光波分复用技术讲座第3讲WDM系统技术规范
光纤波分复用技术及WDM工作原理
本次演示将深入探讨光纤波分复用技术及WDM的工作原理，为您呈现最新的 WDM技术和未来发展方向。
波分复用与频分复用的对比
1 波分复用
基于波长进行传输，多个信号在不同的波长上传输，每个波长之间独立传输。
2 频分复用
基于频率进行传输，通过在频域将多个信号拆分后调制。
WDM的工作原理和主要组成部分
1
宽带接入
2
WDM技术正在迅速发展，为大规模
的传输提供更多的资源和更高的速度。
3
高速网路
WDM技术的发展趋势是高速网络和 超大容量传输，以应对数据爆炸和日 益增长的网络需求。
物联网
WDM技术有望促进物联网的发展， 加强物联网对于数据传输和处理的支 持。
优点：适用于长距离传输， 允许数据在两个方向上传输。
波分交叉WDM
优点：可以同时传输多个波 长，缺点是成本较高。
WDM在通信领域的应用和发展趋势
光纤传输
WDM技术在光纤传输中广泛应 用，增强了大容量、高速率和 低延迟的数据传输。
高速网络
WDM技术为高速网络提供了更 多的传输资源，实现了超高速 数据和视频传输。
覆盖率
WDM的发展趋势是提高网络的 效率和覆盖范围，降低成本并 简化网络管理。
WDM技术对网络拓扑结构和可靠性的 改善
网络拓扑结构
WDM技术为网络提供了更高的容量和速度，使网络更具灵活性和可扩展性。
可靠性
WDM技术具有更高的重要性，使网络的故障排除更加简单，有助于保持网络的稳定性和可 靠性。
WDM技术未来的发展方向
1
波长多路复用器
用于将多个信号的波长分离和复用，允许多个信号共享一条光纤传输。
光波分复用（WDM）技术
光波分复用（WDM）技术第一章：了解光波分复用(WDM)把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送（每个波长承载一个TDM 电信号）的方式统称为波分复用。
波分复用是一种光纤传输技术，这种技术在一根光纤上使用不同的波长传输多种光信号。
现在，在为远程通信设计的高端WDM系统中，每种光信号（通常是指一个信道或一种波长）最多可以达到2．5Gps或10Gbps的传输速率。
当前的系统能够支持32到64个信道，厂商承诺将在不久的将来提供支持96信道或128信道的系统。
这将使得一根光纤就能够传送几百Gps的信息。
密集波分复用（DWDM）一词经常被用来描述支持巨大数量信道的系统，在这里，“密集”没有明确的定义。
相反，在一根光纤上使用两个或者四个信道有时也被称为WDM。
＜WDM光传输技术简介＞波分复用（WDM）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，每个波段用作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。
通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有差别，按照通道间隔差异，WDM可以细分为W-WDM、M-WDM、D-WDM。
我们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上的一条车道，而使用D-WDM技术，类似于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。
＜波分复用技术的发展＞波分复用技术在光纤通信出现伊始就出现了。
从1995年开始，WDM发展进入了快车道，Lucent率先推出了8*2.5G波分复用系统，Ciena推出了16*2.5G系统。
我国已完成了4*2.5G的现场实验，8*2.5G实验系统已通过签定。
WDM发展迅速的主要原因在于：（1）光电器件的迅速发展。
（2）TDM 10Gb/s面临着电子元器件响应时间的挑战。
（3）光纤色散和偏振模色散限制了10Gb/s的传输。
90年代初，EDFA（掺铒光纤放大器）的迅速商用化解决了WDM 复用器带来的插入损耗问题。
波分复用技术讲稿
波分复用技术（WDM）第一、发展和起源1、光复用技术的发展●空分复用SDM（Space Division Multiplexing）——线性增加光纤对和传输设备——是一种十分有限的扩容方式优点：扩容方案简单，容易实现缺点：线路敷设困难，没有充分利用光纤带宽●时分复用TDM（Time Division Multiplexing）——PDH、SDH——是一种被普遍采用的扩容方式优点：成倍提高传输容量，降低了设备和线路成本缺点：升级至更高速率需要完全更换设备和中断服务，速率升级缺乏灵活性●波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）——是一种在一根光纤内实现多路光信道传输的有效扩容方案优点：充分利用光纤线路资源，极大地提高传输容量缺点：需要较多光器件，增加了失效和故障的概率●TDM + WDM——充分利用TDM和WDM技术的优点进行系统扩容2、两波长复用和密集波分复用DWDM●两波长复用——两波长系统：1310nm和1550nm——中继方式：光/电/光（原因：无兼顾2个窗口的光放大器件）——采用熔融波分复用器件，插入损耗小●密集波分复用DWDM（Dense WDM）——在1550nm窗口的多波长系统——中继方式：光3、DWDM发展状况3.2 国内发展●1998年4月：清华大学、北京大学和北京邮电大学合作完成了4波长4节点的WDM 实验网● 1999年1月：武汉邮电科学研究院研制了济南—青岛8×2.5Gbps 密集型WDM系统工程第二、基本原理1、光传输波段的划分2、光波长与频率的换算λ×f = cλ——波长；f ——光波频率；c ——光在真空中的传播速度，一般采用3.0×108m/s 。
3、WDM 概念● 把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传输（每个波长承载一个TDM 电信号）● 目前常用的复用波长都是在C 波段范围内（1530nm~1565nm ）…波长波长光 谱光 谱λ１λ２λ３λ４λ５λ６λＮＷＤＭ单通道4、粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）●粗波分复用（Corse WDM）——通道间隔~ 20nm——复用波长范围1270nm ~ 1610nm （间隔20nm，共18个波长）——只适用于短距离、低速率的城域网●密集波分复用——通道间隔≤200GHz5、工作方式5.1 双纤单向传输⏹一根光纤只完成一个方向的光信号传输，反向光信号传输由另一根光纤来完成。
[WDM] 波分原理基础学习PPT
![[WDM] 波分原理基础学习PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/bcf388a0112de2bd960590c69ec3d5bbfc0ada42.png)
