波分基本原理
分光器和波分原理
分光器和波分原理是两种不同的光学器件，它们的基本原理和应用有所不同。
分光器的物理原理是利用光的不同波长（频率）具有不同的传播速度，在介质界面上会发生折射现象。
当入射光线从一种介质进入另一种介质时，其入射角和折射角之间存在一个角度关系，即斯涅尔定律。
分光器利用这个原理将入射的混合光束（包含不同波长的光）分为不同波长的光。
它通常由一个入口端和两个或多个出口端组成。
入射的光线会经过一组透镜或反射镜，这些光学元件可以根据光的波长将光分离成不同的方向。
最常见的分光器是光栅分光器，其中光栅是一种具有平行凹槽的光学元件，当光入射到光栅上时，栅的结构会使不同波长的光线在不同的角度上折射或反射出来，从而实现光的分离。
分光器的物理原理可以应用于许多领域，如光谱分析、光通信、光学仪器等。
而波分器的原理则是通过衍射效应来分离不同波长的光，实现不同波长光在不同的通道中进行分离。
具体来说，当不同波长的光经过波分器时，波分器内部的光学元件会根据光的波长将其分离到不同的通道中。
由于不同波长的光在波分器中的衍射角度不同，因此它们会被导向不同的方向，从而实现光的分离。
波分器的分离效果比分光器更加细致，因为它可以根据光的波长将光分成不同的通道。
此外，由于波分器的技术要求较高，制造成本也相对较高。
波分器主要应用于光通信领域，可以将不同波长的光信号分离到不同的通道中，实现高速、大容量的光通信传输。
总的来说，分光器和波分器都是光学器件，但它们的原理和应用有所不同。
分光器主要利用光的折射原理将混合光束分离成不同波长的光，而波分器则是通过衍射效应实现不同波长光的分离。
在实际应用中，应根据不同的需求选择相应的器件。
60分钟学会波分基本原理
近红外区域：780 ~ 2526nm范围内的电磁波 WDM使用的波长范围：1260 ~ 1611 nm
肉眼勿看，安全第一 ！
禁止用眼直接观察光口，避 免激光伤害眼睛
波分复用：Wavelength-Division Multiplexing
把工作在不同载波波长上的多路光信号复用进一根光纤中传输，并能够 在接收端实现各信道分离的光通信系统称为波分复用系统。
波分技术基础原理
课程介绍
• 内容简介：
• 主要向合作伙伴介绍WDM&OTN技术原理
• 课程面向对象：
• 合作伙伴售前L2、L3人员
• 课程目标：
• 通过本课程， 合作伙伴可以了解到WDM原理、WDM系统受限因素及补 偿、WDM系统的主要构成，以及OTN基本原理、基本特性以及关键特性 和相关产品
• 版本信息：
合波后 连接OTU板线路侧 的信号
OADM 功能 MUX+DEMUX 但是一次性上下的波道数量较少
WDM引入的初衷是替代光纤
• 业务提升，部署的光纤会很快就用完。
• 例如：原来部署了6芯的光缆，DSL 数据业务用了一对，SDH又用了 一对，还要留一对预留。现在宽带上网的人多了，要增加DSLAM， 可是没有光纤资源了，该怎么办呢？
…
OTU3 λn
光缆
WDM 把光纤 资源释放 出来了！
DSLAM
纤芯（6芯）
WDM 还能完成可靠保护、故障定位
WDM 能完成性能监测（如：光功率、误码指示等）。在出现故障情况下，可识别链路 的故障是由光纤物理故障引起，还是由设备（SDH、路由器等）引起的。
WDM可以提供多少波长？相当于多少根光纤？
1571nm
P.10 距离，P.12光口参数
波分原理
WDM系统组成
O OTU OTU …… OTU ESC • • • • M U / O A OSC OSC OSC OA O A / O D U OTU ESC OTU OTU ……
OTU：波长转换单元，将非标准波长转换为符合ITU-T规范的标准波长，应用 光/电/光转换进行调制，不同的业务信号有不同的OTU板一一对应 OMU/ODU：光合波/分波单元，用于将不同波长的光信号进行混合或分离， 其核心单元是无源器件，对经过的光信号有插入损耗 OA：光放大单元，可分为预放(PA)、线放(LA)、功放(BA)，用于不同场合 OSC：光监控信道，是为光信道监控设置的，有1510nm和1625nm两个波道， 速率是2Mbit/s，该信道接收灵敏度很高（-48dbm），不参与任何光放大过程； ESC是电监控信道，是靠OTU帧空闲字节来传递监控信息，不能反映光通道 的实际情况，是低成本应用下的一种监测方式
波分原理
传输技术发展史
数字传输 （全光网络OTN） 1600Gbit/s 320Gbit/s 80Gbit/s
数字传输 （波分复用WDM） 光缆传输 数字传输 （时分复用） SDH 电缆传输 数字传输
（时分复用）PDH
40Gbit/s 10Gbit/s 2.5Gbit/s 622Mbit/s 155Mbit/s 140Mbit/s 8448kbit/s 2048kbit/s 64kbit/s
O T U
O T U
• • •
单纤双向系统：一根光纤实现两个方向的光信号同时传输，两个方向信号安 排在不同波长上 优点：节省光纤资源 缺点：光放站必须用双向光纤放大器及光环形器等器件，噪声系数较差，系 统设计复杂
