，是中国的光纤通信开始走向实用化阶段。1988年起，国内光纤通信系统的应用从多模向单模发展，建成了扬州之高邮全长75KM的单模光纤传输系统，传输速率为34Mbit/s。1994年后，除极少数干线采用622Mbit/s系统外，大多数干线直接采用2.5Gbit/s系统、10Gbit/s系统和波分复用系统。截止到1998年底，中国公用邮电通信网已完成了连接全国31个省、市、自治区的“八纵八横”骨干光缆传输网建设，铺设的长途和本地中继光缆总长度为100万公里。现在，

我国光纤通信产业已初具规模，能够生产光纤光缆、光电器件、光端机及其他工程应用方面的配套仪表器件等。由此可见，中国已具有大力发展光纤通信的综合实力。今后的光纤通信将主要在以下几个方面发展：

（1）输体质从准同步体系向同步数字体系过渡；

（2）由单波通道向多波通道过渡；

（3）用户网的光纤化；

（4）光交换节点将取代电交换节点；

（5）相干光纤通信是未来的光纤通信方式；

（6）孤子通信与全光系统。

光纤通信与电通信相比，主要区别有两点，一是以很高频率的光波作载波；二是用光纤作为传输介质。基于以上两点，光纤通信具有以下优点：（1）传输频带极宽，通信容量很大；

（2）由于光纤衰减小，中继距离长；

（3）串扰小，保密性好，信号传输质量高；

（4）光纤抗电磁干扰能力强；

（5）光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；

（6）光纤是石英玻璃控制成型，原材料来源丰富，并节约了大量有色金属。

由于光纤具备一系列优点，所以广泛应用于公用通信、有限电视图像传输、计算机、空航、航天、船舰内的通信控制、电力及铁道通信交通控制信号、核电站通信、油田、炼油厂、矿井等区域内的通信。

1.1.2波分复用技术的发展

两波长WDM(1310/1550nm)80年代在AT&T网中使用。90年代中期，发展缓慢，从155M －622M － 2.5G－10G TDM，技术的相对简单性和波分复用器件的发展还没有完全成熟，到1995年开始高速发展。

我国光通信的先行者武汉邮电科学研究院研制的波分复用技术，为光网络传输提供了实现“高速信息公路”的可能。1997年，武汉邮电科学研究院承担了具有国际领先水平的波分复用光网络技术的研究与开发。