第二章密集波分复用(DWDM)传输原理
DWDM原理介绍解析
光纤的模场直径
在光纤中，光能量不完全集中在纤芯中传输，部分能量在包层中传输， 纤芯的直径不能反映光纤中光能量的分布 ，于是提出了模场直径的概念。
模场直径就是描述单模光纤中光能集中程度的 参量
模场直径越小，通过光纤横截面的能量密度就
MFD
越大。当通过光纤的能量密度过大时，会引起光
纤的非线性效应，造成系统的光信噪比降低，大
WDM中的光波长必须严格遵照波长频率分配表
8
WDM典型模型
Tx1 O
Tx
M
OA
2
U
Tx n
Rx1
O
D
Rx2
U
Rxn
9
双纤单向WDM
双纤单向波分复用系统采用两根光纤，每根光纤只完成一个方向光信号的传输。 10
单纤双向WDM
λ１ λ２ … λＮ
…
光 波 长 复 分 用
功率 /前置 器
放大
…
西向 1-N
稀疏波分复用（CWDM）：波长间隔大，一般为20nm 密集波分复用（DWDM）：波长间隔小，小于等于0.8nm
7
WDM对波长的要求
从技术实现的角度来说 各厂家可以选择任意波长进行波分复用
从技术兼容性的角度来说 我们必须对WDM系统中的光波长进行规范
ITU-T 对WDM系统中光波长的规定 G.692建议、G.694.1建议、G.694.2建议 ====》波长频率分配表
色度色散系数就是单位波长间隔内光波长信号通过单位长度光纤所产生的时延差，用D表 示，单位是ps/nm.km。偏振模色散系数则用PMDQ来表示，单位是ps/kmⁿ （n为1/2）
21
色度色散的影响
从TDM角度上说，色散将导致码间干扰。
DWDM原理介绍解析
DWDM原理介绍解析DWDM（密集波分复用技术）是一种用于光纤通信系统中的传输技术，可以将多个不同波长的光信号同时传输在一条光纤中，实现信号的高密度传输。
DWDM技术是实现光纤通信系统大容量传输的一项重要技术，使得光网络可以支持更多的用户和更大的带宽需求。
DWDM系统中的光纤通道可以通过增加波长或者改变波长来增加传输容量。
光纤通道中的波长间隔较小，通常为0.8nm或者0.4nm，最多可达到40个波长。
每个波长可以传输不同的数据流，因此能够实现高密度的信号传输。
通过DWDM技术，可以在一条光纤中传输Tbps级别的数据流，满足大容量传输的需求。
DWDM系统中的波长可以分为通道波长和增加波长两种。
通道波长是指用来传输用户数据的波长，增加波长是指用来增加传输容量的波长。
通常情况下，增加波长的数目要大于通道波长的数目，以提供足够的增加容量。
DWDM系统中的波长选择主要依赖于光通信系统的需求和光纤的传输特性。
带宽密集的光纤可以支持更多的波长，提供更大的传输容量。
而波长选择对应的光放大器和光滤波器也需要进行匹配，以保证传输质量和传输距离。
DWDM系统还涉及到光信号的调制和解调。
波长分复用之前，光信号需要经过调制器进行调制，将电信号转换成光信号。
调制器可以使用直接调制器或者外调制器。
波长分解复用之后，光信号需要经过解调器进行解调，将光信号转换成电信号。
解调器可以使用光电探测器进行解调。
此外，DWDM系统还包括光放大器、波分复用器、解复用器、光滤波器等组件。
光放大器用于放大光信号，增加传输距离和传输质量。
波分复用器和解复用器用于将多个波长的光信号分别复用和解复用到不同的通道。
光滤波器用于滤除不相关的波长，提高传输质量。
总结起来，DWDM原理是通过波分复用和波分解复用技术将多个不同波长的光信号同时传输在一条光纤中，实现信号的高密度传输。
通过增加波长和改变波长来增加传输容量。
DWDM技术可以实现大容量的光纤通信系统，满足日益增长的带宽需求。
光纤波分复用技术及WDM工作原理
表8.2
h
8
8．2 WDM系统的基本组成
从上一节WDM的工作原理我们了解到， WDM系统必须有工作在不同波 长上的激光器，有能够将不同波长的光信号进行合并﹑选择和分路的波分复 用器和解复用器，还有有光接收机将解复用后的光信号进行光电检测，原出 原始信号。若要传输更长的距离，则还需要能够将各路光信号同时进行放大 的放大器等。图8.2.1示出了一个包含有功率光放大器，在线光放大器和前置 光放大器的单向传输WDM系统。其中，Tx表示发射机（Transmitter）,Rx表 示接收机（Receiver）。OC-192表示光层的传输速率，参见第9章表9.5所示。
光纤波分复用技术及WDM工作原理
WDM工作原理 WDM系统的基本组成 WDM系统中的关键器件 波分复用系统规范 设备实例
h
1
1 WDM工作原理
1.1 WDM工作原理
WDM技术，就是以光波作为载波，在同一根光纤内同时传输多
个不同波长的光载波信号的技术。每个波长的光波都可以单独携带语
音、数据和图像信号，因此，WDM技术可以让单根光纤的传输容量
种工作在1550nm的窄线宽DFB激光器为例，它可在0.8nm的谱带内发射信号，
因此在1525nm~1565nm共40nm的范围内，WDM系统可传送50个信道。若每