应用模式 • 根据应用模式的不同，波分系统分为开放式系统和集成式系统 • 两者的区别是是否对客户信号有要求。开放式系统本身有OTU单元， 对符合ITU-T建议的光接口信号均可接入，集成式系统没有OTU单元， 要求用户接入的信号必须符合WDM相关规范并且不同信号接入的波 长也不能相同 • WDM系统采用开放式还是集成式可以根据实际需要决定，也可以混 合使用 • 随着器件性能不断提高，一些设备的光接口具备了定波长输出功能， 这样的光接口可以不经过OTU单元直接上合波单元
波分基本原理
全反射
折射 n2
θ
n1
包层 纤芯
护套
光纤的传输特性
损耗 色散 非线性
光纤的损耗特性
光纤的损耗主要包含：
吸收损耗 散射损耗 弯曲损耗
光纤损耗计算公式为:
光纤损耗(dB) = 光纤长度(Km) * 光纤损耗系数(dB/Km)
光波分复用解复用主要参数： 插入损耗 通道隔离度 通道带宽 偏振相关损耗
光监控通道
对光监控的要求：
不应限制OA上的泵浦光波长； 不应限制未来1310nm波长的业务； OA失效时仍有效； 可超长传输；具有分段双向传输功能。
采用1510/1625nm波长 信号速率为2.048Mb/s 接收机灵敏度：-48dBm 信号码型: CMI 信号发送功率: 0 -- -7dBm
C
OTU3
C
OTU4
WDM的受限因素
WDM 网络 受限因素
光功率
色散
光信噪比
D非H线D 性JG效D应J DJ
光功率预算
光纤损耗 (dB) = P输出 (dBm) - P输入 (dBm) = 距离 (km) x a (dB/km)
a：损耗系数
在1550nm窗口，G.652和G.655光纤的损耗系数：a = 0.22dB/km
S P输出
站点 A
距离L (km)
R P输入
站点 B
色散
色度色散（ps/nm）= 距离（km）x 色散系数（ps/nm.km）
G.652光纤：色散系数 = 17ps/nm.km G.655光纤：色散系数 = 4.5ps/nm.km
实际工程中主要考虑色度色散。 在长距离传输的情况下，采用色散补偿模块（DCM）进行色散补偿。
[WDM] 波分原理基础学习PPT
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损耗 3－附加损耗
附加损耗
由于光纤经过集束制成光缆，在各种环境下进行光缆 敷设、光纤接续以及作为系统的耦合与连接等引起的 光纤附加损耗
光纤/光缆的弯曲损耗、微弯损耗
光纤线路中的连接损耗 光器件之间的耦合损耗等
损耗谱
理论值：0.19－0.35dB/km 工程值：0.275dB/km
3.0
2.5
OM/OD技术－OM/OD器件类型
光栅型光波分复用器 介质薄膜滤波器型（DTF) 耦合器型（熔锥型） 阵列波导光栅型(AWG)
OM/OD器件类型 1－光栅型滤波器
l1,2,3,...n
l l l l ln
OM/OD器件类型 1－光栅型复用器
原理
– 属于角色散型器件，当光到光栅上后，由于光栅的角色散作用，使 不同的光信号以不同的角度出射，然后经过透镜会聚 到不同的输出 光纤，从而完成波长选择和分离的作用，反之就可以实现波长的合 并。
DWDM的基本原理
课程内容
DWDM系统概述 光纤的基本特性 DWDM系统关键技术 DWDM系统的技术规范
光纤传输网的复用技术
光纤传输网的复用技术经历了三个阶段：
空分复用（SDM） 时分复用（TDM） 波分复用（WDM）
DWDM产生背景
从技术和经济的角度，DWDM技术是目前最经济可行的扩容技术手 段
波长λ
DWDM技术是在波长1550nm窗口附近，在EDFA能提供增益的波长范围内，选用密集 的但相互又有一定波长间隔的多路光载波，这些光载波各自受不同数字信号的调制，复 合在一根光纤上传输，提高了每根光纤的传输容量。
DWDM系统基本结构
光发射机
信道1 光转发器1 λ1 光
BA
输入
波分ASON原理介绍及分析
ASON原理介绍及分析目录12ASON控制平面原理3ASON解决方案及主要特性传送网络的发展历程DCN QX网管DCN网管DCNPCEP/OSPF应用层控制器网管只有传送平面和管理平面集中控制+GMPLS 123传统波分网ASON 网络SDN 网络ASON智能光网络通过网管自动发现自动连接自动修复●智能网元自动发现●控制链路自动发现●TE链路自动发现●拓扑自动发现ASON是通过能提供自动发现和动态建立连接等功能的分布式控制平面，在OTN基础网络之上，可实现动态的、基于GMPLS协议和策略驱动来自动控制的一种网络机制。
从而在Mesh组网下具备抗多次断纤的自愈能力。
