光纤通信课程设计

课程设计

课题名称：二信道四节点WDM城域环形网的设计专业班级：2007级光信息1班

学生学号：

学生姓名：

学生成绩：

指导教师：

课题时间：2010.6.28 至2010.7.9

大学教务处

二、进度安排

1、2010.6.28-2010.7. 1 选题

2、2010.7.2 -2010.7. 7 讨论、修改方案，写出初稿

3、2010.7.8-2010.7. 9 定稿交稿

目录

目录 (6)

1引言 (7)

2设计方案 (8)

2.1设计要求 (8)

2.2设计方案 (8)

2.3仿真结果 (11)

3结束语 (13)

参考文献： (15)

二信道四节点WDM城域环形网的设计

1引言

早期的密集波分复用（D W D M ）光传输系统广泛应用于长途语音和数据传输，但是在最终用户的接入网络或城域网络中的应用却还十分有限。事实上，目前的城域基础设施主要是由专门为语音传输而设计的 SONET/SDH 设备所组成的。然而，现有的城域基础设施已经对快速发展的客户服务需求感到力不从心，从而形成了通信上的瓶颈，这不仅使宽带语音陷于困境，而且还阻碍了数据业务市场的快速发展。

城域W D M 环形网技术与之形成鲜明的对比，它能够为城域核心网、城域接入网和区域网提供新型全光纤解决方案，从而使为数据而设计的网络基础设施能够满足当前接入网和城域网用户的需求。

配备城域WDM 环形网技术的新一代城域网（MAN）可以提供多种优势，这是传统的传输方式无法比拟的。由于与协议类型无关，对波长透明WDM环形网非常适合于城域网的多业务传送，WDM环形网的业务接口丰富，支持各种类型的光服务，包括SDH/SONET 、IP、GbE 、光纤通道、ATM和ESCON（Enterprise SerialConnections）等，速率范围从16Mb/s到10Gb/s。良好的扩展性，利用WDM环网可实现波长出租。企业互联和存储网络（SAN）互联，是非常理想的大中型城域传送网骨干层解决方案。城域WDM 环网系统主要为城域100km 范围内的客户提供业务接入和传送手段，在区域网中，环形网的长度可达100～300km。

WDM环网系统主要由合波器、分波器、上/ 下路波长转换器(OTU)、光放大器、色散补偿模块、光前置放大器、子速率复用/ 解复用器(可选)等单元组成。其中，光放大器和色散补偿模块是可选件，子速率复用/ 解复用器的应用主要是为了解决网中低速客户信号的承载而设计的。WDM 环形网系统所涉及的主要技术问题有以下几个方面。

W D M 环网设备通过采用波长转换器（WCI）和子速率复用模块实现与客户

端设备（如S D H 设备、路由器和以太网交换机等）接口的适配和互联互通的。W D M 环网设备可接入和传输多种业务：SDH、ATM、IP PoS（PacketOver SDH）、快速以太网（FE）、千兆比以太网（GE）业务以及将来可能广泛应用的其它数据业务，如10GE、Fiber Connection，光纤互联）、DigitalVideo 等。

2设计方案

2.1设计要求

如图，设计一个4节点2信道wdm城域环形网，其中，节点1与节点3在channel1(1551.0nm)通信上，节点2与节点4在channel2(1551.8nm)通信

2.2设计方案

由于需要设计一个四节点的环形网络，我们初步设计思想为图1所示，其中四个节点分别由波分复用器，而信号输入系统组成，再通过传输光纤连接各个节点，而1、3节点和2、4节点采用不同频段的波分复用器，按照要求，1、3节点采用1551.0nm的波分复用器，2、4节点采用1551.8nm的波分复用器。

图1设计框架

现在设计信号输入系统，其结构如图2所示。在4个节点的位置放置WDM 波分复用器。将CW激光器作为光信号，用Pseudo-Random Bit Sequence Generator 电信号经NRZ Pulse Generator调制后加载到光信号上对光信号进行调制，作为输入信号。在WDM_2和WDM_3中间加一个Optical Ring Controller对循环次数进行控制。设定CW激光器的功率为10dBm，WDM_1和WDM-3的CW激光器波

长为1551.8nm，WDM_2和WDM_4的CW激光器波长为1551.0nm。

图2信号输入系统

然后设计连接系统，如图3所示，由损耗为0.5dB/Km的DCF光纤和普通光学光纤组成，其中加上EDFA放大器，在各WDM中间加入光纤和放大器。考虑到色散和损耗问题，选用DCF色散补偿光纤和Optical Fiber单模光纤传输光信号。设定DCF的长度为10km，色散参数为-90，色散斜率为-0.15，衰减为0.5；Optical Fiber的长度为50km，色散参数为18，色散斜率为0.075，衰减为0.35。在DCF 与Optical Fiber中间加入EDFA掺铒光纤放大器，由于DCF的长度为10km、衰减为0.5，Optical Fiber的长度为50km、衰减为0.35，则EDFA的长度为15.5。此时，WDM城域环形网的基本结构已经完成。

图3传输系统

最后组成系统如图4所示：

图4设计系统

2.3仿真结果

在WDM_1和WDM_3及WDM_2和WDM_4中加入BER误码分析仪。将WDM_4的Pseudo-Random Bit Sequence Generator及NRZ Pulse Generator分别与BER相连，将WDM_2的一个端口与Photodetector PIN光电二极管相连，后接一个Band Pass Gaussian Filter滤波器，再与BER相连。同理，WDM_1和WDM_3如上面所示连接。则此时基本的结构图已经完成，利用Calculate功能就可以计算系统的眼图。

通过Optisystem运算得出的眼图如图6、图7所示，由图可知，当迭代在0.60375处Q因子取到最大值10.5194，此时“0”、“1”分得较开，效果比较好最小信噪比为4.31359e-14。“1”电平与“0”电平在两端存在跳动，相互间有交叉。