个信道的传输速率为10Gbit/s，则系统总的传输速率即为50×10Gbit/s，比单信
道传输的容量增加了50倍。
h
波分复用系统（WDM）结构原理和分类
波分复用系统(WDM),波分复用系统(WD M)结构原理和分类波分复用系统简要介绍光波分复用技术是在一根光纤中传输多波长光信号的一项技术。
其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开〔解复用)，并进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。
具体如下。
如图1所示。
发送端内有N个发射机：发射机所发出的光的波长是不同的，它们的波长分别为波长1-N。
每个光波承载1路信号。
再把N个光发射机发出的光信号(光信号1-N)集中为1个光的群信号，送进光纤线路，直到接收端。
若线路很长，光信号太弱，就加一光放大器，把光信号放大。
在接收端有N个光滤波器(1-N)。
滤波器1对载有信号1的光信号(波长1)有选择通过的作用，……滤波器N对载有信号N的光信号(波长N)有选择通过的作用。
光接收机的作用是把载有信号的光信号还原为原信号。
光波分复用的关键器件(1)分布反馈多量子阱激光器(DFB M QW—LD)(2)光滤波器(3)光放大器图1波分复用系统原理波分复用系统的发展与现状WDM波分复用并不是一个新概念在光纤通信出现伊始人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输但是在20世纪90年代之前该技术却一直没有重大突破其主要原因在于TD M 的迅速发展从155Mbit/s 到622Mbi t/s 再到2.5G bit/s系统TDM速率一直以过去几年就翻 4 倍的速度提高人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术1995 年左右WDM系统的发展出现了转折一个重要原因是当时人们在TD M 10G bit/s技术上遇到了挫折，众多的目光就集中在光信号的复用和处理上W DM 系统才在全球范围内有了广泛的应用。
密集型光波复用.DWDM
密集型光波复用密集型光波复用密集型光波复用（DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing）是能组合一组光波长用一根光纤进行传送。
这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。
更确切地说，该技术是在一根指定的光纤中，多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，以便利用可以达到的传输性能（例如，达到最小程度的色散或者衰减），。
这样，在给定的信息传输容量下，就可以减少所需要的光纤的总数量。
DWDM能够在同一根光纤中，把不同的波长同时进行组合和传输。
为了保证有效，一根光纤转换为多个虚拟光纤。
所以，如果你打算复用8个光纤载波（OC），即一根光纤中传输48路信号，这样传输容量就将从2.5Gb/s 提高到20Gb/s。
目前，由于采用了DWDM技术，单根光纤可以传输的数据流量最大达到400Gb/s。
随着厂商在每根光纤中加入更多信道，每秒兆兆位的传输速度指日可待。
DWDM的一个关键优点是它的协议和传输速度是不相关的。
基于DWDM的网络可以采用IP协议、ATM、SONET/SDH、以太网协议来传输数据，处理的数据流量在100Mb/s和2.5Gb/s之间。
这样，基于DWDM的网络可以在一个激光信道上以不同的速度传输不同类型的数据流量。
从QoS（质量服务）的观点看，基于DWDM的网络以低成本的方式来快速响应客户的带宽需求和协议改变。
编辑本段ＤＷＤＭ系统结构分析ＤＷＤＭ从结构上分，目前有集成系统和开放系统。
集成式系统：要求接入的单光传输设备终端的光信号是满足Ｇ．６９２标准的光源。
开放系统，是在合波器前端及分波器的后端，加波长转移单元ＯＴＵ，将当前通常使用的Ｇ．９５７接口波长转换为Ｇ．６９２标准的波长光接口。
这样，开放式系统采用波长转换技术？使任意满足Ｇ．９５７建议要求的光信号能运用光－电－光的方法，通过波长变换之后转换至满足Ｇ．６９２要求的规范波长光信号，再通过波分复用，从而在ＤＷＤＭ系统上传输。
光波分复用的基本原理
光波分复用的基本原理光波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）是利用多个不同波长的光信号在一根光纤中传输的技术。
它是一种高效、高速的光通信方式，可以提高光纤通信的容量和速度。
WDM技术是通过将多个信号分别调制成不同波长的光信号，然后将这些光信号合并在一根光纤中传输，最后再将这些信号通过波分复用器（WDM器）进行分离，达到同时传输多个信号的目的。
本文将详细介绍WDM的基本原理及其应用。