●业务路由自动计算●业务路径自动建立●断纤后能够重路由恢复●故障消除后可自动返回到原始路由ASON 使能自动恢复网络，大幅减少业务中断损失印尼断纤频繁（2018年1~2月，总计断纤22次）缩短中断时间节约赔偿支出=ASON 提升业务可靠性，减少业务中断损失超40M USDASON 使能自动化运维，大幅减轻维护压力Without ASON●运维机制：7X24小时●业务恢复：小时级●业务发放：小时级With ASON●运维机制：5X8小时●业务恢复：秒级●业务发放：分钟级ASON 自动化运维手工运维自动化运维断纤故障或割接中断秒级恢复，运维效率提升20%资源自动发现网络拓扑、路径、链路等自动发现，提前预知保护路由好坏业务自动部署业务(波长\ODUk)路由、时延自动计算，自动倒换业务自动恢复断纤位置自动提醒，故障消除自动感知，业务路由自动恢复业务可靠性差异化服务，增强网络竞争力高品质业务随时申请高品质的网络来保障永久1+11+1重路由静态1+1重路由无保护OLT家庭宽带ASON 提供永久1+1网络资源共享，打造高性价比的可靠网络网络资源利用率提升20%，TCO 节省30%PE1PE2100G100GIP+光协同保护，打造高性价比的可靠网络●可用率：99.9%●资源利用率：< 50%●网络TCO ：IP 1+1保护●可用率：99.9%●资源利用率：>70%●网络TCO ：节省30%IP 1+1保护IP + ASON 保护从L0到L3，部署成本依次升高IP MPLS MPLS-TPOTN L3L2L1L0CostWDM目录1ASON特征和价值23ASON解决方案及主要特性ASON 总体架构和网络模型ASON 整体框架由ITU-T 制定，并由IETF 指定了一系列的通用多标签交换协议(LMP , RSVP-TE, OSPF) 由IETF 制定,并已日趋完善。
波分技术 原理
波分技术原理
波分技术是一种在光纤通信中广泛应用的技术，利用不同波长的光信号来传输不同的信息。
它基于光的波长调制，实现了多路复用和解复用的功能，提高了光纤传输的容量和效率。
波分技术的原理主要基于光的波长特性。
不同波长的光在光纤中传输时会保持相对独立，互不干扰。
因此，通过同时发送多个不同波长的光信号，可以在同一条光纤上进行并行传输，实现多路复用。
而接收端则使用光栅和光谱分析仪等设备，对传输过来的光信号进行解复用，分别恢复出原始的数据信息。
波分技术的实现通常包括以下几个关键步骤：
1. 光源产生：通过激光器或其他光源产生多个不同波长的光信号。
2. 波长分复用器：使用波长分复用器将多个不同波长的光信号集中到一根光纤中，实现多路复用。
3. 光纤传输：通过光纤将多个波长的光信号传输到目标地点。
4. 解复用器：在接收端使用解复用器将光信号分解为不同波长的光信号，恢复原始数据。
5. 接收和处理：对解复用得到的光信号进行接收和处理，最终得到传输的数据信息。
波分技术的优点在于能够实现高容量的光纤通信，提供更大的带宽。
不同波长的光信号可以同时在同一条光纤上进行传输，提高了光纤的利用率。
而且，由于不同波长的光信号互不干扰，可以避免信号间的串扰和干扰，提高了传输的可靠性和稳定性。
总的来说，波分技术通过利用光的波长特性，实现了多路复用和解复用的功能，提高了光纤通信的效率和容量。
它在现代通信领域得到了广泛的应用，成为了光纤通信的关键技术之一。
波分复用的基本原理
波分复用的基本原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠波分复用的基本原理。
你看啊，这波分复用就好比是一条高速公路，不同颜色的光就像是各种不同的车辆。
在普通情况下，这些光各自走各自的路，就像车在不同的车道上行驶。
但波分复用可不一样，它就像是个超级调度员，能把这些不同颜色的光巧妙地安排在一起，让它们在同一条“道路”上欢快地跑起来。
想想看，如果没有波分复用，那得需要多少条单独的线路来传输这些光信号啊！那得多麻烦，多浪费资源啊！可波分复用一来，嘿，问题迎刃而解。
它就像是个神奇的魔法，能把那些看起来杂乱无章的光信号整理得井井有条。
就好比你有一堆乱七八糟的玩具，突然有个厉害的整理大师出现，一下子就把它们都归类放好了。
波分复用让光通信变得更加高效、便捷。
它让信息可以像水流一样顺畅地在光纤中流淌，而且还能同时传输好多好多的信息呢！这不就跟我们家里的自来水管一样嘛，一个管子里可以同时流淌好多不同的水流。
你说这技术厉不厉害？它就像是给光通信开了个超级加速外挂，让信息传输的速度蹭蹭往上涨。
而且啊，这波分复用还特别稳定可靠。
就像我们每天出门都要走的路，只要维护得好，就一直能顺畅地走下去。
它不会轻易出问题，能一直为我们服务。
你再想想，如果没有波分复用，我们现在的网络能有这么快吗？我们能这么愉快地刷视频、玩游戏、聊天吗？肯定不行啊！所以说啊，波分复用真的是光通信领域的一大功臣。
它让我们的生活变得更加丰富多彩，让信息的传递变得如此简单快捷。
总之，波分复用就是这么牛，它是现代通信技术中不可或缺的一部分。
它就像一颗璀璨的星星，照亮了我们信息传递的道路，让我们在信息的海洋中畅游无阻！这就是波分复用的魅力所在啊！朋友们，你们感受到了吗？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
波分原理
WDM的关键技术
• • • •
光源技术 光放大器技术 光复用器和解复用器 监控技术