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
光纤通信系统53波分复用系统WDM
工作波长区的选择
•（通道数量，中心波长，波长间隔，中心频率偏移 等）
对于常规G.652光纤，ITU-T G.692给出 了以193.1THz为标准频率、间隔为100GHz 的41个标准波长(192.1～196.1THz)，即 1530～1561nm。
WDM系统除了对各个通路的信号波长有 明确的规定外，对中心频率偏移也有严格规定 。通路中心频率偏移定义为通路实际的中心频 率与通路中心频率标称值的差值。对通路间隔 选择100GHz的16×2.5Gb/sWDM系统，到寿 命终了时的频率偏移应不大于±20GHz。
1310nm/1550nm窗口的波分复用: 仍用于接入网，很少用于长距离传输
1550nm窗口的密集波分复用(DWDM): 广泛用于长距离传输
1550nm窗口的稀疏波分复用(CWDM): 用于城域网
DWDM
Dense Wavelength Division Multiplexer ITU-T G692 信道间隔： nm量级
光纤通信系统53波分复 用系统WDM
2020年5月28日星期四
1. 波分复用系统及技术
概念 发展概况 主要特点 WDM系统的技术规范 WDM系统的基本类型及其应用 波分复用的相关技术
什么是波分复用技术？ WDM:(Wavelength Dvision Multiplexing)
简单地说，不同的信号汇集在一起传 输而互不干扰称为复用。“波分复用技术” 指的是将不同波长的光信号汇集在一根光 纤中发射传输，在接收端将它们分开。
Dl Df
1.6nm 200GHz 0.8nm 100GHz 0.4nm 50GHz
CWDM
Coarse Wavelength Division Multiplexer 稀疏波分复用、粗波分复用 信道间隔： 20nm 常用的波长为1470nm、1490nm、
波分复用概念与其技术讲解波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长...
波分复用概念与其技术讲解波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。
按照通道间隔的不同，WDM 可以细分为CWDM(稀疏波分复用)和DWDM(密集波分复用)。
CWDM 的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。
CWDM 和DWDM 的区别主要有二点：一是CWDM 载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5 到6 个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM 调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。
由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。
CWDM 避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM 系统成本只有DWDM 的30%。
CWDM 是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。
在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。
由于光波长与频率的关系：= ×。
实际上为一种频分复用，所以WDM通常也被称为光频分复用(OFDM), WDM系统的主要优点为：1．充分利用光纤的低损耗波段，大大增加光纤的传输容量，降低成本2．对革新到传输的信号的速率，格式具有透明性，有利于数字信号和模拟信号的兼容3．节省光纤和光中继器，便于对已经建成的系统进行扩容4．可以提供波长选路，使建立透明，灵活，具有高度生存性的WDM网络成为可能46.2.2 波分复用/解复用器件在整个WDM 系统中，需要使用多种波长的光信号，通常光纤的损耗随着传输距离的增长而增大。
光纤通信系统波分复用系统WDM-共64页课件
中心频率 193.6 193.5 193.4 193.3 193.2 193.1 193.0 192.9 192.8 192.7 192.6 192.5 192.4 192.3 192.2 192.1
4 波系统 * * * *
8 波系统 * * * * * * * *
16 波系统 * * * * * * * * * * * * * * * *
（a）现实的需要性，以2.5Gb／s系统为例， 16波分单向就可达到40Gb／s的传输速率， 这足以满足未来几年的业务需求；
（b）技术的可行性。当前波分复用器件和激 光器元件的技术都满足16个波长以上的复用。
从当前应用上看，WDM系统只用于 2.5Gb／s以上的高速率系统。因而在制定规 范的过程中，我们主要考虑了基于2.5Gb／s SDH的干线网WDM系统的应用，承载信号为 SDH STM-16系统，即2.5Gb/s×N的WDM 系统。对于承载信号为其他格式(例如IP)的系 统和其它速率（例如10Gb/s×N）暂不作要 求。
开放式波分复用系统：就是波分复用器前端 加入波长转移单元OTU，将当前SDH的 G.957接口波长转换为G.692的标准波长光 接口。可以接纳过去的老SDH系统，并实 现不同厂家互联，但OTU的引入可能对系 统性能带来一定的负面影响。
双向WDM系统在设计和应用时必须要考虑几个关 键的系统因素：
如为了抑制多通道干扰(MPI)，必须注意到光反射的影响、 双向通路之间的隔离、串扰的类型和数值、两个方向传输的功 率电平值和相互间的依赖性、光监控信道(OSC)传输和自动功 率关断等问题，同时要使用双向光纤放大器。
l
1 1,
l
1 2,
l
1 3
,l
1 4
光波分复用系统(WDM)技术要求
【业界新技术】1．光波分复用系统(WDM)技术要求【RPR专栏】1．新一代光环城域网——弹性分组环2．For personal use only in study and research; not for commercial use3．4．城域网新标准：弹性分组环RPR【业界新技术】光波分复用系统(WDM)技术要求（2003-07-31 通新世界）一、引言在过去几年中，WDM技术使得光纤丰富的带宽资源得以开发利用。
然而，2.5Gbit/s 或10Gbit/s的WDM信号经过400-600km传输后，还需要进行电再生中继。
整个系统结构复杂，成本昂贵。
如何在实现全光传输的前提下，降低传输成本，延长传输距离，是一个急需解决的问题。
