光同步传送网及波分复用系统
第八章 光波分复用系统
8.2.3 WDM系统波长规划
表8-4 32通路DWDM系统中心频率
序号 1 2 3 …… 标称中心频率（THz） 标称中心波长（nm） 192.10 192.20 192.30 …… 1560.61 1559.79 1558.98 ……
30
31 32
195.00
195.10 195.20
37
8.1 波分复用原理
提高光纤通信系统的容量的方法包括时分复用（ TDM ）、 波分复用（WDM）、空分复用（SDM）、模分复用（MDM） 和极化复用（PDM）等 最常见的 TDM 方法的主要缺点是当电信号的传输速率达 到较高等级（如10Gbit/s或更高时），对于光器件（如激光 器和调制器）的开关速率等性能要求较高，实现难度较大， 同时光纤中的色散和非线性等也限制了调制信号的速率。 波分复用（ WDM ）为代表的多信道光纤通信系统成为实 现大容量传输的主要技术方案之一。
图8-2 双纤单向传输WDM系统 可以方便地分阶段动态扩容，可以根据实际业务量的需要
15 逐步增加波长来实现扩容，是目前最主要的应用形式。
8.1.2 WDM系统的应用形式
λ1
Tx1
复 用
Txn
λn
器
λ1······λ1n
解 复 用 器
λ1
Rห้องสมุดไป่ตู้1
λn
Rxn
λn+1
光纤放大器 解 复 用 器
复
Rxn+1
第8章 光波分复用系统
本章要点
本章主要介绍以波分复用（WDM）为代表的多 信道光纤通信系统及其关键技术，以及光时分复用 （OTDM）技术原理。
2
WDM系统和SDH系统的关系
在光网络传送层的关系：WDM系统与SDH系统均属于传送网 层，二者都是建立在光纤传输媒质。SDH系统是在电通道层上 进行的复用、交叉连接和组网，而WDM系是在光域上进行的复 用、交叉连接和组网。 对承载信号复用方式的区别：SDH是基于单波长（一根光纤 传输一个波长光路）的时分复用（TDM）系统；WDM技术在一根 光纤中同时传输不同波长的多个光载波信号，为FDM系统，充 分利用光纤带宽资源，增加系统传输容量。 信号的光接口标准：SDH设备的光接口符合ITU-T G.957和 G.691建议，该标准对工作中心波长没有特别规定。在WDM系统 中，光接口必须满足ITU-T G.692建议。该建议规定了每个光 通路的参考频率、通路间隔、标称中心频率（即中心波长）、 3 中心频率频率偏差等参数。
传输技术、体系、设备专有名词解释
SDH（SynchronousDigital Hierarchy，同步数字体系），是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。
SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络MSTP（Multi-Service Transfer Platform）（基于SDH的多业务传送平台）是指基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。
MSTP系列设备为城域网节点设备，是数据网和语音网融合的桥接区。
MSTP可以应用在城域网各层，对于骨干层：主要进行中心节点之间大容量高速SDH、IP、ATM业务的承载、调度并提供保护；对于汇聚层：主要完成接入层到骨干层的SDH、IP、ATM多业务汇聚；对于接入层：MSTP则完成用户需求业务的接入。
MPLS多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching，）是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由地址、转发和交换等能力。
更特殊的是，它具有管理各种不同形式通信流的机制。
MPLS是利用标记（label）进行数据转发的。
当分组进入网络时，要为其分配固定长度的短的标记，并将标记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换节点仅根据标记进行转发。
MPLS独立于第二和第三层协议，诸如ATM和IP。
它提供了一种方式，将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。
它是现有路由和交换协议的接口，如IP、ATM、帧中继、资源预留协议（RSVP）、开放最短路径优先（OSPF）等等。
T-MPLS（TransportMPLS）是一种面向连接的分组传送技术，在传送网络中，将客户信号映射进MPLS帧并利用MPLS机制（例如标签交换、标签堆栈）进行转发，同时它增加传送层的基本功能，例如连接和性能监测、生存性（保护恢复）、管理和控制面（ASON/GMPLS）。
波分复用在光纤网中的应用
波分复用在光纤网中的应用（贺葵）
