华为的波分原理教程

R R x x N 2f f R N 2 R 2 1S S D D 2 D n D E M U X M P I- R S ’ O AR ’ M P I- S M U X R R m m n 2 S 2 T T x x N 2
单纤单向系统和单纤双向系统
单纤双向传输方式
… … … … …
…
λ１ λ２
T
λ3 λ1
λ3 λ1
T+ΔT
λ3 λ3λ1 λ1
色散
色散包括：材料色散、波导色散、模式色散。
材料色散：纤芯材料折射率随频率的变化引起的。 波导色散：光纤中具有同一模式但携带不同频率信号。 模式色散： 在多模光纤中，光信号的不同模式间传播速率的 不一致而引起的
由于材料色散和波导色散的效果正好相反，所以我们可以通过 控制他们的作用来控制光纤的色散为零窗口
λＮ
光
波
长
复
分
用
器
功率/前置
放大
光线路放大
红带 EDFA 1547.5—1560.5nm
OSC 1625nm
西向 1-N
WDM 耦合器
WDM 耦合器
OSC 1510 nm
蓝带 EDFA 1527.5—1542.5nm
光
波
长
复
分
用
功率/前置
器
放大
东向 1-N
λ１ λ２
λＮ
比单向传输节约一半光纤器件，而且由于两个方向传输的信号不产生FWM产物； 需要采用特殊的措施来对付光反射，双向光纤放大器等元件噪声系数差。
G.652光纤:大量铺设， 传高速信号需色散补偿
17 色散系数 (ps/nm·km)
1310
G.653光纤:1550nm波长区 混频严重，不适合DWDM
正色散系数G.655光纤
1550
波长λ(nm)负色散 系数G.655光纤
1.1550nm波长区具有最小色散和衰减， 适合DWDM系统、高速信号传输 2. 应 用 ： TrueWave 真 波 光 纤 ( 正 色 散 区 的SPM效应有利于传输)；LEAF-大有效 面积光纤（克服非线性效应）
YD/T1143-2001 32/16×10Gbit/s光波分复用系统技术要求
G.652
单模光纤光缆的特性
G.655
非零色散单模光纤光缆的特性
G.661/ G.662 / G.663/G.681 与放大器相关的系列标准
G.671
无源光器件要求
G.957
SDH系统和设备的光接口
G.691
具有光放大器SDH单信道和STM-64系统的光接口
S D 1 R 1
T x 1
R x 1
S 1
T T x x N 2f f S N 2 2 R R m m 2 n M U X M P I- S R ’O AS ’ M P I- R D E M U X S S D D n 2R 2 R R x x N 2
S n
R n
O S C
R x 1
T x 1
放大器
1) 良好的光谱特性（超低啁啾声、适宜的光 谱宽度）。 2）输出具有较高的光信噪比。
直调光源 电吸收调制光源 马赫-策恩德尔调制光源
最大色散ps/nm 1200~2400 7200~12800
大于12800
成本
适中
贵
昂贵
波长稳定性
较好
好
很好
光接收模块
• 光收模块主要是把接收到的光信号转换成电信号的模块，其主 要部分是光电检测器，光纤通信系统中使用二类光电检测器， – 光电二极管（PIN） – 雪崩光电二极管（APD）
集成式与开放式
开放式 D-WDM系统在终端复用设备中，具备光接口变换功 能；可以和任何厂家的 SDH 设备互连通。 集成式 D-WDM系统终端复用设备中不具备光接口变换功能； SDH 设备中的光发送单元性能必须满足D-WDM系统的要求 （G.692）
密集波分系统与粗波分系统
粗波分系统中，通道间隔一般在10nm左右，从而大大降低 了对器件的要求，从而降低了成本。但受到放大器工作窗口 的限制，粗波分系统大多用于城域网或接入网中。
波分复用（WDM）技术已经 成熟，成为很好的扩容 方式
使用更高比特率TDM。STM-1--STM-64
采用SDM，铺设多芯新光缆(需考虑时间与成本)
把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送(如每个 波承载一种TDM 电信号）的方式统称为波分复用。
1 1 2 n
2 ┉ ┋
f 1 R m 1
单模光纤的非线性效应
• 受激非弹性散射
– 受激拉曼散射 – 受激布里渊散射
• 克尔效应
– 自相位调制 – 交叉相位调制
• 四波混频
1. 低啁啾、高波长稳定性的激光源 2. 低噪声系数、增益平坦的光放大器 3. 稳定可靠的各种光无源器件（复用器、解
复用器、光纤光栅、隔离器等）
光源\ 光ຫໍສະໝຸດ Baidu收机
无源光器件
半导体光放大器(SOA) 掺铒光纤放大器(EDFA) 拉曼放大器(Raman)
EDFA
Raman
技术成熟度 很成熟、大量应用 比较成熟
增益
高
低
带宽
较宽
很宽
入纤功率藕合效率
高
高
成本
适中
很高
EDFA的工作原理
• 掺铒光纤中Er3+离子受激辐射和自发辐射 • 放大的自发辐射（ASE）是噪声的最主要来源。
G.692
有光放大器多通路系统的光接口
M.3100 通用网络信息模型
G.otn
光传送网结构
光纤的特性参数－衰耗系数
衰耗 dB
1310nm
OH-
波段
吸收峰
S
C
L
波段
波段
波段
G.655 G.652
<=0.25dB/KM <=0.22dB/KM
波长 nm
(1550nm窗口)
(1550nm窗口)
由于光纤所传送信号的不同频率成分或模式成分的群速度不同， 而引起传输信号畸变的一种物理现象
波分系统优点
超大容量； 对数据率“透明” ； 升级时可最大限度地保护已有投资； 组网灵活、经济、可靠； 可与全光交换网兼容；
1、衰减 2、色散 3、非线性效应
YDN 120-1999 《光波分复用系统总体技术要求》暂行规定
YD/T1060-2000 32×2.5Gbit/s光波分复用系统技术要求
DCF色散补偿光纤
G.652、G.655(LEAF、TRUEWAVE)在1550窗口有正色 散系数及正色散斜率，信号传输时造成正色散的累积， 使脉冲展宽。 补偿原理：DCF光纤有负色散系数，在传输光纤中接入 这种光纤可抵消正色散，使脉冲得到压缩（DCF色散补 偿器）。 SDH系统补偿，只需一定的色散补偿量；DWDM系统补 偿，色散量一定，且要求DCF有适当的负色散斜率。