在超长距传输环境下，引入了许多新的技术，如采用喇曼放大器。
在传输过程中，进行波形管理、功率管理、色散管理，以及信号编码采用RZ编码和超强FEC等技术。
信号在无电中继传输的距离达到3000km，在实验室甚至达到了10000km。
鉴于国内外WDM技术发展迅速，1.6Tbit/s与800Gbit/s的WDM设备已经有商用化产品，并在干线网络上有实际应用。
为了给研制和运营部门提供技术依据，在以往WDM标准基础上，制定了《光波分复用系统(WDM)技术要求——1.6Tbit/s部分与800Gbit/s部分》。
二、光波分复用系统(WDM)技术标准介绍我国于1997年在省际干线(西安－武汉)引入第一条WDM系统(Lucent公司的8*2.5Gbit/s系统),从此揭开了WDM系统在中国大规模应用的序幕，WDM技术系列标准的研究和制定也正式开始。
1999年，我国第一个针对WDM技术的标准——《光波分复用系统总体技术要求暂行规定》(YDN120--1999)正式发布，标准中对8*2.5Gbit/sWDM系统及16*2.5Gbit/sWDM系统的技术要求进行了规范。
2000年，发布了《光波分复用系统(WDM)技术要求——32*2.5Tbit/s部分》(YD/T1060--2000)。
光波分复用技术管理规范
光波分复用技术讲座第一讲 WDM技术的差不多原理信息产业部电信研究院 xxx目前，WDM（波分复用）技术进展十分迅速，已展现出巨大的生命力和光明的进展前景，我国的光缆干线和一些省内干线已开始采纳WDM系统，同时国内一些厂商也正在开发这项技术。
为关心读者了解和熟悉这一新技术，我们组织了该系列讲座。
第一讲是WDM 技术的差不多原理；第二讲介绍WDM系统中应用的光电器件的种类及其要紧原理，以及它们的应用情况；第三讲介绍WDM系统的技术规范，特不是信息产业部刚刚制定公布的16（8）×2.5Gb／s WDM系统规范，并予以较详细的讲明；第四讲要紧是关于WDM系统治理方面的要求，以及WDM和SDH网管系统的关系；第五讲是关于WDM系统测试方法和相关仪表；第六讲要紧探讨采纳0ADM组环的技术，另外还将讨论基于OXC和0ADM的全光网技术。
欢迎读者朋友随时对该讲座提出意见和要求（热线电话：010-********）。
1 概述——在过去20年里，光纤通信的进展超乎了人们的想象，光通信网络也成为现代通信网的基础平台。
就我国长途传输网而言，截止到1998年底，省际干线光缆长度已接近2O万km。
光纤通信系统经历了几个进展时期，从80年代末的PDH系统，90年代中期的SDH系统，以及近来风起云涌的WDM系统，光纤通信系统自身在快速地更新换代。
——波分复用技术从光纤通信出现伊始就出现了，两波长WDM （1310／1550nm）系统80年代就在美国AT&T网中使用，速率为2×1.7Gb／s。
然而到90年代中期，WDM系统进展速度并不快，要紧缘故在于：（1）TDM（时分复用）技术的进展，155Mb／s—622Mb／s—2.5Gb／s TDM技术相对简单。
据统计，在2.5Gb／s系统以下（含2.5Gb／s系统），系统每升级一次，每比特的传输成本下降3O％左右。
正由于此，在过去的系统升级中，人们首先想到并采纳的是TDM技术。
WDM基础理论 ppt课件
13
WDM系统的技术规范包括：
❖ 1) 绝对参考频率(AFR)和信道间隔 ❖ 2) 标准中心频率和偏差
2021/3/26
WDM基础理论 ppt课件
14
光转发器技术
❖ WDM光的发射是采用光转发器（OUT）技术，OUT是 WDM的关键技术之一。开放式WDM系统在发送端采用 OTU将非标准的波长转换为标准波长，如图是一个 OTU的示意图，该器件的主要作用在于把非标准的 波长转换为ITU-T所规范的标准波长，以满足系统 的波长兼容性
控与管理系统构成，如图所示为双向结构中其中一 条单向传输的WDM系统总体结构示意图。
2021/3/26
WDM基础理论 ppt课件
12
光波长区的分配
❖ WDM系统的光发射机首先要解决光信号分割问 题，如图所示，光信号是按照频率分割的， 各通道的波长是固定分配的。
2021/3/26
WDM基础理论 ppt课件
① WDM网络的交换形式
a）光路交换
b）光分组交换
c）光突发交换
d）光分组流交换
❖
② 波长路由机制
2021/3/26
WDM基础理论 ppt课件
32
WDM网络的关键设备
❖ 1）光分插复用器(OADM) ❖ 2）光数字交叉连接器（OXC）
2021/3/26
WDM基础理论 ppt课件
33
WDM网络的保护
❖ 1.WDM系统线路保护方式
❖ WDM系统线路保护主要有两种保护方式：一种 是基于单个波长的保护，即在SDH层上实现1+1或 1：n保护；另一种是基于光复用段的保护（OMSP), 即在光路上同时对合路信号进行保护
❖
❖ （1）基于单个波长的、在SDH层上实现的1+1或 1：n保护
光纤波分复用技术及WDM工作原理
在WDM系统中理想的光源应能够按照需要调节到不同的波长上。温 度的调节只能实现微调。当这种微调不能使LD工作在需要的波长上时，这 个激光器就不能在WDM系统中应用。如果激光器可调谐，且调谐范围足够 宽，可工作在1550nm窗口任意一个波长上，这样的可调谐激光器就成为 理想的光源。实现宽的调谐范围有以下几种方法。 采用分段式DBR LD 图8.3.2为一个三段式DBR LD的示意图。三段分别为有源段﹑相位段 和布拉格段，各段之间彼此电隔离，并且通过各自独立的电极来提供电流， 三段作为一个整体形成一个光学谐振腔。有源段为高掺杂区，为激光器提 供增益。相位段为无源区，为光波提供相位移。只有那些在谐振腔内往返 一次相位移等于2π的整数倍的光波才能形成震荡。若改变相位段的电流I2， 就改变了相位，也就等效于改变了谐振腔的光学长度，因而改变了谐振波 长。布拉格段也为无源区，电流的改变引起该段材料的有效折射率发生改 neff 变，从而引起布拉格波长的改变。调谐范围可用下式进行计算： neff 其中，为波长调谐范围，neff 为有效折射率的改变量，和neff分别表 示激光器的工作波长和有效折射率。实际中，折射率的最大改变量约为1%， 因此，波长最大可调谐范围在10nm量级。
2. 可作为WDM系统光源的激光器件
WDM系统对激光器有如此严格的要求，那么，如何使LD发射的波长恰 好满足ITU-T的规定呢？我们从半导体激光器的工作原理知道，LD发射的光波 波长范围取决于半导体材料的带隙，而精确的波长则由LD的谐振腔决定。在 设计制作器件时，通过调节DFB LD中布拉格光栅的周期来调节中心波长，使 其工作在规定的波长上。同时由于材料的折射率随着电流和温度的变化而变 化，导致等效腔长发生变化。通过改变电流和温度参数可实现工作波长的精 细调节。但是，调节工作电流无疑会改变激光器的输出功率。实际WDM系统 中常通过微调各个分立的LD的温度来实现波长的调谐。也可将这些分立的LD 集成在一个芯片上，形成激光器阵列。但是，如何将这样的阵列所发出的光 耦合到一根光纤中是一个必须解决的问题。采用阵列波导光栅AWG作复用器， 与激光器阵列集成在一个芯片上，将有可能解决上述问题。关于激光器阵列 以及与AWG集成的研究正在进行之中。