一、WDM的原理WDM的基本原理是利用不同波长的光信号在一根光纤中传输，这些光信号可以同时传输，并且不会相互干扰。
WDM具体实现过程可以分为三个步骤：波长选择、光信号的多路复用、光信号的分路解复用。
1.波长选择在WDM中，每个光通道都有一个不同的波长，因此需要选择合适的波长区间。
一般来说，波长区间可以是常见的几个光纤谱段，例如1320~1360nm、1460~1625nm，或者是更小的波长间隔，如0.4nm、0.8nm或1.6nm。
2.光信号的多路复用当多个不同波长的光信号传递到一个单一光纤中时，它们会相互影响并干扰对方。
因此必须将它们在合适的位置上合并成单一的光束，这个过程称为多路复用。
在多路复用的过程中，需要用到一系列光学器件，例如：波分复用器（WDM器）、光衰减器、滤波器、耦合器、放大器、修补器、反射器等。
3.光信号的分路解复用在传输结束后，需要将合成的光信号恢复成原始的多个信号，这个过程称为分路解复用。
分路解复用的关键是在合适的位置上使用波分复用器（WDM器），将多个信号根据波长进行区分并进行分离。
分离后，可以通过调制解码等方法将信号恢复成原始数据。
二、WDM的应用WDM技术在光通信领域中的应用广泛，以下列出几个主要应用：1. 宽带网宽带网是一种将多种网络服务集成在一起的网络。
WDM技术可以在该网络中提供高达10Gbps的带宽，满足不同用户对网络传输速率、稳定性等方面的需求。
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。
密集波分复用DWDH传输原理
劣化的程度随数据速率的平方增大 决定了电中继器之间的距离
光纤的色散
模间色散(Mode Dispersion) 色度色散(Cromatic Dispersion) 偏振色散(Polarization Mode Dispersion)
色散对信号的分出和插入传输
3
2
4
1
高容量：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
波长路由：利用WDM选路实现网络交换和恢复从而实现未来透明的、具有高度生存性的光联网
低成本：在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，大大降低传输成本
透明性：与信号速率、格式无关, 是引入宽带新业务（例如CATV ) 的方便手段
调制方式
直接调制方式
输出功率正比于调制电流；
简单、损耗小、价廉；
使用FP或DFB激光器二极管；
随调制速率增高，模数增加，激光器谱线展宽（啁啾）。
限制使用在 <2.5Gbps速率下，较短距离传输。
调制方式
间接调制方式 －激光器光源＋开关 －复杂、损耗大、价格贵； 分离外调制 铌酸锂（LiNbO3）Mach-Zehnder 集成外调制 电吸收（EA） III-V 族半导体Mach-Zehnder －线性调频（啁啾）无或小 －用于>2.5Gbps 高速率传输
1545
1550
1555
1560
1565
1570
OSC信道151010nm
C-Band
L-Band
(THz)
(nm)
中心频率(中心波长)偏差n/5，n为光信道间隔
标称中心频率或波长是以193.1THz（1552.52nm)为中心、间隔为100GHz的整数倍。
传输网络-DWDM及OTN原理教材
传输网络-DWDM及OTN原理教材本教材将介绍传输网络中的两种重要技术：密集波分复用（DWDM）和光传送网络（OTN）。
我们将深入探讨这些技术的原理和应用。
密集波分复用（DWDM）DWDM技术通过在光纤中同时传输多条不同波长的信号，极大地提高了传输网络的容量。
其原理如下：1. 波长分离：DWDM将每个波长的信号分开，并使用窄带滤波器隔离它们，以确保波长之间不会互相干扰。
波长分离：DWDM将每个波长的信号分开，并使用窄带滤波器隔离它们，以确保波长之间不会互相干扰。
2. 波长变换：DWDM利用波长转换器可以在不同波长之间相互转换。
这使得不同供应商的设备能够进行互联，并使网络维护变得更加容易。
波长变换：DWDM利用波长转换器可以在不同波长之间相互转换。
这使得不同供应商的设备能够进行互联，并使网络维护变得更加容易。
3. 双向通信：DWDM可以实现双向传输，即在同一光纤上同时进行上行和下行通信，提高了传输网络的效率。
双向通信：DWDM可以实现双向传输，即在同一光纤上同时进行上行和下行通信，提高了传输网络的效率。
光传送网络（OTN）OTN技术是一种基于DWDM的网络传输协议，可以确保高质量的光信号传输。
其原理如下：1. 容错性：OTN通过添加前向纠错和错误检测功能，提高了传输的可靠性。
即使在光纤信号受到干扰或损坏时，也能保证数据的完整性和可靠传输。
容错性：OTN通过添加前向纠错和错误检测功能，提高了传输的可靠性。
即使在光纤信号受到干扰或损坏时，也能保证数据的完整性和可靠传输。
2. 维护通道：OTN在数据传输过程中，引入了专门的维护通道，用于监测和管理网络中的设备状态。