摘 要 本文简述了波分复用的基本概念；介绍了密集波分复用（DWDM）技术的发展；概要说明了目前光缆通信干线工程中所采用的DWDM技术。关键词 波分复用 密集波分复用 光缆通信 光纤放大器 同步数字体系 近几年随着多媒体通信的发展和计算机技术的广泛应用，信息交流的领域范围不断扩大，网络通信容量急剧增加，因而不断增加电信网络容量变得越来越重要。采用密集波分复用（DWDM）技术可在不投入大量资金的情况下，在原有单模光纤上提供更多的传输通道，且DWDM系统的建设周期短，能更好地实现信息传输的多元化，以较短的时间实现对光缆通信传输网的扩容，充分满足社会各界对各种带宽业务的需求。开发式的密集波分复用（DWDM）网络不仅采用光技术进行传输，而且通过光波长选择器件将不同波长的不同光信号合并和分离，在节点处实现光复用和光去复用，突破了电路的处理速度，为实现全光网络奠定了基础。1 波分复用（WDM）的原理 波分复用（WDM）就是将一系列载有信息的光载波，在光频域内以1至几百纳米的波长间隔合在一起沿单根光纤传输，在接收端再用一定的方法将各个不同波长的光载波分开的通信方式。 由于每个不同波长信道的光信号在同一光纤中是独立传输的，因此在一根纤芯中可实现多种信息的传输，如声音、数据、文本、图形和影像。它能充分利用光纤宽带的传输特性，使一根光纤起到多根光纤的作用。 WDM扩容方案充分利用了光纤的带宽，可以混合使用各种速率，各种数据格式和各厂家的设备（开放式系统）；可以通过增加新的波长和特性，非常方便地扩充网络容量，以满足用户的要求。对于2.5Gbit／S以下速率的WDM，目前的技术已经完全可以克服由于光纤色散和光纤非线性效应带来的限制，满足对传输距离的各种要求，并且已经在我国的部分通信干Байду номын сангаас应用。当然，目前WDM光传输系统只适用于点到点的传输，如何在网络环路中使用，如何实现光网络层上的保护还需进一步研究。 在光缆通信干线传输网上采用WDM系统具有以下优点。 （1）可充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波传输容量增加几倍至几十倍。 （2）对于早期敷设的芯数不多的光缆，采用WDM进行扩容可不必对原有系统作较大的改动。 （3）由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输完全不同特性的信号，完成各种电信业务（包括数字信号和模拟信号）的综合和分离，以及PDH和SDH信号的综合与分离。 （4）利用DWDM选择路由技术实现网络交换和恢复，为实现未来透明的、具有高度生存性的光网络奠定了基础。2 密集波分复用（DWDM）系统 在一根光纤内同时使用两个窗口的系统（一个为1310nm波长，另一个为1550nm波长）一般称为宽带波分复用（W－WDM）系统。而在1550nm窗口的1540nm－1565nm波长范围内，按一定间隔分为多个波道（目前以8波段和16波段为主），每个波道传输一个系统，称为密集波分复用系统（WDM）。 DWDM系统主要由合波器、分波器和接饵光纤放大器（EDFA）等组成。 EDFA可以对波长在1530nm－1565nm范围内的光信号同时进行放大。在DWDM系统中，EDFA又可分为功率放大器（BA）、前置放大器（PA）及线路放大器（LA）。2.1 开放式、集成式密集波分复用系统 波分复用系统可分为两种：开放式DWDM系统和集成式DWDM系统。 开放式DWDM系统采用波长转换器（简称OTU），将目前使用的SDH系统的2.5Gbit／S光接口，即ITU—T的G.957建议的光接口变换成指定的频率，并符合ITU－T的G.692建议的光接口。 开放式DWDM系统的主要优点是：目前光缆通信干线传输网上已采用的2.5Gbit/S SDH设备均可接入DWDM系统中，DWDM系统的生产厂商的产品可以与SDH的多生产厂商的产品兼容；对于建成后的开放式DWDM系统，在工程中尚未配置2.5Gbit/S SDH传输设备的光通道，将来扩容时2.5Gbit／s SDH传输设备的选型可以不受限制。随着非话业务的迅速发展，将来IP路由器、 ATM交换机等均可直接接入。开放式DWDM系统不足之处是成本较高。 在集成式DWDM系统中，2.5Gbit／S SDH传输设备的光接口符合指定的频率，并符合ITU－T的G.692建议的光接口，即 2.5Gbit/SSDH传输设备的光接口为符合DWDM系统要求的光接口。其主要优点是省去了OUT，可以降低成本。集成式8个波长的DWDM系统的2.5Gbit／S SDH传输设备由于中心波长偏移等指标的限制，仅能用在相关生产厂家8个波长的DWDM系统上，设备的重复利用性较差。2.2 EDFA 这里的光纤放大器是指波长1．55μm窗口使用的掺饵光纤放大器。光纤放大器对于光纤通信来说具有革命性的作用，因为它避免了光／电与电／光转换过程，可以更好地满足大容量、长距离全光传输的要求。EDFA主要由掺饵光纤、泵浦光源、耦合器、隔离器等组成。它利用掺饵光纤的非线性效应，泵浦光输入到惨饵光纤中，当有信号光输入时，辐射光的相位和波长会自发地与信号光保持一致，这样在输出端就可得到功率较强的光信号，实现了对光信号的放大。EDFA具有高增益、低燥声、频带宽、不会引起串扰等特点。按其具体应用场合可分为功率放大器（BA），前置放大器（PA），线路放大器（LA）。BA是将EDFA放在发射光源之后对信号进行放大。 LA是将 EDFA直接插入到光纤传输链路中对信号进行放大的应用形式。在长距离光纤传输系统中，线路放大器可代替再生中继器用来进行光功率的补偿。PA也称预放大器，用于光接收机前对接收到的光信号进行预放大。