WDM技术规范.pptx
199.0
(THz)
196.0
195.0
194.0
193.0
192.0
191.0
1505
(nm)
1510 1530 1535 1540 1545 1550 1555
1560
C-Band
OSC信道151010nm 中心频率(中心波长)偏差n/5，n为光信道间隔
1565 1570
L-Band
通信技术专业教学资源库 深圳职业技术学院
谢谢
主讲： 吴粤湘
课程团队： 吴粤湘 林琪 赵晓吉 李滢滢
通信技术专业教学资源库 深圳职业技术学院
《华为传输工程师HCNA认证》课程
波分复用的技术规范
主讲： 吴粤湘
课程团队： 吴粤湘 林琪 赵晓吉 李滢滢
目录
01 波分复用的技术规范
653 色散位移单模光纤光缆的特性 • G.655 非零色散位移单模光纤特性规范 • G.692 具有放大器波分系统的光接口标准 • G.694.1 DWDM系统应用的频率建议 • G.694.2 CWDM系统应用的波长建议 • G.975 系统前向纠错技术建议 • G.709 光传送网络(OTN)的接口规范
2.传输信道参考点
f1
Tx1
S1
R M1
Tx2
f2
OM/
S 2 R M2 OA MPI-S
R Mn f
TxN
n Sn
OA
R'
S'
Rx1 R1 S D1
OA/ MPI-R OD S D2 R 2
Rx2
S Dn RxN
Rn
3.波长分配
• 标称中心频率指的是光波分复用系统中每个通路对应的中心波长。 在DWDM中允许的通路频率是基于参考频率为193.1THz，以及通 道最小间隔为100GHz 、50GHz或者25GHz的频率间隔系列。
WDM系统概述(光纤通信课件)
有线路光放大器的WDM系统参考配置
一、 DWDM技术概述
（四） WDM系统应用类型
有线路光放大器WDM系统的应用代码
有线路光放大器WDM系统的应用代码
应用
区段数 4波长 8波长 16波长
长距离区段
很长距离区段
（每个区段的目标距离是80km） （每个区段的目标距离是120km）
5. 降低器件的 超高速要求
一、 DWDM技术概述
（二）WDM工作方式
WDM的工作方式有双纤单向和单纤双向两种。
1 双纤单向传输
指一根光纤只完成 一个方向光信号的 传输，反向光信号 的传输由另一根光 纤来完成。因此， 同一波长在两个方 向上可以重复利用。 如图所示
双纤单向传输的WDM系统
一、 DWDM技术概述
一、 DWDM技术概述
（一）WDM概述
1 WDM技术产生背景 传统的传输网络扩容方法采用空分多路复用（SDM）和时分 多路复用（TDM）两种方式。
空分多路复用 SDM是靠增加光纤数量的方式线性地增加传输系统的容量， 传输设备也随之线性地增加。扩容方式十分受限。
一、 DWDM技术概述
（一）WDM概述
WDM系统
CONTENT
本章目录
内容 重点 难点
WDM系统 WDM技术概述和系统结构 WDM系统设备与组网 WDM系统的关键技术 WDM系统规范
WDM系统结构与设备 WDM系统规范
WDM系统结构及关键技术
学习本章的目的和要求
掌握WDM概念和系统结构 掌握WDM系统的设备和组网 了解WDM系统关键技术 掌握WDM系统规范
1 WDM技术产生背景 传统的传输网络扩容方法采用空分多路复用（SDM）和时分 多路复用（TDM）两种方式。
光波分复用技术讲座
（2）目标传输距离和光缆传输衰减
第一章 光波分复用系统的基本原理
张凌云
（广东省邮电规划设计院）
摘 要 介绍光波分复用系统的基本原理。分别介绍光波分复用器、掺铒光纤放大器；光波分复用技术的主要优点、协调要点；光通路的波长分配、目标传输距离和光缆传输衰减、波长转换器、光监控通路及每信道最小发送功率等光波分复用系统五大主要参数的选择考虑。
WDM系统的光合波器可以采用各种技术来实现，目前常用的有无源耦合器型（如星型耦合），干涉滤波器型（多重介质膜），集成光波导型（如AWG：Arrayed Waveguide Grating矩阵波导光栅，不管多少个波长，其插入均为8dB）。
WDM系统的光分波器有光纤布拉格光栅型（Bragggrating），干涉滤波器型，集成光波导型。
1．5 WDM技术的主要优点
（1）可以充分利用光的巨大带宽资源，随着光纤制造技术和水平提高，将来有可能在1290～1600nm开放WDM。
（2）可节约大量光纤，对于早期敷设的芯数不多的光缆，利用WDM可不必对原有系统作较大改动，扩容比较方便。可节省线路系统（不计2.5Gbit/s光端机和OUT）投资，在160km线路上开4×2．5Gbit／sWDM时比占4对光纤各开2.5Gbit/s时省28％投资，当开8×2．5Gbit／s WDM时比8对光纤各开2．5Gbit／s节约50％费用。
1．4光波分复用器和光放大器
（1）光彼分复用器WDM通信中光合波器（OM也称光复用）／光分波器（OD也称光分用）是一个重要的核心器件，该器件的性能包括光插入损耗（＜8～11dB）、频率稳定度（温度特性nm／℃）、隔离度（＞25～30dB）、光反射系数（＜－40dB）、工作波长范围、极化（偏振）相关损耗（0.4～0.5dB）、各通路插入损耗的最大差异（＜1dB）。
光缆波分复用WDM系统工程设计规范(参考Word)
YD 中华人民共和国通信行业标准YD/T XXXX－20XX光缆波分复用（WDM）系统工程设计规范（送审稿）Specifications of Engineering Design for Optical Fiber CableWavelength Division Multiplexing System20XX－××－××发布 20XX－XX－XX实施中华人民共和国工业和信息化部发中华人民共和国通信行业标准光缆波分复用（WDM）系统工程设计规范（送审稿）Specifications of Engineering Design for Optical Fiber Cable Wavelength Division Multiplexing SystemYD/T XXXX－20XX主管部门：工业和信息化部通信发展司批准部门：中华人民共和国工业和信息化部施行日期：XXXX年X月X日××××出版社20XX 北京前言本规范根据工业和信息化部“关于安排2009年通信工程建设标准编制计划的通知”(工信部通函[2009]98号)的要求，整合光缆波分复用系统设计相关规范，增加超长距和40G等有关内容，编制而成。
本规范主要包括光缆波分复用系统的系统制式、系统设计、网络组织、网络管理、传输性能设计指标、设备选型及配置、局站设备安装等。
