DWDM系统与相关技术

Pr与探测器类型、传输速率有关。
2、接收动态范围 （D） 在满足规定的误码指标的条件下，光接收机所需最小光功率与 所允许的最大光功率值之差。 D=10 Log Pmax/ Pmin （ dB）
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不同工作条件下的接收灵敏度
灵敏度与系统误码指标相关!
速率等级 误码指标 BER 2Mb/s STM-4 STM-16 STM-64
1 2 32
O M U
ILA
OBA OLA OPA
OMT
O D U
1 2 31 32
RX OTU16
…
…
TX OTU32
RX OTU16
OWU OSC EMU OSC OSC
OWU EMU
EMU RX OTU16
OWU
1 2
1
O D U O M
TX OTU1 TX OTU2
…
2 32
城域光网络
大芯数带状光缆 防蚁光缆
SOHO
千兆以太网光纤光缆
信息化智能小区
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移动通信网的结构
移动电话网由 移动台、
中继传输系统、基站和 移动交换局组成
移动交换局和基站之间 通过中继线相连，基站 和移动台之间为无线接 入方式


移动交换局又和本地电 话网中的市话局相连组 成移动电话网
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CATV光网络结构 (HFC)
oxc
OADM OADM OADM
波长转换
特点： * 使用DWDM和线路 放大器 优点： * 低成本增加带宽
特点： * 基于波长的自愈环 优点： * 快速保护的OADM环 *直接连接其他业务网络 降低成本
特点： * 使用OXC 优点： * 更为灵活的配置网络
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DWDM系统五大组成部分

发射和接收有源部分：
RM2 RMn
…
R’
OA S’
OA/ MPI-R OD
SD2 SDn
光纤衰减 光纤色度色散 光纤 PMD 光纤非线性效应
接收机的动态范围 接收机的电带宽 接收机 OSNR 灵敏度 接收机带噪声
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光纤传输接口指标（发送）
1、工作波长（λ）：线路传输特性与系统工作波长密切相
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网络容量演进
WDM 通路数
64
16 160Gb/s 40Gb/s 20Gb/s 8 640Gb/s 160Gb/s 80Gb/s 2.56Tb/s 640Gb/s 320Gb/s
1
2.5Gb/s
10Gb/s
40Gb/s
比特率(TDM)
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WDM和SDH的关系
都是传输技术， SDH 使用的是 TDM 技术（电域），而 WDM 使 用的主要是WDM技术光域）。 一般来说在WDM系统中的每一波道仍然使用的是 TDM技术所 以通常WDM可以作为SDH的传输平台，即SDH可作为WDM系 统中的业务来传输。
DWDM系统与相关技术
王加强
中国的光通信从这里开始
信息产业部武汉邮电科学研究院

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教师专业历简介
王加强
毕业于北京邮电大学（原北京邮电学院） 信息产业部武汉邮电科学研究院高级工程师 中国通信学会会员 光纤通信专业技术资格认证培训师 具有光纤传输系统设计与施工经历 编著出版专业技术教材《光纤通信工程》 （北邮出版社—2003）
支持信息传输的三大媒介： 1、数字微波传输 2、卫星传输 3、光纤传输
光纤传输具有独特的优越性、巨大的传输带宽 目前，百分之八十以上的信息通过光纤传输 全国各运营商及专网光缆线路长度已达350万公里以上
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光纤传输扩容方式
光纤通信技术主要围绕提高传输容量与增大传输距离发展。(PDH——SDH——WDM） 提高传输容量的手段有： 1、SDM—采用增加光纤对扩大通信容量。 2、TDM—不断提高信道传输速率。 3、WDM—增加信道数量。 增大传输距离的方式有： 1、进行光放大 2、采用色散补偿与前向纠错技术 3、实现光孤子通信
关。
850nm.1310nm.1550nm(S.C.L波段) 2、平均发送光功率（Ps） ：
功率单位：mw、μw（制造、购买光源用） dBm（设计、施工、测量用）
dBm=10 Log Ps/1mw（毫瓦分贝值）
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光纤工作波段
工作窗口 第一窗口 第二窗口 第三窗口 第四窗口 第五窗口
波段名称
标称波长 850 1310 1550 1550 1550 波长扩展
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波分复用技术进展
• •
无电再生距离不断延长
光放大、色散补偿、
波分复用信道数不断增加
波段扩展（C—C+L）、光源调制
• Lucent公司在Bell实验室已实现UDWDM，
可在一根光纤中传输1022波，信道间隔为10G
（0.08nm），总容量达10Tb/s以上。
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DWDM相关技术
G.957 OTU1 OTU2 OTUn 波长范围 波长稳定度 波长间隔 发射输出光功率 发射消光比 OA 的增益平坦特性 OA 的噪声指数 OA 自动增益控制 复用器插损 复用器插损差异 解复用器插损 解复用器信道间串 扰 S1 1 S2 2 Sn n RM1 OM/ OA MPI-S R’ OA S’ SD1
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DWDM系统的分类