这使得故障排除和网络维护变得更加简单和高效。
维护通道：OTN在数据传输过程中，引入了专门的维护通道，用于监测和管理网络中的设备状态。
这使得故障排除和网络维护变得更加简单和高效。
3. 多层协议：OTN支持多种协议，包括以太网、同步数字体系结构（SDH）和同步光网络（SONET）。
DWDM简要原理2
密集波分复用器件
光波长转换器(OTU)
将非标准波长转换为标准波长
非标准波长 O/E
定时再生
标准波长 E/O
密集波分复用器件—光放大器
密集波分复用器件—光放大器
EDFA工作原理
泵浦光使粒子跃迁到亚稳态 1550波长通过时，亚稳态粒子受激跃迁回基态，释放
出相同的光子，大大增加了光信号强度 泵浦光波长：980nm，1480nm 增益15-40dB
和分离，实现多媒体信号加音频、视频、数据、文字、 图像等)混合传输 （多业务接入） 降低对一些器件在性能上的极高要求，同时又可实现 大容量传输 是理想的扩容手段和引入宽带新业务(例如IP等)的手 段。增加一个波长即可引入新业务或新容量 （平滑扩 容） 节约大量光电再生器，同时也简化了维护管理，降低 了长途传输成本
光纤性能
因为色散，脉冲展宽，使得传输距离受到限
在G.652光纤上，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
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。
波分复用
1310nm 1550nm
复
解
复
用 单根光纤 用
WDM
WDM
波分复用示意图
1310nm 1550nm
密集波分复用
DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing
波长间隔较小，波长复用相对密集，各信道共 用光纤的一个低损耗窗口，在传输过程中共享 光纤放大器的高容量WDM系统
波分复用
有线传输技术光纤传输(通信工程师)
如果是级联----指针值将是全”1”码
(3)变化后NNNN恢复正常:NNNN=0110
32
TU-3指针
1.TU-3指针的作用: (1)指示VC-3第一个字节在TU-3中的起点位置 (2)调整VC-3与TU-3在频率或相位上的容差 2.指针位置:在TU-3第一列的前3个字节 H1 H2 H3 其中:H1 H2 作用与AU-4中的H1 H2作用相同 H3(一个字节)为负调整字节, 0#(一个字节)为正调整字节 3.VC-3的编号:一个字节编一个号码共计有 0~764#(85×9=765)个号码
29
例题:
帧序
指针值 (十六进制)
H1 H2 NNNN SS I D I D I D I D I D
前一帧
当前帧 下一帧
73
负调整 72
0110 10 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1
0110 10 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0110 10 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0
85
TU-3 86 H1 H2 H3 0#
33
TU-12指针
1.TU-12指针的作用: (1)指示VC-12第一个字节在TU-12中的起点位置 (2)调整VC-12与TU-12在频率或相位上的容差 2.指针位置:在TU-12第一列的前3个字节 V1 V2 V2 其中:V1 V2 作用与AU-4中的H1 H2作用相同 V3(一个字节)为负调整字节, 35#(一个字节)为正调整字节 3.VC-12的编号:一个字节编一个 号码共计有 0~139#(35×4=140)个号码
波分复用原理
波分复用原理
波分复用（Wavelength Division Multiplexing，简称WDM）是一种光通信技术，通过同时使用不同波长的光信号来实现多信号的同时传输，从而提高光纤的利用率。
波分复用的原理是基于光的特性，不同波长的光在光纤中传输时可以保持相互独立。
光信号经过光源发射出来后，通过光分波器将不同波长的光分成多个光信号。
这些光信号分别通过光纤传输到目标地点，在目标地点使用光复用器将各个光信号合并为一个整体的光信号。
波分复用技术可以实现在同一根光纤上同时进行多个信号的传输，从而大大提高了光纤的利用率。
通过合理配置不同波长的光信号，可以在光纤上实现大量的信号传输，满足现代通信对于高带宽的需求。
在波分复用系统中，光信号的波长是通过使用合适的光源和光分波器来选择的。
光源通常采用半导体激光器或拉曼激光器，可以发射出特定波长的光。
光分波器则是用来将不同波长的光分割开来，使它们可以在光纤中独立传输。
波分复用技术广泛应用于光纤通信和光网络领域，可以满足高速、大容量、远距离传输的需求。
它在光通信系统中扮演着重要的角色，为现代通信提供了可靠的传输手段。