WDM的关键技术-光源
• WDM的光源是指波分侧的光源，一般是指OTU发往波分侧的光源 • WDM对光源的要求： 1、输出标准且稳定的波长 2、有较大的色散容限 关于色散容限的说明：假如某OTU单板色散容限为800ps/nm， 在G.652光纤中传输，该光纤色散系数为20ps/nm· km，那么该系统 色散受限距离L=800/20=40km，也就是说传输距离超过40km就必须 加色散补偿模块进行补偿，所以色散容限越大越好 • 光源的调制方式主要有直接调制、电吸收(EA)调制、马赫-策恩德尔 (M-Z)调制等，其中EA调制目前应用较为广泛
CWDM和DWDM
• 根据波长间隔的不同，将波分系统分为稀疏波分系统CWDM和密集波分系 统DWDM
类别 波长间隔
CWDM 20nm/2500GHz
DWDM 100GHz/0.8nm、50GHz/0.4nm、 25GHz/0.2nm
C-偶数波：191.30THz-196.00THz C-奇数波：191.35THz-196.05THz C-偶数波扩展：191.325THz-196.025THz C-奇数波扩展：191.375THz-196.075THz L-偶数波：186.95THz-190.85THz L-奇数波：187.00THz-190.90THz
波分系统的波道划分 • 可利用的频率波段主要有C波段和L波段，现阶段WDM系统优先选择 C波段进行传输 • 光波频率从192.100THz至196.075THz称为C波段，在此波段范围内 每隔25GHz分为一个波道，共可划分160个波道 • 光波频率从191.300THz至192.075THz为扩展C波段，该波段范围内 每25GHz划分一个波段，可划分32个波道，这样整个C波段可利用的 波道是192个 • 光波频率从186.95THz至190.90THz为L波段，在此波段范围内每隔 50GHz分为一个波道，共可划分80个波道 • 绝对频率：DWDM中允许的通路频率是基于频率为193.1THz，通道 最小间隔为100GHz、50GHz或者25GHz的频率间隔系列，193.1THz 称为DWDM系统的绝对频率 • 波长与频率关系：C=λf，C是光速
波分原理PPT课件
波分系统的波道划分
• 可利用的频率波段主要有C波段和L波段，现阶段WDM系统优先选择 C波段进行传输
• 光波频率从192.100THz至196.075THz称为C波段，在此波段范围内 每隔25GHz分为一个波道，共可划分160个波道
• 光波频率从191.300THz至192.075THz为扩展C波段，该波段范围内 每25GHz划分一个波段，可划分32个波道，这样整个C波段可利用的 波道是192个
WDM系统传输模式 单纤单向：
O
O
T
T
U
U
• 单纤单向系统：一根光纤只传输一个方向光信号，另一个方向由另一根光纤 完成，实际应用时收发各有一套独立系统，又称双纤双向系统
• 优点：可以充分利用单根光纤带宽，增加波长时比较方便
• 实际应用中大多数系统都采用单纤单向方式
WDM系统传输模式 单纤双向：
O
• OA：光放大单元，可分为预放(PA)、线放(LA)、功放(BA)，用于不同场合
• OSC：光监控信道，是为光信道监控设置的，有1510nm和1625nm两个波道， 速率是2Mbit/s，该信道接收灵敏度很高（-48dbm），不参与任何光放大过程； ESC是电监控信道，是靠OTU帧空闲字节来传递监控信息，不能反映光通道 的实际情况，是低成本应用下的一种监测方式
对符合ITU-T建议的光接口信号均可接入，集成式系统没有OTU单元， 要求用户接入的信号必须符合WDM相关规范并且不同信号接入的波 长也不能相同 • WDM系统采用开放式还是集成式可以根据实际需要决定，也可以混 合使用
• 随着器件性能不断提高，一些设备的光接口具备了定波长输出功能， 这样的光接口可以不经过OTU单元直接上合波单元
…… ……
波分原理
Multiplex）
第二种分类： 第二种分类：
单向WDM 单向 双向WDM 双向
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CWDM简介（1）
CWDM载波通道间距较宽，因此一根光纤上只能复用2到16个左 载波通道间距较宽，因此一根光纤上只能复用 到 个左 载波通道间距较宽 右波长的光信号。 右波长的光信号。 CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光， 调制激光采用非冷却激光， 采用的是冷却激光， 调制激光采用非冷却激光 采用的是冷却激光 整个CWDM系统成本只有 系统成本只有DWDM的30%。 整个 系统成本只有 的 。 稀疏波分复用系统一般工作在从1260nm到1620nm波段，间隔 到 波段， 稀疏波分复用系统一般工作在从 波段 个信道。 为20nm，可复用 个信道。 ，可复用16个信道
pulse
Fiber cladding
pulse
λ1 λ2 λ3 ...
