波分复用光纤传输系统

辽宁工业大学

创新实验（论文）

题目波分复用光纤传输系统（WDM）

电子与信息工程学院（系）通信工程专业班

学生姓名

学号

指导教师李宁

开题日期：2010年12月 1 日

波分复用光纤传输系统（WDM）

（辽宁工业大学电子与信息工程学院通信工程姓名学号）

摘要：本文从波分复用技术的概念，波分复用技术的分类和优势以及波分复用技术具体实验的操作详细地介绍了波分复用光纤传输系统（WDM）。

1.波分复用技术的原理：

波分复用技术（wavelength-division multiplexing, WDM）是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在接收端再用某种方法，将各个不同波长的光信号分开的通信技术。这种技术可以同时在一根光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送，这就是一个波长信道。

在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息,称为光波分复用技术,简称WDM。光波分复用包括频分复用和波分复用。光频分复用(frequency-division multiplexing, FDM)技术和光波分复用(WDM)技术无明显区别,因为光波是电磁波的一部分,光的频率与波长具有单一对应关系。通常也可以这样理解,光频分复用指光频率的细分,光信道非常密集。光波分复用指光频率的粗分,光信道相隔较远,甚至处于光纤不同窗口。

光波分复用一般应用波长分割复用器和解复用器(也称合波/分波器)分别

置于光纤两端,实现不同光波的耦合与分离。这两个器件的原理是相同的。光波分复用器的主要类型有熔融拉锥型,介质膜型,光栅型和平面型四种。其主要特性指标为插入损耗和隔离度。通常,由于光链路中使用波分复用设备后,光链路损耗的增加量称为波分复用的插入损耗。当波长11,l2通过同一光纤传送时,在与分波器中输入端l2的功率与11输出端光纤中混入的功率之间的差值称为隔离度。

光波分复用是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带有名种类型的信息)，在发送端经复用器(亦称合波器，multiplexer)把这些光载波信号汇合在一起，并耦合到光线路中同一根光纤中进行传输；在接收端经分波器(亦称解复用器或去复用器，demulti-plexer)将各种波长的光载波进行分离，然后由光接收机相应的进一步处理恢复信号。这种复用方式称为波分复用。可以是单向传输，也可以是双向传输。

WDM本质上是光域上的频分复用(FDM)技术，WDM系统的每个信道通过频域的分割来实现，如图2所示。每个信道占用一段光纤的带宽，与过去同轴电缆FDM技术不同的是：

(1)传输媒介不同，WDM系统是光信号上的频率分割，而同轴系统是电信号上的频率分割。

(2)在每个通路上，同轴电缆系统传输的是模拟的4KHZ语音信号，而WDM 系统目前每个通路上传输的是数字信号SDH2.5Gbit/s或更高速率的数字信号。

2.波分复用的技术特点与优势

(1)充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。目前我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。

(2)具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵活取出或加入信道。

(3)对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动,具有较强的灵活性。

(4)由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。

(5)有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。

(6)系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。目前,由于多路载波的光波分复用对光发射机、光接收机等设备要求较高,技术实施有一定难度,同时多纤芯光缆的应用对于传统广播电视传输业务未出现特别紧缺的局面,因而WDM的实际应用还不多。但是,随着有线电视综合业务的开展,对网络带宽需求的日益增长,各类选择性服务的实施、网络升级改造经济费用的考虑等等,WDM的特点和优势在CATV传输系统中逐渐显现出来,表现出广阔的应用前景,甚至将影响CATV网络的发展格局。一般的WDM 复用设备具备至少两种或两种信号以上。可分为两波、四波、八波、十六波等。以两波为列下设带光/电模块的switch音频信号可设PCM设备和转换接口设备。一般提供两路被份。

3.实验框图：

4. 实验仪器

光纤通信实验系统 1台

波分复用器 2个

示波器 1台

光纤活动连接器 1个

光纤跳线 1根

视频连接线 2根

监视器 1台

摄像头 1个

5. 实验步骤

1、关闭系统电源。有三种连线方式分别代表了模拟信号和模拟信号一起传输、模拟信号和数字信号混传、数字信号和数字信号一起传输

2、用以上三种方式中的一种连接好。然后将波分复用器连入实验系统中连接方法如图：

3、用同样的方法将另一只波分复用器与1310nm和1550nm光端机连接。

4、用光纤活动连接器将两波分复用器连接起来。

5、如果传输的是模拟信号

①关闭系统电源，用光纤跳线连接1310nm光发模块和1310nm光收模块；

②将模拟信号源模块的正弦波（P410）连接到1310nm光发模块的P104；

③把1310nm光发模块的J101设置为“模拟”。将模拟信号源模块的J400

设置为1K；

④将1310nm光收模块的RP106顺时针旋到最大，RP108逆时针旋到最大。

⑤打开系统电源，用示波器观测模拟信号源模块的TP402,调节模拟信源模块的RP400，使信号的峰-峰值为2V。

⑥用示波器观测1310nm光收模块的TP108。通过调节1310nm光发模块RP104使得到的模拟信号不失真且幅度尽可能的大。

如果传输的是数字信号

①关闭系统电源。

②将1310nm光收发模块调为无失真传输状态。然后，关闭系统电源，保留光纤跳线连接，拆除其它连线。

③用视频连接线连接摄像头和1310nm光发模块的P104。再用视频连接线连接1310nm模拟输出和监视器。点击查看实验连线。

④打开系统电源，可以观察到监视器上会显示摄像头传输的视频信号。（注意：监视器背后有一按键应将其设置为AV模式。如果图像比较模糊，调节摄像头的焦距即可得到清晰的图像。

⑤调节1310nm光收模块的RP106、RP108，观察图像有何变化。

6、关闭系统电源，拆除实验导线。将各实验仪器摆放整齐。

6. 结束语

波分复用技术队我们的生活带来了极大地影响，它能大量的传输信息，既省时省力又省材料，在今后的时间里我们展望它的技术的进一步提高