3 密集波分复用技术的应用3.1 国内外应用情况 随着线路放大器的研究、开发，密集波分复用技术逐步趋于成熟，美国的一家电信公司，1996年4月推出8个波长的DWDM系统，同年10月推出16个波长的DWDM系统；1998年1月推出40个波长的DWDM系统。目前，实验室的DWDM系统已达到了数百个波长。美国的长途通信公司和Qwest通信公司联合投资20亿美元采用DWDM技术正在兴建全美SDH光纤通信网，传输速率在2.5Gbit/s-20Gbit/s之间。预计到2000年，我国将建成一个以DWDM传输系统为主，沟通各大区交换中心的大容量光缆通信干线传输网。我国光缆通信干线传输网将采用8X2.5Gbit/S单纤单向的DWDM系统，近几年仍采用G.652光纤，光监控信道波长取1510nm，监控速率为2Mbit/s。DWDM的线路保护主要有采用在SDH层面上保护和光网络层的保护两种方式。由于光网络层上的保护目前很难达到，因此目前的线路保护方式只能采用在SDH层面上的保护。 由于LA仅是对光纤中的光信号进行增益补偿，并不还原成电信号，因此DWDM系统一般均设置自身独立使用的光监控信道（OSC），将LA的故障数据和运行状态等情况，通过OSC传送给网管系统，以便对DWDM系统进行实时监视，同时也解决了LA之间的公务联络问题。另外，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。目前采用DWDM系统的工程中首先选用1510nm波长、2Mbit/S信号速率的OSC信号。3.2 光纤的选择 G.652光纤又称色散未位移光纤，是目前使用最为广泛的单模光纤。G.652是1310nm波长性能最佳的单模光纤，它同时具有1310nm和1550nm两个窗口。以前的PDH系统利用的就是1310nm零色散窗口，SDH系统则是利用1550nm最小衰减窗口。由于 G.652光纤在我国已大量敷设，因此利用原有的光纤采用DWDM技术实现超高速传输是当前的首选方案。 G.653光纤又称色散位移光纤，零色散窗口为1550nm，它在1550nm窗口同时具有最小色散和最小衰减，此种光纤在我国也有少量使用，它是单波长系统的最佳选择，但是由于高速传输的串扰现象使多路WDM系统很难开通，而WDM技术在传输网上的使用将是大势所趋，因此在我国已不提倡使用G.653光纤。 G.655光纤又称非零色散位移光纤，它是为了克服G.653光纤严重的4波混频而设计的一种新型光纤。对G.653光纤的零色散点进行了搬移，使1530nm－1550nm区间的色散值保持较低的水平，从而可方便地开通DWDM系统。G.655成功地克服了G.652的色散受限和G.653无法开通WDM的缺点，升级非常灵活，既可以采用TDM系统也可以采用WDM技术，从理论上讲G.655光纤的传输容量可达到1Tbit/S以上。但光纤价格较贵，采用该光纤的光缆价格为常规光缆的1.5倍。摘自《电信工程技术与标准化》
SDH传输网
第五章光传输网通常传输网是将信息信号通过具体物理媒介传输的全部设备和设施的集合，而传送网是指在不同地点之间传递用户信息的全部功能集合，包括传送送功能和控制功能。
由二者定义可知，传输网与传送网是存在一定区别的。
有一些书上，也将传输网的概念归纳为全部实体网和逻辑网，本章将从物理实体和逻辑实体两个角度，对光传输网的有关知识作一些简单介绍。
§5.1 光同步数字（SDH）传输网80年代中期以来，由于光纤通信在通信网中的大规模应用，光通信技术也随之得到迅速的发展，从而使得光纤通信中的准同步数字系统（PDH），越来越不能够适应其通信网的发展和用户要求的提高。
光传输网络面临重大的改革问题，这就使得光同步数字（SDH）传输网应运而生。
5.1.1 SDH传输网的概念1、SDH网的定义SDH网是指由一些SDH网元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输，复用分插和交叉连接的网络。
SDH的概念最早由美国贝尔通信研究所提出，称为SONET（同步光网络），国际电信联盟标准部（ITU-T）于1988年正式接受了这一概念并重新命名为SDH。
目前，ITU-T已对SDH的比特率、网络节点接口、复用结构、复用设备、网络管理、线路系统和光接口、信息模型、网络结构和抖动性能、误码性能和网络保护等提出相关标准化建议。
2、SDH网的特点与PDH相比，SDH主要有以下特点：（1）使北美、日本和欧洲三个地区性标准在STM—1及其以上等级获得了统一，真正实现了数字传输体制上的世界性标准。
（2）SDH 采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，只需利用软件即可使高速信号一次直接分插出低速支路信号，使得网络结构和设备都大大简化，而且数字交叉连接的实现也比较容易。
（3）具有标准统一的光接口，简化了硬件，缓解了布线拥挤，改善了网络的可用性和误码性能。
（4）SDH 帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的运行、管理维护能力都大大加强。
（5）SDH 网具有良好的兼容性，与现有网络能够完全兼容，使SDH 可以支持已经建起来的PDH 网络，同时SDH 网还能容纳像ATM 信元等各种新业务信号。
第6章_波分复用.