Fiber core
Fiber cladding
λ1 λ2 λ3 ...
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波分介绍
传统波分WDM 传统波分WDM OTN波分 OTN波分
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光纤的损耗
光纤的损耗主要取决于吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗 三种损耗。 衰减系数
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光纤中的色散
波分系统的工作原理和应用
波分系统的工作原理和应用1. 工作原理波分系统（Wavelength Division Multiplexing System）是一种利用光纤传输数据的通信系统。
它通过同时发送多个不同波长的光信号，将它们合并在一条光纤中传输，并在接收端将各个波长的信号分离出来。
波分系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：• 1.1 制备不同波长的光信号• 1.2 光信号的合并• 1.3 光信号的传输• 1.4 光信号的分离• 1.5 光信号的接收1.1 制备不同波长的光信号在波分系统中，通常使用激光器来产生高质量的光信号。
通过调整激光器的工作参数，可以产生不同波长的光信号。
这些不同波长的光信号可以代表不同的数据流。
1.2 光信号的合并制备好不同波长的光信号后，需要将它们合并成一条光纤中的复合光信号。
这通常通过光纤连接器和光分束器来实现。
光分束器可以将多个光信号按照一定的比例合并成一个复合光信号。
1.3 光信号的传输合并好的复合光信号通过光纤进行传输。
光纤具有较低的传输损耗和较高的传输带宽，可以有效地将光信号从发送端传输到接收端。
1.4 光信号的分离在接收端，需要将复合光信号分离成各个波长的光信号。
这通常通过光分路器来实现。
光分路器可以将复合光信号按照不同波长分离成多个单一波长的光信号。
1.5 光信号的接收分离好的单一波长光信号通过光接收器进行接收和解码。
光接收器将光信号转换为电信号，并经过相应的解码处理，将数据还原为原始的信息。
2. 应用波分系统在现代通信领域中有着广泛的应用。
它能够提供高带宽、低损耗的通信传输方式，满足了现代通信对带宽和传输效率的要求。
以下是波分系统的一些主要应用：• 2.1 光通信波分系统是光通信领域的重要组成部分。
通过利用不同波长的光信号进行多路复用，可以实现高容量、高速率的光纤通信。
波分系统在光纤通信网络中起到了承载和传输的重要作用。
• 2.2 光网络波分系统在光网络中扮演着关键的角色。
波分基本原理课件
04
波分复用的优势与挑战
波分复用的优势
01
02
03
04
高带宽利用率
波分复用允许多个信号在同一 根光纤上传输，大大提高了带
宽的利用率。
降低成本
通过共享光纤资源，波分复用 可以显著降低网络建设的成本。
灵活扩展
随着业务量的增长，可以通过 增加波长数量来扩展系统的容
量。
高可靠性
由于不同的信号在物理上被分 开，因此一个信号的故障不太
光电检测器用于将接收到的光信号转换 为电信号，以便后续处理和应用。
滤波器用于滤除信道中的噪声和其他干 扰因素，以确保接收到的光信号质量可靠。
接收机通常包括解调器、滤波器和光电 检测器等组件，以确保能够准确还原出 原始的光信号。
解调器用于将合成的光信号解调为不同 波长的光信号，以便后续处理和应用。
03
光滤波技术
总结词
光滤波技术用于滤除波分复用信号中的噪声和干扰，提高信噪比。
详细描述
光滤波技术利用光学干涉和衍射等原理，实现对特定波长信号的选择性通过或滤 除。在波分复用系统中，不同波长的光信号可能受到不同程度的噪声干扰，光滤 波技术能够实现对各波长信号的精确过滤，提高信号的纯净度和可靠性。
光检测技术
调制器用于将不同波长的光信号调制 到不同的频率上，以便在信道中实现 有效的复用。
发射机通常包括调制器、放大器和滤 波器等组件，以确保输出光信号的质 量和稳定性。
放大器用于放大输出光信号的功率， 以确保信号在传输过程中具有足够的 能量。
信道
信道是波分复用系统中光信号 传输的媒介，通常采用光纤作
为传输介质。
要点一
总结词
光检测技术用于将接收到的光信号转换为电信号，便于后 续处理和分析。
波分基本原理课件
频分复用
总结词
将频率划分为若干个小的频段，并在不同的频段内传输不同的信号。
详细描述
频分复用是一种将频率划分为若干个小的频段，并在不同的频段内传输不同的信号的技术。它通常被 用于模拟通信系统中，可以将多路信号合并为一路信号进行传输。频分复用技术的主要优点是实现简 单、可靠性高、抗干扰能力强等。
码分复用
光检测技术
要点一
直接检测器
利用光电效应将光信号转换为电信号，通过电路处理实现 信号检测。
要点二
干涉型检测器
利用干涉原理将光信号转换为电信号，具有高灵敏度、宽 动态范围等优点。
06
波分系统的应用与发展趋 势
现有波分系统的应用
电信领域
利用波分复用技术，将多个不同 波长的光信号在同一光纤中进行 传输，以增加传输容量和减少光