以信道速率分类：2.5Gbit/s 、10Gbit/s及混合速率 以信号类型分类：数字信号和模拟信号 以信道承载业务类型分类：PDH、SDH、ATM、 IP 或混合业务等 以信道数分类： 4、8、16、32.160 .等 以总容量分类： 20Gbit/s、 40Gbit/s、 1.6Tbit/s等 以传输方向分类： 单纤单向和单纤双向系统等 以地理域分类： 海底系统、陆地系统等 以网络功能分类：骨干网.城域网或局域网 以系统接口分类：集成式或开放式系统
Tx 1 EDFA 合波器 EDFA EDFA 分波器
Rx 1
Tx n
Rx n
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DWDM的特点
优点 充分利用光纤带宽实现超大容量传输 EDFA 直接光放大，降低成本 对速率和调制方式透明 系统升级容易 有限的传输速率可降低光纤色散的影响 网络层次分明，业务调度方便 适应未来光网络建设的要求
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WDM系统在传送网中的位置
电路层（如ATM， IP等）
ATM IP路由层
SDH通道层
DXC ADM
WDM光路 层
OADM WDM系统 OXC
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光波分复用应用类型
DWDM (Dense WDM) 密集波分复用 波长间隔小于1000GHz (约8nm），一般在1550nm窗口采用， 用于长距离传输 CWDM (Coarse WDM) 粗波分复用 波长间隔介于 10nm 到 50nm ，通常为 20nm ，可在 1310nm 和 1550nm窗口采用，用于城域网 WWDM (Wide WDM) 宽波分复用 波长间隔大于 50nm ，一般指 1310nm/1550nm 复用，仍用于 接入网，但很少用于长距离传输
电力 通信 专用
OPGW光缆 ADSS光缆
直埋光缆
G655& G652光纤
干线光网络
爬坡直埋光缆
Underwater Cable
光缆
Direct Burial Cable
通信分中心
LAN
办公室
AN
接入服务器
架空光缆
通信中心 XX大学
G652光纤
XX大厦
接入光网络
阻燃光缆 WRI 多模光纤 FTTC&FTTB
高容量,低成本,透明性,波长分插复用
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DWDM
的特点
主要技术问题
光纤非线性的影响,特别是四波混频 需宽带增益平坦的光放大器 光源的波长稳定性和波长一致性 光无源器件的插入衰耗及可靠性
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TDM和WDM技术合用
利用TDM和WDM两种技术使网络容量巨增 1. 根据不同的光纤类型选择TDM的最高传输速率 2. 根据传输容量的大小选择DWDM复用的光信道数 WDM的容量（总传输速率） 由两方面因素决定：可同时使用的波道数 N，以及每一波道可传输 的最大速率（容量） V ， WDM 的容量即传输的最大信息速率 C=N ╳ V。
干线网(星型) 配线网(树型) 光节点 用户引入线
干线放大器 分路器 线路延伸器
前端
光节点
光节点 分路器
服务区 200~2000家庭用户
分路器
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用户接入网基本应用结构(PON)
OLT
1:N
FTTC
ONU ONU
传 输 链 路
交 换 机
OLT FTTB
1:N
p
ONU
OLT FTTH
1:N
n
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传输方式的变化
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光纤传输的应用类型
电信网：长途干线系统、城域网系统 移动网（骨干网、交换-基站、光纤直放） 专用网：铁道、电力、军事、化工、高速 广电网：HFC图象传输（CATV） 计算机网：城域网、局域网 用户接入：FTTC、FTTB、FTTH——ASON
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光缆传输的不同应用网络
Duct Cable 管道光缆 水下光缆
波长范围（nm）
O波 段 S波 段 C波 段 L波 段 E波段
1280-1360 1460-1530 1530-1565 1565-1625 1360-1460
29Βιβλιοθήκη 光纤传输接口指标（发送）3、光谱特性（Δλ）：-3dB与-20dB谱宽 信号脉冲包含的波长范围 4、边模抑制比（SMSR）： SMSR = Pmain/ Pside≥30dB 5、消光比（EXT）： EXT=P。/P1x100%<10% or 10lgP1/P。>10dB