2．OXC
(2) OXC ① 基于WDM技术和空分复用技术的OXC ② 基于空分技术和可调光滤波器技术的OXC ③ 基于分送耦合开关的第一类和第二类OXC ④ 基于平行波长的开关的OXC ⑤ 完全基于波长交换的OXC
2．OXC
• 图6-25 OXC的一般结构
2．OXC
• 图6-26 WDM技术和空分复用技术相结合的 OXC的结构
(1) (2)
2．网络生存性策略——保护和 恢复 （1）保护恢复技术分类 • 按网络中所使用的协议层次进行划分：
– – – – IP层恢复技术 ATM SDH层恢复技术 光层恢复技术
• WDM网络的恢复方案又可分为保护倒换和利用 OXC
2．网络生存性策略——保护和 恢复 (2) • 冗余度是指网络中总的空闲容量与总工作容量 • 恢复率是指已恢复的通道数占原来失效的总通
6.2 光波分复用技术
6.2.1 WDM、DWDM和CWDM 6.2.2 WDM的特点 6.2.3 WDM与光纤 6.2.4 WDM对光源和光电检测器的要求
6.2.1 WDM、DWDM和CWDM
• DWDM和CWDM技术实际上它们是同一种技术， 只是通道间隔不同。 • WDM系统的通道间隔为几十纳米以上，例如最 早的1310/1550nm两波长系统，它们之间的波 长间隔达两百多纳米，这是在当时技术条件下 所能实现的WDM • 随着技术的发展，特别是EDFA（掺铒光纤放大 器）的商用化，使WDM系统的应用进入了一个 新的时期。
6.2.4 WDM对光源和光电检测器 的要求 • 图6-5 波长反馈控制原理示意图
6.3 波分复用系统
6.3.1 波分复用系统结构 6.3.2 WDM系统的基本应用形式 6.3.3 WDM系统中的光监控信道
光纤通信系统波分复用系统WDM-共64页课件
中心频率 193.6 193.5 193.4 193.3 193.2 193.1 193.0 192.9 192.8 192.7 192.6 192.5 192.4 192.3 192.2 192.1
4 波系统 * * * *
8 波系统 * * * * * * * *
16 波系统 * * * * * * * * * * * * * * * *
（a）现实的需要性，以2.5Gb／s系统为例， 16波分单向就可达到40Gb／s的传输速率， 这足以满足未来几年的业务需求；
（b）技术的可行性。当前波分复用器件和激 光器元件的技术都满足16个波长以上的复用。
从当前应用上看，WDM系统只用于 2.5Gb／s以上的高速率系统。因而在制定规 范的过程中，我们主要考虑了基于2.5Gb／s SDH的干线网WDM系统的应用，承载信号为 SDH STM-16系统，即2.5Gb/s×N的WDM 系统。对于承载信号为其他格式(例如IP)的系 统和其它速率（例如10Gb/s×N）暂不作要 求。
开放式波分复用系统：就是波分复用器前端 加入波长转移单元OTU，将当前SDH的 G.957接口波长转换为G.692的标准波长光 接口。可以接纳过去的老SDH系统，并实 现不同厂家互联，但OTU的引入可能对系 统性能带来一定的负面影响。
双向WDM系统在设计和应用时必须要考虑几个关 键的系统因素：
如为了抑制多通道干扰(MPI)，必须注意到光反射的影响、 双向通路之间的隔离、串扰的类型和数值、两个方向传输的功 率电平值和相互间的依赖性、光监控信道(OSC)传输和自动功 率关断等问题，同时要使用双向光纤放大器。
l
1 1,
l
1 2,
l
1 3
,l
1 4
PDH→SDH→MSTP→PTN→OTN,光传输网那些事
PDH→SDH→MSTP→PTN→OTN，光传输网那些事1 传输网的演进和结构光传送网的发展历程：传输网主要分为三层：接入层、汇聚层和骨干层。
本地传输网由传输系统、光纤网、管道/光交、汇聚机房组成，其中，传输系统指SDH/PTN/OTN和PON网络。
2 PDHPDH，准同步数字系列。
PDH主要有两大系列标准：1）E1，即PCM30/32路，2.048Mbps，欧洲和我国采用此标准。
2）T1，即PCM24/路，1.544Mbps，北美采用此标准。
原理：PCM脉冲调制，对模拟信号采样，8000个样值每S，每个样值8bit，所以一个话路的速率为64kbps。
E1有32个时隙，TS0用来同步，TS16用来传送信令，其中30路用来传话音信号的，32个话路的速率为2.048Mbps，即PCM基群，也叫一次群。
…，他们的速率是四倍关系。
T1的采样与E1相同，只是有24个话路，其速率为64kbps*24 =1.544Mbps 四个一次群复用为一个二次群，当然一个二次群的速率比四个一次群的速率总和还要多一些，用于同步的码元。
四个二次群复用为一个三次群，依次类推。
E1=2.048、E2=8.448、E3=34.368Mbps ……PDH的缺点：1）没有世界性的标准（欧洲、北美和日本的速率标准不同）。
2）没有世界性的标准光接口规范。
3）结构复杂，硬件数量大，上下电路成本高，也缺乏灵活性。
4）网络运行、维护和管理能力差。
因此，要满足现代电信网络的发展需求，SDH作为一种结合高速大容量光传输技术和智能网络技术的新体制，就在这种情况下诞生了。
SDH随着以微处理器支持的智能网元的出现，使得高速大容量光纤传输技术和智能网络技术的结合，SDH光同步传输网应运而生。
SDH全称为同步数字传输体制，它规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级，接口码型等特性。
同时，SDH 改善了PDH的不利于大容量传输缺点。
SDH的优点：1）速率和光接口统一。
SDH光同步数字传送网
SDH采用同步复用技术 ，使得低速信号能够整 序复用成高速信号，便 于多路低速信号的复用 和调度。
SDH具有标准化的接口 和帧结构，使得不同厂 商的设备能够实现互通 ，降低了网络建设的成 本和维护难度。
SDH具有强大的保护和 恢复机制，能够快速恢 复传输故障，保证信号 传输的可靠性和稳定性 。
SDH支持多种速率和多 种类型的信号传输，能 够灵活地满足各种业务 需求。
随着物联网和云计算的快速发展，SDH可 以应用于数据中心之间的高速互联和大规 模数据传输。
02 SDH的体系结构与设备
SDH网络拓扑结构
环形拓扑
SDH网络最常见的拓扑结构，具有自愈功能，能 够自动切换故障链路，保证通信的可靠性。
星形拓扑
以单个节点为中心，其他节点与其直接相连，便 于管理和维护。
网状拓扑
挑战
集成应用需要解决不同系统间的兼容性和互操作性，以及网络安全和隐私保护等问题；同时，随着技术的不断演 进和发展，需要持续优化和改进集成方案以满足不断变化的市场需求。
06 SDH的未来发展与演进
超高速传输技术
1 2 3
100Gbps技术
随着光纤通信技术的发展，100Gbps的超高速传 输已成为SDH的未来趋势，能够满足日益增长的 数据传输需求。
03 SDH的帧结构与复用方式
SDH的帧结构
01
02
03
04
帧周期
SDH的帧周期为125微秒，即 每秒传输8000帧。
段开销
帧结构中包含段开销，用于传 输维护和管理信息。
管理单元指针
管理单元指针用于指示管理单 元的起始位置。
净荷单元
净荷单元包含传送的数据信息 。
复用方式与映射过程
7.2光波分复用技术
(6) 信道宽度 信道宽度是指各光源之间为避免串扰应具有的波长间隔。
(7) 偏振相关损耗 偏振相关损耗(PDL: Polarization dependent Loss)是指由 于偏振态的变化所造成的插入损耗的最大变化值。
⑦ 美国Qtera 和Qwest: 两个波带4路×10Gb/s和2路×10Gb/s 沿NZDF光纤传输23×105km=2415km, 这个试验虽然WDM路数不 多，但在陆地光缆中却是最长距离。
7.2.3 WDM技术的主要特点
所以双向WDM系统的开发和应用相对说来要求较高，但与 单向WDM系统相比，双向WDM系统可以减少使用光纤和线路 放大器的数量。
3. 光波分复用器的性能参数 光波分复用器是波分复用系统的重要组成部分，为了确保
波分复用系统的性能，对波分复用器的基本要求是： • 插入损耗小 • 隔离度大 • 带内平坦，带外插入损耗变化陡峭 • 温度稳定性好 • 复用通路数多 • 尺寸小等