DWDM和OTN基本原理介绍
光波长区的分配
• ②所有波长都应位于光放大器增益曲线比 较平坦的部分，这样可以保证光放大器对 每个复用通路提供相对均匀的增益，有利 于系统的设计和超长距离传输的实现。
DWDM器件
1、波长转换单元OTU 2、合波分波单元 3、上下波单元OADM
RI
A S RO
W P A
M
D 16
R W C
MD 32
S
C RM S
D
C TM 1
H A
TO
A TI
A
W
M
B
16
MA
T W C
M
M 32
RI
ROA
S
W P AM
C RM1
S
C
TM1
2
TO A TI
A
W
B
MA
西向
A
TI
点到点组网 链形组网 环形组网
网络管理信息通道的备份方法 1）环形网时 2）某网元两端失效时
SDH
OTM
OLA
OTM
SDH
SDH
OTM
OADM
SDH
SDH
OTM
1~8
OADM
1~8
OADM
OADM
1~8
OADM
网管系统 网关网元
网元 管理信息 管理信息
网元
网元 网元
网管系统
网关网元
主信道/管理信道 管理信息
•
光波长区的分配
• 4．标称中心频率 标称中心频率是指WDM系统
DWDM密集波分 简要原理
第一章DWDM简要原理一、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.652、G.653、G.654、G.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TDM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光纤主要用于海底光缆中，衰减很小；G.655光纤色散系数比较小：在1550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TDM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。
WDM原理
1 波分复用光传输技术1.1 波分复用的基本概念光通信系统可以按照不同的方式进行分类。
如果按照信号的复用方式来进行分类，可分为频分复用系统（FDM-Frequency Division Multiplexing ）、时分复用系统（TDM-Time Division Multiplexing）、波分复用系统（ WDM-Wavelength Division Multiplexing）和空分复用系统（ SDM-Space Division Multiplexing）。
所谓频分、时分、波分和空分复用，是指按频率、时间、波长和空间来进行分割的光通信系统。
应当说，频率和波长是紧密相关的，频分也即波分，但在光通信系统中，由于波分复用系统分离波长是采用光学分光元件，它不同于一般电通信中采用的滤波器，所以我们仍将两者分成两个不同的系统。
波分复用是光纤通信中的一种传输技术，它利用了一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点，把光纤可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。
光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用（ OFDM），只是因为光波通常采用波长而不用频率来描述、监测与控制。
随着电 -光技术的向前发展，在同一光纤中波长的密度会变得很高。
因而，使用术语密集波分复用（DWDM-Dense Wavelength Division Multiplexing），与此对照，还有波长密度较低的 WDM系统，较低密度的就称为稀疏波分复用（CWDM-Coarse Wave Division Multiplexing）。
这里可以将一根光纤看作是一个“多车道”的公用道路，传统的 TDM系统只不过利用了这条道路的一条车道，提高比特率相当于在该车道上加快行驶速度来增加单位时间内的运输量。
而使用 DWDM技术，类似利用公用道路上尚未使用的车道，以获取光纤中未开发的巨大传输能力。
1.2 WDM技术的发展背景随着科学技术的迅猛发展，通信领域的信息传送量正以一种加速度的形式膨胀。
wdm技术原理
wdm技术原理WDM技术是一种光通信技术，全称为波分复用技术（Wavelength Division Multiplexing）。
它将多个不同波长的光信号通过同一光纤传输，从而实现了多路复用。
这种技术可以极大地提高光纤的利用率和传输容量，是目前光通信领域中最为常见的技术之一。
WDM技术的原理基于两个基本概念：波长和多路复用。
波长是指光信号在空气或其他介质中传播时所占据的长度。
不同波长的光信号有不同的频率和能量，因此它们可以被区分开来，并在同一时间内通过同一条光纤进行传输。
多路复用是指将多个信号同时发送到同一个通道中，从而提高通道利用率的过程。