本规范用黑体标注的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规范由工业和信息化部通信发展司负责解释、监督执行。
规范在使用过程中，如有需要补充或修改的内容，请与部通信发展司联系，并将补充或修改意见寄部通信发展司。
主编单位：中国移动通信集团设计院有限公司主要起草人：刘建平高军诗李勇参编单位：广东省电信规划设计院有限公司主要参加人：曹炼铿目次1 总则.............................................................................................................................................. １2 术语和符号...................................................................................................................................... ２3 系统制式及系统设计...................................................................................................................... ４3.1 波分复用系统特性............................................................................................................... ４3.2 系统组成及分类................................................................................................................... ４3.3 系统应用代码、参考点及波长分配................................................................................... ５3.4 主光通道........................................................................................................................... １２3.5 波长转发器光接口........................................................................................................... １３3.6 光监控通路....................................................................................................................... １４3.7 光纤选用........................................................................................................................... １５3.8 系统设计........................................................................................................................... １５3.9 站址设置........................................................................................................................... １８3.10 公务联络系统设置......................................................................................................... １８4 网络管理................................................................................................................................ １９4.1 网管系统组成................................................................................................................. １９4.2 网管系统配置原则......................................................................................................... １９4.3 EMS/SMS与NMS的互连............................................................................................... ２０4.4 网管系统数据通信网设计要求..................................................................................... ２０5 网络保护................................................................................................................................ ２２5.1 网络拓扑........................................................................................................................... ２２5.2 保护方式的选用............................................................................................................... ２２6 