(1) 插入损耗 插入损耗是指由于增加光波分复用器/解复用器而产生的附 加损耗；
(2) 串扰抑制度 串扰是指其他信道的信号耦合进某一信道，并使该信道传 输质量下降的影响程度，有时也可用隔离度来表示这一程度；
(3) 回波损耗 回波损耗是指从无源器件的输入端口返回的光功率与输入 光功率的比；
(4) 反射系数 反射系数是指在WDM器件的给定端口的反射光功率与入射 光功率之比；
③ 日本富士通(Fujitsu): 128路×10.66Gb/s， 经过C和L波带 （注：C波带为1525～1565nm，L波带为1570～1620nm），用分 布喇曼放大(DRA: Distributed Raman Amplification), 传输距离达 6×140km=840km;
光纤通信_08_光波分复用
3．中心频率偏差
中心频率偏差定义为标称中心频率和实际中心频 率之差
对于信道间隔大于200GHz的系统，各个信道的
偏差应小于信道间隔的1/5 16通道WDM的 系统通道间隔为 100GHz（ 约 0.8nm），最大中心频率偏移为±20GHz 8通道WDM系统的通道间隔为200GHz（约为 1.6nm），为了能向16通道升级，最大中心频率 偏差也为±20GHz
数倍，或整数分之一
如0.4 nm，0.8 nm，1.6 nm等
在可用的1530~1565nm波长范围内，目前广 泛使用的是各个通道频率基于参考频率为 193.1THz、最小间隔为100GHz的频率间隔系
列
2．通道分配表
我国国标《光波分复用系统总体技术要求》中对 32波以及16波、8波的WDM系统的中心波长进
三、SDH与WDM的关系
目前实际应用的WDM系统的客户层信号都是基于 SDH的，也就是N×2.5 （10Gb/s）SDH系统
但并不是说WDM系统只能承载SDH信号
WDM系统的一个最重要特点是与业务无关，也就
是说业务透明
还是IP、ATM信号
它可以承载各种格式的信号，无论是PDH、SDH，
三、SDH与WDM的关系
一、WDM基本概念
目 前 ， WDM 系 统 主 要 指 密 集 波 分 复 用 系 统 （DWDM），应用在1550nm波长区段内，复
用8、16或更多的波长在一对光纤上（也可采用
单纤）构成光纤通信系统 ITU-T 建 议 的 标 准 的 波 长 间 隔 为 0.8nm （ 在 或整数分之一
如0.4nm，0.8nm，1.6nm等
光纤链路的优势是许多不同的波长可以在 1300~1600 nm的光谱带宽内沿一根光纤同时
说明sdh与wdm的含义
说明sdh与wdm的含义
SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。
SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。
WDM（wavelength-division multiplexing），波分复用技术，是新一代的超高速的光缆技术。
所谓波分复用技术，就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传人单模光纤。
在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以双向传输问题，迎刃而解。
根据不同的波分复用器（分波器，合波器X可以复用不同数量的波长。
）。
长途光缆波分复用(WDM)传输系统工程设计规范
前言2000年编制的《长途光缆波分复用（WDM）传输系统工程设计暂行规定》YD/T 5092-2000已使用多年。
近几年，随着光通信技术的快速发展，行业标准也在不断完善，《光波分复用（WDM）终端设备技术要求－16x10Gb/s、32x10Gb/s部分》YD/T 1273-2003、《光波分复用系统（WDM）技术要求－160x10Gb/s、80x10Gb/s部分》YD/T 1274-2003、《波分复用系统（WDM）光安全进程技术要求》YD/T 1259-2003等有关规范陆续出台，原有的部分设备技术也不再适用当前需要。
为适应我国电信业的发展，依据信息产业部信部规函[2004]508号“关于安排《通信工程建设标准》修订和制定计划的通知”的要求，重新修订原规范。
本规范根据我国近些年新建的多条长途光缆WDM工程的设计实践经验进行编制。
本规范对原规范进行了修改、补充、增删和细化。
经反复讨论修改，后经有关部门会审定稿。
本设计规范与《长途光缆波分复用（WDM）传输系统工程设计暂行规定》YD/T 5092-2000的主要差异如下：——增加了10Gb/s WDM系统有关内容；——结合国内的应用情况进行了适当调整；本规范主管单位：信息产业部综合规划司。
本规范具体条文解释单位：京移通信设计院有限公司，地址：北京市西直门内大街126号，邮编：100035。
本规范原主编单位：信息产业部北京邮电设计院。
本规范修订主编单位：京移通信设计院有限公司。
本规范主要起草人：李勇、宋力。
目次前言 ...................................................................................................................................................... １1．总则 ............................................................................................................................................ ３2．名词术语 .................................................................................................................................. ４3．系统制式及系统设计 .................................................................................................................... ６3．1 波分复用光线路系统特性 ................................................................................................ ６3．2 系统组成、分类 ................................................................................................................ ６3．3 光线路系统主光通道接口 ................................................................................................ ７3．4 光通路信号光接口 ........................................................................................................ １２3．5 光通道 ............................................................................................................................ １９3．6 光监控通路 .................................................................................................................... ２０3．