在WDM技术中，多个不同波长的光信号被合并成一个复合信号，并通过同一条光纤进行传输。
接收端再将这些不同波长的光信号分离出来，恢复成原始数据。
在实际应用中，WDM技术主要包括两种类型：密集波分复用（DWDM）和标准波分复用（CWDM）。
DWDM技术可以将数百个不同波长的光信号传输到同一条光纤中，因此它可以实现更高的传输容量和更长的传输距离。
CWDM技术则主要用于短距离通信，它可以将几个波长的光信号传输到同一条光纤中。
WDM技术的实现需要使用一些特殊的设备，例如波分复用器（MUX）和反向波分复用器（DEMUX）。
MUX设备可以将多个不同波长的光信号合并成一个复合信号，并通过同一条光纤进行传输。
DEMUX设备则可以将这些不同波长的光信号分离出来，并恢复成原始数据。
总之，WDM技术是一种基于波长和多路复用原理的光通信技术。
它可以将多个不同波长的光信号通过同一条光纤进行传输，从而提高了通道利用率和传输容量。
在实际应用中，DWDM和CWDM技术是最为常见的两种WDM技术类型。
密集波分复用的技术原理
密集波分复用的技术原理
密集波分复用（DWDM）是一种高容量光纤通信技术，它通过在光纤传输系统中同时传输多个不同波长的光信号，实现了多信道的同时传输。
DWDM 技术的原理可以总结为以下几点：
1. 波长分离：DWDM 使用不同波长的光信号进行传输。
每个波长被分配给一个信道，每个信道都可以携带一个独立的数据流。
常用的波长范围是C 波段（1530~1565 nm）和L 波段（1565~1625 nm）。
2. 波长复用：DWDM 在信号发送端将多个不同波长的光信号合并到一根光纤中进行传输。
这个过程称为波长复用。
光信号在传输过程中保持各自的波长不变，不互相干扰。
3. 波长解复用：在接收端，DWDM 系统使用光分路器将混合在一起的多个波长分离出来，并将它们送入相应的接收器进行解复用。
解复用后的信号可以被进一步处理或传递给目标设备。
4. 光放大器：由于光信号在长距离传输时会衰减，DWDM 系统通常使用光放大器对信号进行放大以保证传输质量。
常用的光放大器有光纤放大器（如EDFA）和半导体光放大器。
5. 波长选择性器件：DWDM 系统中还需要使用波长选择性器件（如光滤波器）来控制每个信道的波长，以确保信道间的隔离和互不干扰。
综上所述，密集波分复用技术利用不同波长的光信号进行传输，并通过波长分离、复用和解复用的过程，实现了多信道同时传输的高容量光纤通信。
它可以显著提高光纤网络的传输能力和带宽利用率。
第二章密集波分复用(DWDM)传输原理
第二章密集波分复用（DWDM）传输原理[ 2006-11-3 13:42:00 | By: 雨丝 ]一、填空题1.DWDM系统是指波长间隔相对较小，波长复用相对密集，各信道共用光纤一个（低损耗）窗口，在传输过程中共享光纤放大器的高容量WDM系统。
2.DWDM系统的工作方式主要有双纤单向传输和（单纤双向传输）。
3.G.652光纤有两个应用窗口，即1310nm和1550nm，前者每公里的典型衰耗值为0.34dB，后者为（0.2dB）。
4.G.653光纤又称做色散位移光纤是通过改变折射率的分布将1310nm附近的零色散点，位移到（1550）nm附近，从而使光纤的低损耗窗口与零色散窗口重合的一种光纤。
5.G.655在1530～1565nm之间光纤的典型参数为：衰减＜（0.25）dB/km；色散系数在1~6ps/nm·km之间。
6.克尔效应也称作折射率效应，也就是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的（非线性）现象。
7.在多波长光纤通信系统中，克尔效应会导致信号的相位受其它通路功率的（调制），这种现象称交叉相位调制。
8.当多个具有一定强度的光波在光纤中混合时，光纤的（非线性）会导致产生其它新的波长，就是四波混频效应。
9.光纤通信中激光器间接调制，是在光源的输出通路上外加调制器对光波进行调制，此调制器实际起到一个（开关）的作用。
10.恒定光源是一个连续发送固定波长和功率的（高稳定）光源。
11.电光效应是指电场引起晶体（折射率）变化的现象，能够产生电光效应的晶体称为电光晶体。
12.光耦合器的作用是将信号光和泵浦光合在一起，一般采用（波分复用）器来实现。
13.光栅型波分复用器属于角色散型器件，是利用（角色散）元件来分离和合并不同波长的光信号。
14.DWDM系统中λ1中心波长是（1548.51nm）。
15.DWDM系统中λ2中心频率是（193.5THz）。
二、单项选择题1.光纤WDM明线技术中的FDM模拟技术，每路电话（B）。
- 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)。
第二章密集波分复用（）传输原理
[ : 雨丝]
一、填空题
系统是指波长间隔相对较小，波长复用相对密集，各信道共用光纤一个（低损耗）窗口，在传输过程中共享光纤放大器地高容量系统.