传输性能设计指标...................................................................................................................... ２３6.1 光信噪比........................................................................................................................... ２３6.2 误码/丢包率性能.............................................................................................................. ２４6.3 抖动性能........................................................................................................................... ２５7 局站设备安装.............................................................................................................................. ２８7.1 局站通信系统................................................................................................................. ２８7.2 设备选型......................................................................................................................... ２８7.3 设备配置......................................................................................................................... ２９7.4 设备布置......................................................................................................................... ３１7.5 设备安装......................................................................................................................... ３２7.6 布线要求与线缆选择..................................................................................................... ３２7.7 电源系统及接地............................................................................................................. ３２7.8 局站装机条件................................................................................................................. ３３附录A 32/40×2.5Gbit/s WDM系统主光通道参数.................................................................... ３５附录B 32/40×10Gbit/s WDM系统主光通道参数..................................................................... ３６附录C 80×10Gbit/s WDM系统主光通道参数.......................................................................... ３８附录D 40/80×40Gbit/s WDM系统主光通道参数..................................................................... ３９附录E 40×10Gbit/s超长距WDM系统主光通道参数(G.652/G.655) ......................................... ４１附录F 80×10Gbit/s超长距WDM系统主光通道参数(G.652/G.655) ......................................... ４３附录G 40×10Gb/超长距单跨段WDM系统主光通道参数....................................................... ４５附录H OTU的Rn/Sn接口参数................................................................................................... ４７附录I 本规定用词说明 ............................................................................................................ ５２条文说明.................................................................................................................................... ５３1 总则1.0.1《光缆波分复用（WDM）系统工程设计规范》（以下简称“本规范”）适用于新建单纤单向光缆波分复用系统的工程设计。
WDM-3
WDM技术1.波分服用光传输技术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，可以分为频分复用系统、时分复用系统、波分复用系统和空分复用系统。