7 光纤类型 ........................................................................................................................ ２０3．8 系统结构、系统通路数量配置及通路信号速率选用 ................................................ ２１3．9 站址设置 ........................................................................................................................ ２２3．10 公务联络系统设置 ...................................................................................................... ２３3．11 放大器功率控制 .......................................................................................................... ２３3．12 光性能监测 .................................................................................................................. ２３4．网络管理 .............................................................................................................................. ２４4．1 网络管理分级 ................................................................................................................ ２４4．2 网络管理配置 ................................................................................................................ ２４4．3 网络管理系统的保护 .................................................................................................... ２４5 网络保护 ............................................................................................................................ ２６5．1 网络拓扑 ........................................................................................................................ ２６5．2 保护方式的选用 ............................................................................................................ ２６6．供电方式 .............................................................................................................................. ２７7．传输性能设计指标 .................................................................................................................... ２８7．1 光信噪比 ........................................................................................................................ ２８7．2 误码性能 ........................................................................................................................ ２８7．3 抖动性能 ........................................................................................................................ ２９8．安全要求 .................................................................................................................................... ３１附录A 32/40×2.5Gbit/s WDM系统主通道参数......................................................................... ３２附录B 16×10Gbit/s WDM系统主通道参数................................................................................. ３３附录C 32/40×10Gbit/s WDM系统主通道参数.......................................................................... ３５附录D 80/160×10Gbit/s WDM系统主通道参数 ....................................................................... ３７附录E 发送端OTU的接口参数................................................................................................ ３９附录F 作为再生中继器OTU的接口参数................................................................................ ４２附录G 接收端OTU的接口参数 ............................................................................................... ４５附录H 本规定用词说明............................................................................................................ ４７附：条文说明 .................................................................................................................................. ４８1．总则1．0．1 《长途光缆波分复用（WDM）传输系统工程设计规范》（以下简称“本规范”）适用于新建及改、扩建承载10Gbit/s速率以下SDH信号的单纤单向WDM传输系统的工程设计。