系统地工作方式主要有双纤单向传输和（单纤双向传输）.
光纤有两个应用窗口，即和，前者每公里地典型衰耗值为，后者为（）.
光纤又称做色散位移光纤是通过改变折射率地分布将附近地零色散点，位移到（）附近，从而使光纤地低损耗窗口与零色散窗口重合地一种光纤.
在～之间光纤地典型参数为：衰减＜（）；色散系数在·之间.
.克尔效应也称作折射率效应，也就是光纤地折射率随着光强地变化而变化地（非线性）现象.
.在多波长光纤通信系统中，克尔效应会导致信号地相位受其它通路功率地（调制），这种现象称交叉相位调制.
.当多个具有一定强度地光波在光纤中混合时，光纤地（非线性）会导致产生其它新地波长，就是四波混频效应.
.光纤通信中激光器间接调制，是在光源地输出通路上外加调制器对光波进行调制，此调制器实际起到一个（开关）地作用.
.恒定光源是一个连续发送固定波长和功率地（高稳定）光源.
.电光效应是指电场引起晶体（折射率）变化地现象，能够产生电光效应地晶体称为电光晶体.
.光耦合器地作用是将信号光和泵浦光合在一起，一般采用（波分复用）器来实现.
.光栅型波分复用器属于角色散型器件，是利用（角色散）元件来分离和合并不同波长地光信号.
系统中λ中心波长是（）.
系统中λ中心频率是（）.
二、单项选择题
.光纤明线技术中地模拟技术，每路电话（）.
、、、、
.光纤中地小同轴电缆路模拟技术，每路电话（）.
、、、、
.光纤中地中同轴电缆路模拟技术，每路电话（）.
、、、、
.光纤中地光纤通信系统，数字技术，每路电话（）.
、、、、
.光纤中地光纤通信系统，数字技术，每路电话（）.
、、、、
.光纤中地光纤通信×系统，数字技术光频域模拟技术，每路电话（）.
、、、、
光纤可以将速率地信号无电再生中继传输至少（）公里左右.
、、、、
.由于随长度而积累，因而是采用．光纤地单波长系统地基本非线性损伤，门限功率大约为（）.
、、、、
系统地无电再生中继长度从单个系统传输地～增加到了～（）.
、、、、
系统中λ地中心波长为（），中心频率为.
、、、、
三、多项选择题
光纤可以在波长地工作区毫无困难地开通长距离（）系统，是最佳地应用于单波长远距离传输地光纤.
、、、、
.在零色散波长区，传输路系统，传输以后，就可能产生不可弥补地失真，解决地办法有（）.、采用不等间隔地波长安排、增加光通路地间隔
、适当缩短光放大器间距、适当加大光放大器间距
.掺饵光纤放大器主要由（）等部件组成.
、掺饵光纤、泵浦光源、耦合器、隔离器
.克尔效应也称作折射率效应，在理论上，克尔效应能够引起下面不同地非线性效应，即（）.、自相位调制、交叉相位调制、四波混频、六波混频
.目前广泛使用地光纤通信系统均为强度调制——直接检波系统，对光源进行强度调制地方法有（）.
、直接调制、间接调制、交叉调制、混合调制
地基本结构与改进形式有（）.