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，所以我们任将两者分成两个不同的系统。
波分服用是光钎通信中的一种传输技术，它利用了一根光钎可以同时传输多个不通波长的逛载波的特点，把光纤可能应用的波长范围划分成若干波段，每个波段作一个独立的通道传输一种预定波长的信号。
光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用，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。
随着光电技术的向前发展，在同一光纤中波长的密度会变得很高。
因而，使用术语密集波分服用，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。
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使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。
信息时代要求越来越大容量的传输网络。
近几年来，世界上的运营公司及设备制造厂家把目光更多地转向了WDM技术，并对其投以越来越多的光注，增加光纤网络的容量及灵活性，提高传输速率和扩容的手段可以有多种，下面对几种扩容方式进行比较。
1）空分复用SDM空分复用是靠增加光纤数量的方式线性增加传输的容量，传输设备也线性增加。
在光缆制造技术已经非常成熟的今天，几十芯的带状光缆已经比较普遍，而且先进的光纤接续技术也使光缆施工变得简单，但光纤数量的增加无疑任然给施工以及将来线路的维护带来了诸多不便，并且对于已有的光缆线路，如果没有足够的光纤数量，通过重新敷设光缆来扩容，工程费用将会成倍增长。
光波分复用技术讲座 第三讲WDM系统技术规范
光波分复用技术讲座第三讲WDM系统技术规范
张成良;张海懿
【期刊名称】《电信技术》
【年(卷),期】1999(000)007
【摘要】无
【总页数】1页(P7)
【作者】张成良;张海懿
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.光波分复用技术讲座第一讲WDM技术的基本原理 [J], 张成良
2.光波分复用技术讲座第二讲WDM系统中的光电器件 [J], 张成良;张海懿
3.光波分复用技术讲座第四讲WDM系统网络管理要求 [J], 张成良
4.光波分复用技术讲座第五讲WDM系统测试及仪表 [J], 张成良;张海懿
5.光波分复用技术讲座第三章WDM系统工程设计 [J], 谭文;谢桂月
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 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)。
新技术与新业务光波分复用技术讲座第三讲WDM 系统技术规范信息产业部电信研究院张成良张海懿图1集成式WDM 系统随着W DM 系统的大规模建设,对标准的需要也越来越强烈。
WDM 系统不像SDH 系统那样有严格统一的规范。
主要原因在于SDH 系统是IT U -T 先制定了标准规范,各大厂商再根据标准去制造产品,而W DM 系统的发展却恰恰相反,是各厂商先有产品,而且规范不一,都认为自己是最好的选择,因此到现在为止IT U-T 还没有形成统一的规范。
因此,为了使引进产品和国内自行开发的产品具有统一性,制订我国的标准是十分必要的。
在制定我国WDM 规范时,必须先确定波分复用系统的通道数目。
从最后几年看,16(8)波长的应用将是第一步。
从各个公司现在推出的产品看,几乎全是间隔为100GH z 的16波分系统。
这主要有以下原因:(a)现实的需要性,以2 5Gb/s 系统为例,16波分单向就可达到40Gb/s 的传输速率,这足以满足未来几年的业务需求:(b)技术的可行性。
当前波分复用器件和激光器元件的技术都满足16个波长以上的复用。
有鉴于此,我们所考虑的主要是用于干线系统的1550nm 的16通路密集波分复用技术。
从当前应用上看,WDM 系统只用于2 5Gb/s 以上的高速率系统。
因而在制定规范的过程中,我们主要考虑了基于2 5Gb/sSDH 的干线网WDM 系统的应用,承载信号为SDH ST M -16系统,即2 5Gb/s N 的W DM 系统。
对于承载信号为其他格式(例如IP)的系统和其它速率(例如10Gb/s N )暂不作要求。
在WDM 系统规范中,只考虑了点到点的线性系统。
目前世界上大规模建设的W DM 系统几乎无一例外的都是点到点的系统,而且大部分没有采用OADM 。
在有业务上下的节点上,采用了复用器/解复用器的背对背方式,因此我们规范的都是点到点的线性系统,而没有考虑环型或其它应用。
1集成式系统和开放式系统W DM 系统根据其分类,可以分为开放式WDM系统和集成式WDM 系统。
集成式系统就是SDH 终端设备具有满足G 692的光接口:标准的光波长、满足长距离传输的光源(又称彩色接口)。
这两项指标都是当前SDH 系统不要求的。
即把标准的光波长和长受限色散距离的光源集成在SDH 系统中。
整个系统构造比较简单,没有增加多余设备。
但在接纳过去的老SDH 系统时,还必须引入波长转换器OT U ,完成波长的转换,而且要求SDH 与WDM 为同一个厂商,在网络管理上很难实现SDH 、WDM 的彻底分开。
集成式WDM 系统如图1所示。
开放式系统就是在波分复用器前加入OT U (波长转换器),将SDH 非规范的波长转换为标准波长。
开放是指在同一WDM 系统中,可以接入多家的SDH 系统。
OT U 对输入端的信号没有要求,可以兼容任意厂家的SDH 信号。
OT U 输出端满足G 692的光接口:标准的光波长、满足长距离传输的光源。
具有OT U 的WDM 系统,不再要求SDH 系统具有G 692接口,可继续使用符合G 657接口的SDH 设备;可以接纳过去的SDH 系统,实现不同厂家SDH 系统工作在一个图2开放式WDM系统图3符合G 975的发射机与波长转换器(OT U )合并使用的示意表116通路和8通路WDM系统中心频率图416波长区的选择W DM 系统内,但OT U 的引入可能对系统性能带来一定的负面影响;开放的WDM 系统适用于多厂家环境,彻底实现SDH 与WDM 分开。
开放式WDM 系统如图2所示。
图3是一个波长转换器OT U 。
该器件的主要作用在于把非标准的波长转换为IT U -T 所规范的标准波长,以满足系统的波长兼容性。
现在已商用的产品中,使用的依旧是光/电/光(O /E/O)的变换,即先用光电二极管P IN 或APD 把接收到的光信号转换为电信号,然后用该电信号对标准波长的激光器重新进行调制,从而得到新的符合要求的光波长的信号。
对于集成系统和开放系统的选取,运营者可以根据需要。