更加灵活和智能 未来的波分系统将会更加灵活和智能，能够更好地适应不 同的应用场景和需求，同时具备自我修复和自我优化等功 能。
融合其他先进技术 未来的波分系统将会融合其他先进的通信技术，如光量子 计算、光子芯片和人工智能等，以实现更高效、更可靠和 更智能的数据传输。
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THANKS
02
波分技术的原理
基于光的干涉和衍射原理，当不同波长的光波在相同的光纤中传播时，
会发生干涉和衍射现象，从而形成叠加和分离的效果。
03
波分复用技术
波分复用技术是一种利用波分原理实现多路信号并行传输的技术，它将
不同波长的光波组合在一起，通过同一束光纤进行传输，实现高速、大
容量的数据传输。
波分技术的历史与发展
05
波分系统的关键技术
激光技 术
半导体激光器
利用半导体材料产生激光，通过 调制信号控制输出光功率，实现 高速调制。
60分钟学会波分基本原理
(波分)就是分、合各种光(波长)
WDM波分复用就是将不同颜色的“光”(波长)在同一根光纤中传输，就像我们 看到的 赤橙黄绿青蓝紫 七色 混合成一种白色在传输一样
光纤
DEMUX MUX
非本站点落地业务，直接穿通
光功率或OSNR不够，中继一下
OTU1
光纤
OTU2
OTU3
本站点落 地业务
一根光纤分出 多路波长
目录
1 WDM原理 2 WDM的系统受限因素和补偿 3 WDM系统的主要构成 4 OTN技术简介
WDM的受限因素有哪些呢？
功率与OSNR
色散容限
PMD
非线性效应
光纤衰耗系数随波长变化曲线（损耗谱）
波长不同，损耗不同：850nm/1310nm/1550nm通常简称第1/2/3窗口； 1380nm附近由于氢氧根粒子吸收，光纤损耗急剧加大，俗称水峰（Water Peak）； ITU-T将单模光纤在1260nm以上的频带划分了O、E、S、C、L、U等6个波段； 容易看出，在这6个波段中，C波段和L波段损耗最小！
波分技术基础原理
课程介绍
• 内容简介：
• 主要向合作伙伴介绍WDM&OTN技术原理
• 课程面向对象：
• 合作伙伴售前L2、L3人员
• 课程目标：
• 通过本课程， 合作伙伴可以了解到WDM原理、WDM系统受限因素及补 偿、WDM系统的主要构成，以及OTN基本原理、基本特性以及关键特性 和相关产品
• 版本信息：
3 没有独立的监控信道
常用的光监控信道（OSC）波长为1310nm。但是1310nm是CWDM的一个波道 每一个站点损耗3dB（合入、分出OSC波长）
DWDM优势
超大容量（40/80/96/120波，单波2.5G-10G-40G-100G-400G600G-800G-…）
波分产品基础原理
Description 30路2.5G支路业务处理板 16×10Gbit/s支路业务处理板 2×40Gbit/s支路业务处理板 16×10Gbit/s线路业务处理板 2×40Gbit/s线路业务处理板 1路100G线路业务处理板 2路100G线路业务处理板
Line Unit (N board)
注：这个表格仅列出了9800V1R1中支线路单板，关于单板更多信息请参考9800对应版本的《规划指南》
注：这个表格仅列出了部分6800/8800OTU单板(9800见下页)，详细列表请参阅《硬件指南》
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Board type Tributary Unit (T board)
Name T130 T216 T302 N216 N302 N401 N402
Client side Line side
1
SDH signal IP package ATM cells
1 2
n
2 ┋ n
DWDM equipment
┉
Fiber
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CWDM和DWDM
192.125THz 192.05THz 191.275THz
196.05THz
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华为波分产品解决方案
华为波分目前主打产品均为DWDM，主要包含OSN 1800， BWS 1600G, OSN3800, OSN6800/8800/9800等产品形态，根据所配臵单 板的不同，截止2013年，提供从单波2.5GHz到单波100GHz的传输速 率，并支持电层/光层ASON等特性，可以灵活地覆盖多 OSN 9800 种传输场景。 相关设备的详细参数请查阅“硬件指南”
波分技术原理
○ ● ○
1480nm 光子 980nm 光子 1550nm 光子 ○ ●
但从WDM角度上说，色度色散有利于克服光纤的非线性造成的信道间干扰，如FWM和XPM。
需要辨证的看待色度色散的影响。
Page 16偏振模色散（MD） 由于信号光的两个正交偏振态在光纤中有不同的传播速度而引起的色散称 偏振模色散，它也是光纤的重要参数之一。
引起偏振模色散的因素是随机产生的，因而偏振模色散是一个随机量。
决定光纤衰减常数的损耗主要是吸收损耗和散射损耗
WDM中信号光窗口范围