浅析下一代网络的SPN光传送网承载技术
浅析下一代网络的SPN光传送网承载技术随着信息社会的不断发展，对下一代网络的需求也越来越高，其中SPN(Scalable Photonic Networks)光传送网承载技术是下一代网络中重要的一环。
本文将对SPN光传送网承载技术进行浅析，主要从其原理、特点和应用等方面进行介绍。
我们来了解一下SPN光传送网的原理。
SPN光传送网是一种基于WDM技术的光传输网络，其核心思想是将光信号进行波分复用传输。
具体而言，SPN光传送网采用了多个光学波长进行同步传输，充分利用光纤的宽带特性，提高了传输速率和传输容量。
SPN光传送网还采用了分布式调制、分布式处理和自治光网等关键技术，实现了光信号的高效传输。
接下来，我们来看一下SPN光传送网的特点。
SPN光传送网具有高速率的特点，可以支持高达Tbps级的数据传输速率。
SPN光传送网具有高容量的特点，可以实现大容量数据的传输。
SPN光传送网具有低时延的特点，可以实现实时数据的传输。
SPN光传送网具有高可靠性的特点，可以提供放大器链路、光功率平衡、光路保护等多重保护机制，保障光信号的传输质量。
在应用方面，SPN光传送网可以广泛应用于各个领域。
SPN光传送网可以应用于大规模数据中心的互联，实现数据中心之间的高速互联。
SPN光传送网可以应用于视频传输领域，实现高清视频的传输和播放。
SPN光传送网可以应用于智能电网领域，实现智能电网的高效传输和管理。
SPN光传送网还可以应用于物联网等领域，实现物联网设备之间的高速互联。
SPN光传送网承载技术作为下一代网络的重要一环，在信息社会的发展中具有重要的作用。
通过对SPN光传送网的原理、特点和应用的浅析，我们可以看到SPN光传送网具有高速率、高容量、低时延和高可靠性等特点，并可以广泛应用于各个领域。
相信随着技术的不断发展，SPN光传送网承载技术将会在下一代网络中发挥越来越重要的作用。
WDM
什么是WDM？WDM又叫波分复用技术是新一代的超高速的光缆技术，所谓波分复用技术，就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传人单模光纤。
在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以双向传输问题，迎刃而解。
根据不同的波分复用器（分波器，合波器X可以复用不同数量的波长。
波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)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。
这种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,称为波分复用。
WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术。
每个波长通路通过频域的分割实现，每个波长通路占用一段光纤的带宽。
WDM系统采用的波长都是不同的，也就是特定标准波长，为了区别于SDH系统普通波长，有时又称为彩色光接口，而称普通光系统的光接口为"白色光口"或"白光口"。
通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。
按照通道间隔的不同，WDM 可以细分为CWDM(稀疏波分复用)和DWDM(密集波分复用)。
CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM 的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。
WDM与DWDM人们在谈论WDM系统时，常常会谈到DWDM（密集波分复用系统）。
WDM和DWDM 是同一回事吗？它们之间到底有那些差别呢？其实，WDM和DWDM应用的是同一种技术，它们是在不同发展时期对WDM系统的称呼，它们与WDM技术的发展历史有着紧密的关系。
SDH & WDM
CDA。
48
故障处理
CA收 AC发
S
A 环回
在B节点执行环回功能： 即把AC业务环回到P光纤上，沿 路径ABADC到达目的地 C。 CA业务：仍按原路径传送。
P B
D
C CA发
AC收
49
（3）四纤双向复用段倒换环
CA收 AC发
S1 P1 S2
P2
A D C B
发端A：业务信号AC馈入S1光纤 沿顺时针方向到达C站： ABC。 发端C：业务信号CA馈入S2光纤
20
5.1.2 SDH的复用、映射结构
SDH的复用内容 ：（1）对低阶SDH信号复用； （2）对低速PDH支路信号复用。
21
（1）低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号
复用：主要通过字节间插复用方式来完成的，复用的个数是4合一， 即 4×STM-1→STM-4，4×STM-4→STM-16。 帧长：在复用过程中保持帧长125微秒不变，这就意味着高一级的 STM-N信号速率是低一级的STM-N信号速率的4倍。
三层之间的关系：下层为上层提供支持手段。
35
根据网元所起作用来划分：
36
5.5 SDH网安全性（生存性）问题
5.5.1 SDH网安全性（生存性）策略
37
网络故障：设备故障 软件故障 链路故障 解决方法：提高网络单元的可靠性； 提高网络拓扑的可靠性，诸如环形网； 采用网络保护和恢复技术以保证网络的生存性。 通过以上三种方法可有效增强网络生存性。
3
• PCM30/32制式帧结构：
4
控制。 各低次群支路信号的频率相位完全确定，其码元经过压 缩延时后即可进行精确的复接，不会产生错位重叠。
二、异步复接 各低次群使用各自的时钟，而且速率各不相同。在 复接前要调整信号速率使其与传输信道的速率匹配，同 时进行码速调整，以获得同步。
光传送网(OTN)原理介绍-gl
• DWDM系统以32/40×10Gbit/s和32×2.5Gbit/s为主。
• WDM技术：多个波长通道传输信号，相当于一根光纤上有多个 虚拟光纤，从而成倍地提高通信容量。 • WDM和DWDM的区分是1.31/1.55简单复用还是在1.55波长区 段内密集复用。 • 在同一窗口中信道间隔较小的波分复用称为DWDM
DWDM系统的构成及频谱示意图
波分复用技术的优点
•
•
•
• 提高了SDH交叉连接容量，加强了组网能力 • 支持TDM、IP、ATM之间的带宽灵活分配 • 实现了以太网的二层交换，支持以太网业务的带宽共 享，业务汇聚及以太共享环等功能，实现高带宽利用 率。
• 引入RPR机制，实现以太网带宽的统计复用，公平的 带宽分配，与等级服务CoS相结合。
MSTP多业务传输平台
WDM（波分复用系统）
• 解决的问题 A. 大容量传送 B. 对数据率“透明”按光波长 复用和解复用 C. 平滑扩容 D. 兼容多业务接入 • 存在的瓶颈 A. 保护机制简单 B. 业务调度能力差 C. 监控能力较差
λ 1 SDH λ 2 IP λ 3 ATM λ 4 Leased line λ 5 ... W D M M U X
WDM技术的主要特点
• 1.充分利用光纤的巨大带宽资源 超大容量 • 2.同时传输多种不同类型的信号 多业务接入 • 3.实现单根光纤双向传输 • 4.高度的组网灵活性、经济性 可靠性。
• 目前长途传送网上使用的技术主要是SDH和点到点DWDM， • 其中SDH网络以2.5G/10G系统为主成环构建
光传送网络（OTN）技术介绍
• • • •
光传送网络的发展 光传送网络的基本概念 OTN信号结构介绍 OTN设备举例简介
实验6 波分复用(WDM)光纤通信系统实验99解析
P2 L21 10log P 12
实验应采取的测量光插入损耗的方法
1310窗口 1310nm 1310窗口
无光
1550窗口
光波分 复用器
1310nm
P1
光波分 复用器
1550窗口
P11
P22
1310nm光插损:
1310窗口 1310窗口
无光