在有SDH 系统多厂商的地区,可以选择开放系统,而新建干线和SDH 制式较少的地区,可以选择集成系统。
但是现在WDM 系统采用开放系统的越来越多。
2工作波长区的选择对于常规G 652光纤,IT U -T G 692给出了以193 1T Hz 为标准频率、间隔为100GH z 的41个标准波长(192 1~196 1T H z),即1530~1561nm 。
但在实际系统中,考虑到当前干线系统应用W DM 系统主要目的是为了扩容,全部应用的可能性几乎为零,因为在整个EDFA 放大频谱1530~1565nm 内,级联后的EDFA 的增益曲线极不平坦,可选用的增益区很小,各波长信号的增益不平衡,必须采取复杂的均衡措施,并且当前业务的需求并没有那么大的容量。
综合各大公司的材料,1548~1560nm 波长区的16个波长更受青睐,西门子和朗讯都采用了这一波长区。
在1549~1560nm 区间,EDFA 的增益相对平坦,其增益差在1 5dB 以内,而且增益较高,可充分利用EDFA 的高增益区,见图4。
在多级级联的W DM 系统中,容易实现各通路的增益均衡。
另外该区域位于长波长区一侧,很容易在EDFA 的另一侧1530~1545nm 开通另外16个波长,扩容为32通路的WDM 系统。
16通路WDM 系统的16个光通路的中心频率应满足表1的要求,8通路W DM 系统的8个光通路的中心波长应选表1中加 的波长。
WDM 系统除了对各个通路的信号波长有明确的规定外,对中心频率偏移也有严格规定。
通路中心频率偏移定义为通路实际的中心频率与通路中心频率标称值的差值。
对通路间隔选择100GH z 的16 2 5Gb/sWDM 系统,到寿命终了时的波长偏移应不大于 20GH z 。
序号中心频率(TH z)波长(n m 1192.1 1560.612192.21559.793192.3 1559.984192.41558.175192.5 1557.366192.61556.557192.7 1555.758192.81554.949192.9 1554.1310193.01553.3311193.1 1552.5212193.21551.7213193.3 1550.9214193.41550.1215193.5 1549.3216193.61548.513光接口分类由于现在应用的WDM系统都是用于干线长途传输,因而我国只选用有线路光放大器的系统,不考虑两点之间的无线路光放大器的WDM系统。
现阶段我们只考虑确定8波长和16波长的应用。
对于长途W DM系统的应用,我们规定了3种光接口:即8 22dB,3 33dB和5 30dB系统。
其中22dB、30dB和33dB是每一个区段(Span)允许的损耗,而前一个数字8(5,3)则代表区段(S p an)的数目。
图5为8 22dB系统的示意图。
该系统由8段构成,每两个L A之间的允许损耗为22dB,BA和P A分别是功率放大器和预放大器,LA是线路放大器。
假设光纤损耗以0 275dB/km为基础(包括接头和光缆富裕度),22dB对应于80km的光纤损耗,则8 22dBW DM系统可以传输8 80km=640km的距离,中间无电再生中继。
80km比较符合我国中继段的情况,可以满足大部分地区中继距离的要求。
目前干线的中断段距离大多在50~60km。
另外8 22dB系统技术上相对成熟,可靠性高,性能好,光信噪比(OSNR)比3 33dB和5 30dB要好4~5dB。
因此可作为干线传输和省内二级干线传输的优选系统。
考虑到西北地区有可能出现超长中继的情况,增加了3 33dB系统(可以传输3 120km=360km),以适应某些沙漠地区超长中继距离的需要。
另外由于5 33dB的实现尚需要研究,并结合我国实际情况,在中继距离80km和120km以外,我们引入每区段(S p an)损耗30dB(传送距离为100km左右)、5个Span的系统,即5 30dB系统,作为长中继距离,多段数的补充,也是5 33dB的替代。
这样使每个区段(S p an)的距离由2种(80km、120km)增加到3种(80km、100km和120km),增加了组网的灵活性。
在W DM系统中,目前的8通路系统不能被升级为16路系统,除非该8路系统是配置不安全的16通路系统的子集,否则都不能直接升级,即没有前向兼容性。
这就要求运营者在建设WDM系统时,应对本地业务量发展有着正确的估计,以选择合适的通路数。
4光接口参数在IT U-T G 692建议中,对于点到点WDM系统的光接口参数几乎为零,为了增加可操作性,我们重点参考了几家大公司的产品标准,制定了较详细的系统接口规范,增加了标准化程序,具有较强的可操作性,特别是考虑到高功率条件下的非线性效应和光信噪比要求,合理地选择入纤功率,并对开放系统和集成系统提出了相应要求。
在开放的W DM系统中,对于OT U在发送端、再生中继器和接收端的不同应用,分别给出了具体指标。
考虑到维护人员的需要,对EDF A 增加了在线监测口的要求,以方便日常的维护测试。
针对WDM系统的模拟性质,我们特别制定了WDM系统接收端光信噪比(OSNR)数值,对于8 22dB的系统,其光信噪比为22dB;而对于5 30dB和3 33dB,则要求分别为21dB和20dB。
因为系统的OSNR很大程度上决定于区段(s p an)的损耗。
区段(span)的损耗越大,则最后系统的性能越差。
由于篇幅所限,参数的具体内容在此不详述。
5性能要求目前,W DM系统还缺少一套衡量其传输质量的标准。
虽然光信噪比(OSN R)可以衡量系统传输质量,但还存在一定缺陷。
当光信噪比(OSN R)很高时(> 22dB),系统的质量可以保证(一般BER<10-15)。
当OSNR工作在临界状态,例如15~17dB时,OSN R就很难定量地评估信号传输质量;再考虑到信号脉冲传输中出现的波形失真,有时OSNR较高时相应的误码率有可能较差。
因而承载信号的质量很大程度上还需要在电域上进行评估。
实际上国家骨干网的WDM系统是基于SDH系统的多波长系统,因而其网络性能应该全部满足我国SDH标准规定的指标,包括误码、抖动和漂移。
WDM 系统在一个光复用段内,只有一个电再生段,没有任何转接,因而不能用通道指标进行衡量,暂定采用复用段指标进行要求。
该指标与具体WDM系统光复用段长度无关。
开放式WDM系统引入了波长变换器OT U,O-T U应具有和SDH再生中继器一样的抖动传递特性和输入抖动容限。
图58 22dB系统构成图7光复用段(OM SP)保护图6基于单个波长,在S DH 层实施的1+1保护临控波长1510n m 监控速率2M b/s 信号码型CMI 信号发送功率(0~-7dBm )光源类型光谱特性M LM LD 待研究最小接收灵敏度-48dBm表2监控通路的接口参数6光监控通路(OSC)要求与常规SDH 系统不同,W DM 系统增加了对EDFA 监视和管理。