波段 说明 范围（nm） 带宽（nm）
O波段
E波段
原始
扩展
1260~1360
1360~1460
100
100
S波段
C波段
短波长
常规波长
1460~1525
1525~1565
65
40
L波段
U波段
长波长
超长波长
1565~1625
1625~1675
光调制器对恒定光源发出的高稳定激光根据电调制信号以“允许”或者 “禁止”通过的方式进行处理，而在调制的过程中，对光波的频谱特性不 会产生任何影响，保证了光谱的质量，适用于高速率、长距离传输。 常用的间接调制有两种：电吸收调制光源和M-Z光源
电吸收调制光源（EA）
优点：频率啁啾较低，色散受限距离较长
第一章 波分复用技术概述 第二章 WDM 的传输媒质 第三章 DWDM的关键技术
光纤的结构
涂层 包层 d2 d1 纤芯 包层 涂层 n2 n1 n2
光纤的结构
单模/多模光纤
随着纤芯直径的粗细不同，光纤中传输模式的数量多少也不同。因 此光纤按照传输模式的数量多少，分为单模光纤和多模光纤 ： 当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在波导光纤中会以 几十种或更多的传播模式进行传播，这样的光纤叫做多模光纤。多 模光纤的纤芯直径较粗，通常直径等于50um左右； 当光纤的几何尺寸可以与光波长相比拟时，即纤芯的几何尺寸与 光信号波长相差不大时，光纤只允许一种模式在其中传播，其余的 高次模全部截止，这样的光纤叫做单模光纤。单模光纤的纤芯直径 较细，通常直径为5~10um； 从光纤的外观上来看，两种光纤区别不大，包括塑料护套的光纤 直径都小于1mm； 波分系统里用的都是单模光纤
波分技术原理分析介绍
波分技术原理分析介绍传送网的主要技术控制技术电层技术光层技术传送网的本质是保证业务的端到端连接，即“管道”。
传送网的发展也是围绕“管道”，即更大传送带宽、更多接入业务、更智能。
聚焦于网络“智能”，实现ASON 功能：●网络拓扑资源自动发现●业务端到端自动配置●故障智能恢复等聚焦于业务“调度”，通过调度可以实现的功能：●复用：不同业务在同一管道内传送●交叉：不同业务在不同管道内传送提升管道带宽复用率，提升传送方向灵活性聚焦于传送“带宽”：作为光传送网的传输介质，单根光纤能传多少速率带宽直接影响管道的大小“管道”容量提升主要通过单波线路速率的提升。
传送网技术发展方向PTNMSTPPDH SDHOTNASON （控制协议为GMPLS ）WDMAON现今几年后未来光层技术电层技术控制技术SDH 和WDM 是传送网使用最多的技术；OTN 融合了SDH 和WDM 的优点，已成为大颗粒业务传送的主流技术。
PDH ：准同步数字系列；SDH ：同步数字体系；MSTP ：基于SDH 的多业务传送平台OTN ：光传送网；PTN ：分组传送网MS-OTN ：多业务光传送网AON ：全光网；ASON ：自动交换光网络GMPLS ：通用多协议标志交换协议MS-OTNOTN 是WDM 发展的必由之路传统的WDM 复用新一代大容量传送系统需要完成从简单的P2P WDM 技术向E2E 自动交换OTN 系统的转变，才能全面解决了从业务变化和组网功能转移的多维度难题分层的交叉连接和疏导内部挑战传送有效性•更低的传送成本•40GE/100GE 承载需求•高集成度•低功耗…外部挑战SDH 领域收缩…•端到端连接•端到端OAM •多种保护方案网络功能向WDM 设备转移类SDH 的OAM和保护OTNOTN ---------光传送网（O ptical T ransport N etwork ）OTN 关注传输距离的同时也关注业务调度SDH 传送容量非常有限，传统WDM 提供大容量长距离的点对点传送，但基本没有组网功能，缺乏完善的链路保护和管理；OTN 设备能同时完成原SDH 层（帧管理安全与交叉调度）和波分层（大容量远距离传送）的功能，使调度和大容量传送合一；OTN 基于大颗粒GE&2.5G&10G 进行管理和调度，接入业务100M~100G 。
波分保护基本原理和配置-A
波分保护基本原理和配置
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前言
基于1600G 6100 产品手册和相关 保护专题开发此课程. 本课程旨在介绍波分主要保护类 型原理和开局配置方法.
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1+1板间通道保护的信号流-一致路由
工作路径
OUT TI1 TO11 TO12 RX1 TX1 RI11 RI12 IN OUT TX1
RO1
S C
OTUIN 主
TI2
S
TO21 TO22 RI21 RI22 RX1 TX1 OUT IN
RO1
耦合器 分路器
RI11 RI12 TO11 TO12
TI1
SCS单板 单板
RO2
耦合器 分路器
RI21 RI22 TO21 TO22
TI2
选收是接收端通过主机检测SD,SF等告警,控制主备用OTU单板的客户侧发端激光器开关来实现; 互为保护的OTU单板必须在同一个子架. 在收端,主备OTU客户侧在物理上都有尾纤连接到SCS的耦合器,但是耦合器没有选收功能,实际上选 收是由主机控制主备OTU客户侧激光器实现的.