1550nm 1550窗口
光波分 复用器
1550nm
单纤双工波分复用传输方式
帧同步 13 10
1310窗口
无光
1550nm 1550窗口
光波分 复用器
光波分 复用器
1550窗口
P12
P21g P 12
9
实际采用的光插入损耗和光串扰的方法
用波分复用器和解复用 器由于接口较多，数据产生 误差较大，因此只用一个波 分复用器测量光插入损耗。
1310窗口 1310nm P1
光波分 复用器
1550窗口
P12
P21
1550nm光插损:
1550nm在1310窗口光串扰:
P2 L21 10log P 12
1、用单根光纤直接连接1550TX端，测量P2
2、将一个波分复用器合波口连接1550TX端，1310窗口输 出P12，1550窗口输出P21。
11
实验连线
• 左半部： 帧同步 13 10 • D3: 01110010B D_IN3 • D2 D1 : 1310 D_IN2 、D_IN1 • FY-OUT：P202
5
波分复用器的主要特性指标
插入损耗及其测量原理
1310窗口 P1, P2 1310nm, 1550nm 1310窗口 P11 P12 1310nm(1550nm)
波分复用系统的发展和应用
波分复用系统的发展和应用作者：朱明磊，温鹏迅来源：《中国新通信》 2018年第7期一、波分复用系统介绍随着光纤通信的不断发展，光纤带宽逐渐发展能够实现多信道的同时传输。
另外掺铒光纤放大器逐渐实用化，密集波分复用技术在二十世纪九十年开始迅速发展，主要表现为波分复用技术在网络应用中越来越广泛16×2 .5 Gbit/s 、16×10 Gbit/s 、40 ×10 Gbit/s 等系统已经逐渐广泛应用于网络之中。
至1998 年波分复用系统的市场增长率在全球已经达到32%。
在此后的发展中复用波长数也在不断的增长，至1999年实现了超密集波分复用，波长间隔10GHz，此后还在不断进步与发展，促进了城域网的发展。
随着EDFA 与波分复用系统的迅速实用化，通信网的传输容量在不断增加，但是传输容量的不断增加又会给交换节点带来很大的压力，反过来说也会促进通信网的发展。
在这种情况下，波分复用技术的优势逐渐凸显出来，并且对整个通信网的发展产生了十分深远的影响。
二、波分复用系统的关键技术2.1 EDFA 技术在波分复用系统之中掺铒光纤放大器(EDFA) 的应用十分广泛，因为EDFA 具有十分优越的特性。
在级联EDFA 的波分复用系统之中，放大的自发辐射噪声会不断的积累，而光信噪比会不断下降。
所以说，根据具体的目标距离选择EDFA，并且保证EDFA 技术在实际应用的过程中处于最佳的级连方式。
另外，常规的EDFA 的增益平坦范围为C 波段，但是随着波分复用技术的不断发展，C 波段以及不能满足人们需求，人们开始使用L 波段以及S 波段。
此外，EDFA 技术在实际应用中会输出高功率，为了保证波分复用系统的安全，在光纤断裂的时候保护系统会是重启。
2.2 非线性光学效应的抑制在强电场的情况下就会出现非线性光学效应，会对波分复用系统产生较大影响的非线性光学效应主要有：自相位调制(SPM) 以及四波混频(FWM)。
PDH与SDH的关系
PDH与SDH的关系在数字通信系统中,传送的信号都是数字化的脉冲序列。
这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。
在数字传输系统中，有两种数字传输系列，一种叫“准同步数字系列"（Plesiochronous Digital Hierarchy），简称PDH；另一种叫“同步数字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），简称SDH。
采用准同步数字系列（PDH)的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。
尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。
为了保证通信的质量,要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。
因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步"。
在以往的电信网中，多使用PDH设备。
这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性。
而随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发的需要，以及现代化电信网管理的需要.SDH就是适应这种新的需要而出现的传输体系。
最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络（SONET)。
它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网技术的有机结合。
最初的目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。
1988年，国际电报电话咨询委员会(CCITT)接受了SONET的概念，重新命名为“同步数字系列（SDH）”，使它不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的技术体制，并且使其网络管理功能大大增强.SDH技术与PDH技术相比，有如下明显优点：1、统一的比特率，统一的接口标准，为不同厂家设备间的互联提供了可能。
附图是SDH和PDH在复用等级及标准上的比较。
2、网络管理能力大大加强。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
北京科技大学
《光同步传送网及波分复用系统》
实验报告
学院：
班级：
学号：
姓名：
成绩：
2016年12月10日
波分复用系统综合实验
一、实验目的
1)熟悉波分复用系统的实验器材及操作方法
2)了解光纤接入网中波分复用原理
3)解决分析光纤传输系统的损耗来源和计算分析方法
二、实验原理
波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各种信息）在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)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。
这种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，称为波分复用。
实验原理图：
三、实验装置图
四、调整功率
输入光功率分别是：12dBm（36信道） 10dBm（39信道）五、拍照光谱图
此处有拍照图
结果显示：5.38dBm（36信道） 4.02dBm（39信道）六、功率值
结果显示：5.18dBm（36） 3.81dBm（39）七、计算波分器件损耗值
公式：L=-10log(P
in /P
out
) (dB)
八、分析结论
通过本实验使我对光纤中的传输有了更深的理解，对波分复用器件有了进一步的认识，对波分复用技术有了更具体的体会。
同一信道同一输入功率：损耗不同可能原因是
1)经过的线路不同损耗不同
2)不通仪器的测量精度不同
3)不同仪器接口处存在的损耗不同
1.可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍；
2. 在大容量长途传输时，WDM与EDFA结合可以节约大量光纤和电再生器，大大降低传输成本；
3. 由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，与信号速率及电调制方式无关，可以完成各种电信业务的综合与分离,是引入宽带新业务（例如CATV）的方便手段；
4. 在长途网中应用时，可以根据实际业务量需要逐步增加波长来扩容，十分经济灵活。
5. 可以利用WDM选路实现网络交换和恢复从而实现未来透明的、具有高度生存性的全光网络。
附：。