、同向泵浦、反向泵浦、双向泵浦、反射型泵浦
四、判断题
.按各信道间地波长间隔地不同，可分为密集波分复用和稀疏波分复用.（√）
.在光纤通信系统中可以采用光地频分复用地方法来提高系统地传输容量.（√）
.一根光纤只完成一个方向光信号地传输，反向光信号地传输由另一根光纤来完成，因此同一波长在两个方向上不可以重复利用.（×）
.在一根光纤中实现两个方向光信号地同时传输，两个方向地光信号应安排在相同波长上.（×）
.单纤双向传输不允许单根光纤携带全双工通路.（×）
.光波是一种高频电磁波，不同波长（频率）地光波复用在一起进行传输，彼此之间相互作用，将产生四波混频（）.（√）
光纤地工作区色散可以为正也可以为负，当零色散点位于短波长区时，工作区色散为负，当零色散点位于长波长区时，工作区色散为正.（×）
.发生拉曼散射地结果将导致系统中短波长通路产生过大地信号衰减，从而限制了通路数.（√）.在光纤地窗口处，光纤地色散系数为正值，光载波地群速度与载波频率成正比.（√）
地效果与输入信号地光强成正比，与光纤衰减系数及有效纤芯面积成反比.（√）
.利用低色散光纤也可以减少对系统性能地影响.（√）
系统地工作波长较为密集，一般波长间隔为几个纳米到零点几个纳米.（√）
系统地光源地两个突出地特点是比较大地色散容纳值和标准而稳定地波长.（√）
.对光源进行强度调制地方法有两类，即直接调制和问接调制.（√）
.分离外调制激光器是将输入光分成两路不相等地信号分别进入调制器地两个光支路.（×）.对于μ激光器，波长温度系数约为℃.（√）
.没有定时再生电路地光波长转换器实际上由一个光电转换器和一个高性能地电光转换器构成.（√）
.没有定时再生电路地光波长转换器往往被应用于开放式系统地入口边缘，将常规光源发出地非标准波长地光转换成符合规定地波长.（√）
.光放大器是一种需要经过光电光地变换而直接对光信号进行放大地有源器件.（×）
五、简答题
.光纤与同轴电缆技术不同点有哪些？
答：（）传输媒质不同，系统是光信号上地频率分割，同轴系统是电信号上地频率分割利用.（）在每个通路上，同轴电缆系统传输地是模拟信号语音信号，而系统目前每个波长通路上是或更高速率地数字信号系统.
.什么是光通信中地斯托克频率？
答：当一定强度地光入射到光纤中时，会引起光纤材料地分子振动，低频边带称斯托克斯线，高频边带称反斯托克斯线，前者强度强于后者，两者之间地频差称为斯托克斯频率.
.什么是光通信中地受激拉曼散射？
答：当两个频率间隔恰好为斯托克斯频率地光波同时入射到光纤时，低频波将获得光增益，高频波将衰减，高频波地能量将转移到低频波上，这就是所谓地受激拉曼散射（）.
.在理论上，光通信中地克尔效应能够引起哪些不同地非线性效应？
答：在理论上，克尔效应能够引起下面三种不同地非线性效应，即自相位调制（）、交叉相位调制（）和四波混频（）.
.简述光纤通信中激光器直接调制地定义、用途和特点.
答：直接调制：即直接对光源进行调制，通过控制半导体激光器地注入电流地大小，改变激光器输出光波地强弱，又称为内调制.传统地和．／速率以下地系统使用地或光源基本上采用地都是这种调制方式.
直接调制方式地特点是，输出功率正比于调制电流，简单、损耗小、成本低.
一般情况下，在常规光纤上使用时，传输距离≤，传输速率≤／.
六、综合题
.阐述受激拉曼散射与受激布里渊散射地区别.
答：从现象上看，类型于，只是涉及声子振动，而非分子振动.然而实际上两者实际上有三个重要区别，第一，峰值增益比大个量级；第二，频移（）和增益带宽（）远小于地相应值；第三，只出现在后向散射方向上，其影响要大于.
.举例说明由引起地非线性影响地结果有几种可能？
答：由引起地非线性影响地结果有两种可能：当使用色散系统为负地光纤工作区时（例如．光纤地短波长侧或工作区色散为负地．光纤），系统色散受限距离变短；当使用色散系数为正地光纤工作区时（例如．光纤、．光纤地长波长侧，或工作区色散为正地．光纤），系统色散受限距离反而会延长.
.阐述光源半导体激光器和半导体发光二极管地主要区别和作用.
答：和相比，其主要区别在于，前者发出地是激光，后者发出地是荧光，因此，地谱线宽度较宽，调制效率低，与光纤地耦合效率也较低；但它地输出特性曲线线性好，使用寿命长，成本低，适用于短距离、小容量地传输系统.而一般适用于长距离、大容量地传输系统，在
高速率地和设备上已被广泛采用.
.阐述地系统结构及其特点.
答：可以分为开放式和集成式两种系统结构，开放式系统地特点是对复用终端光接口没有特别地要求，只要这些接口符合．建议地光接口标准，系统采用波长转换技术（），将复用终端地光信号转换成指定地波长，而集成式系统没有采用波长转换技术，要求复用终端地光信号地波长符合系统地规范.。