TO11 TO12 RI11 RI12
TI1
S C
RO1
TI2
S
TO21 TO22 RI21 RI22 RX1 TX1 OUT IN
TO21 TO22
RO2
OTU 备
分合 波板
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加油站 高速公路
巡逻车
WDM的定义
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 ）
SDH signal IP package ATM cells
1
1 2
n
2
┉
┋
n
WDM的系统结构
波段划分
波段 O波段 E波段 S波段 C波段 L波段 U波段
说明 原始 扩展 短波长 常规波长 长波长 超长波长
范围（nm） 1260~1360 1360~1460 1460~1525 1525~1565 1565~1625 1625~1675
带宽（nm） 100 100 65 40 60 50
因为C波段和L波段这两个传输窗口的传输衰耗最小，所以DWDM系统中信号光选择在C波段和L波段。 粗波分由于传输距离短，衰耗并非主要限制因素，所以CWDM系统中信号光跨越多个波段（1311~1611nm）。
光波分复用解复用主要参数： 插入损耗 通道隔离度 通道带宽 偏振相关损耗
光监控通道
对光监控的要求：
不应限制OA上的泵浦光波长； 不应限制未来1310nm波长的业务； OA失效时仍有效； 可超长传输；具有分段双向传输功能。
采用1510/1625nm波长 信号速率为2.048Mb/s 接收机灵敏度：-48dBm 信号码型: CMI 信号发送功率: 0 -- -7dBm
OSC
F
F
S C C
OTU1
I
I
OTU2
M
U
U
OTU3 OTU4
4 0
M 4 0
OSC
OTU1
S
OTU2
C
OTU3
C
OTU4
电监控信道
特点：
结构简单，成本低； 支持冗余备份； 改善光功率预算； 降低系统复杂度。
S C C
OTU1
OTU2
M
OTU3 OTU4
4 0
M 4 0
OTU1
S
OTU2
常规光纤的损耗系数-波长曲线图
Multi-mode 850~900nm
dB/km 5
4
（
3
2
O
E SC L U
band
OH-
1
）
900
nm
1200 1300 1400 1500 1600 1700
波带不同，损耗系数不同 1380nm附近由于氢氧根粒子吸收，光纤损耗急剧加大，俗称水峰 容易看出，在O~U这六个波段中，C波段和L波段损耗系数最小
站点 A
OMS 距离L (km)
站点 B
C
OTU3
C
OTU4
WDM的受限因素
WDM 网络 受限因素
光功率
色散
光信噪比
D非H线D 性JG效D应J DJ
光功率预算
光纤损耗 (dB) = P输出 (dBm) - P输入 (dBm) = 距离 (km) x a (dB/km)
a：损耗系数
在1550nm窗口，G.652和G.655光纤的损耗系数：a = 0.22dB/km
光放大器
EDFA
掺饵光纤放大器
RFA
拉曼光纤放大器
光放
光放大器的应用
OTU
M
M
U4
OA
OA4
X0
0
OTU
OTU
M
MD
OA4
4M
0
0U
X
OTU
BA功率放大器
LA线路放大器
PA前置放大器
光复用器与解复用器
复用器
解复用器
fiber
光波分复用解复用技术： 衍射光栅技术 介质薄膜技术 耦合技术 阵列波导技术
N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：
光波长转换单元（OTU）； 波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）； 光放大器（BA/LA/PA）； 光/电监控信道（OSC/ESC）。
OTU
OTU
O
OTU
M
BA
LAHale Waihona Puke UOPA D
OTU
U
OTU
OTU
OSC
OSC
OSC
传输模式
单纤单向
MUX
M
O
4
T
0
U
M 4 0
DEMUX
O T U
传输模式
单纤双向
MUX/DEMUX
M
O
4
T
0
U
M 4 0
DEMUX/MUX
O T U
应用模式
开放式系统
O T U
客户设备
MUX
M 4 0
M 4 0
DEMUX
O T U
客户设备
WDM的优势
超大容量 数据透明传输 长距离传输 兼容已有光纤 灵活组网 经济性和可靠性 平滑扩容能力
S P输出
站点 A
距离L (km)
R P输入
站点 B
色散
色度色散（ps/nm）= 距离（km）x 色散系数（ps/nm.km）
G.652光纤：色散系数 = 17ps/nm.km G.655光纤：色散系数 = 4.5ps/nm.km
实际工程中主要考虑色度色散。 在长距离传输的情况下，采用色散补偿模块（DCM）进行色散补偿。
光纤的结构
光纤是由圆柱形玻璃纤芯和玻璃包层构成，最外层是一种弹性耐磨 的塑料护套，整根光纤呈圆柱形。
全反射
折射 n2
θ
n1
包层 纤芯
护套
光纤的传输特性
损耗 色散 非线性
光纤的损耗特性
光纤的损耗主要包含：
吸收损耗 散射损耗 弯曲损耗
光纤损耗计算公式为:
光纤损耗(dB) = 光纤长度(Km) * 光纤损耗系数(dB/Km)