光纤通信节DWDM技术PPT课件
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光传输和光放大
小色度色散系数光纤 增益平坦和增益锁定的EDFA光放大器
发射和接收有源部分
特定波长和波长稳定、色散容限大的激光器 发射源
能容忍一定SNR信号的光接收机
合波和分波无源部分
信道隔离度高的光解复用器
15
DWDM系统的五大组成部分
光传输和光放大 发射和接收有源部分
合波和分波无源部分
光监控信道
1510nm
DWDM系统网管
光传送网分层模型
16
光传输和光放大部分
17
光的传输
78 微米
芯 包层
影响光传输的光纤参数 光纤的衰减 光纤的色散 光纤的非线性效应
18
光纤衰耗
10.0
5.0 光 纤 衰 2.0 减 (dB)
1.0
1978 年
1982 年
1980 年
0.5
0.8
1.0
1.3
1.5
1.7
常规G.655 大有效面积G.655
23
三种光纤色散情况比较
18
色散 0 ps/nm•km
普通光纤(SMF) 非色散位移光纤（NDSF，G.652） 已有光纤的>95%
➢在常规光纤系统中，光纤呈现线性传输特性。 ➢然而，当光功率增加到一定值时，光纤开始呈
现非线性特性。因为在高强度电磁场中任何电介 质对光的响应都会变成非线性，光纤也不例外。
➢随着传输速率的提高，传输距离的延长，波分
复用通路的增加以及光纤放大器的使用，这种光 纤的非线性已成为最终限制系统性能的因素。
➢非线性问题已成为新一代光纤系统设计考虑的
• Tbit技术到干线网 •Gbit技术到办公室/家庭 •Mbit技术到个人
6
扩容的选择
空分复用
SDM(Space Division Multiplexer)
时分复用
TDM(Time Division Multiplexer)
波分复用
WDM(Wavelength Division Multiplexer)
TDM和WDM技术合用
7
DWDM技术特点
高容量：可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使 传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍 低成本：在大容量长途传输时可以节约大量光纤 和再生器，大大降低传输成本 透明性：与信号速率、格式无关, 是引入宽带新 业务（例如CATV ) 的方便手段 波长路由：利用WDM选路实现网络交换和恢复 从而实现未来透明的、具有高度生存性的光联网
TX TX TX TX TX TX
TX TX
M 120 km
U
EDFA
X
120 km
TX
D
TX TX
EDFA
E 120 km
TX TX
M
TX TX
TX
11
波分复用技术的发展
1310nm/1550nm窗口的波分复用
仍用于接入网，但很少用于长距离传输
1550nm窗口的密集波分复用(DWDM)
可广泛用于长距离传输，用于建设全光网络
目前北美Internet骨干网的业务 量几乎每6～9个月翻一番，
比著名的CPU性能进展more定律 （18个月左右翻番）快2～3倍
4
容量的需求
话音和IP通信量的增长情况
250
250 话音
200
IP
150
135
115
100
106
50
58
23
2
10
0
1996
1997
1998
1999
2010
2020
5
21世纪的传输
波长 (m)
19
光纤的色散
随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽
模间色散(Mode Dispersion) 色度色散(Cromatic Dispersion) 偏振色散(Polarization Mode Dispersion)
劣化的程度随数据速率的平方增大 决定了电中继器之间的距离
20
光纤的非线性效应
12
二 DWDM技术概要
13
DWDM系统的分类
以系统接口分类：集成式或开放式系统 以信道数分类：4、8、16、32等 以信道速率分类：2.5Gbit/s 、10Gbit/s及混合速率 以信道承载业务类型分类：PDH、SDH、ATM、
IP或混合业务等
还可以总容量、地理域或网络功能等分类
14
DWDM系统的五大组成部分
8.6 DWDM技术简介
1
内容提要
1. 概述 2. DWDM技术概要 3. DWDM组网
2
一概 述
3பைடு நூலகம்
一概述
九十年代以来，以Internet为代表的信息技术革命 正在深刻地改变传统电信概念和体系。
话音业务数据业务宽带综合业务B-ISDN
世界电话业 务年增长 率为 10%，数据业务年增长 40% 中国 话音业务 14% 的增长率，数据业务 400% 的增长率
8
采用WDM前的扩容
9
采用WDM后的扩容
10
WDM+EDFA 革新了光纤传输
40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km
TXTXTXTXTXR1TP3XR11TTP30RXR11TTP30RXR11TP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RP30RR11TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RP30RR11TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RR1P31TR1P31T0RR1P31T0RR1P31T0RP31T0RR110TRP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RRP310R1TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RRP311TR11P3T0RRP310R1TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RP3R0R11TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RRP311TR11TP30RRP301R1TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TP30RR11TTP30RRX11TTP30RX1TT0RXTXTXTXTXTX
重要方面。
21
光纤的非线性效应
单信道
多信道
折射率效应
光强度波动引 起的折射率的
调制
自相位调制 (SPM)
散射效应 受激布里渊散射 (SBS)
交叉相位调制 (XPM)
四波混频 (FWM)
受激拉曼散射 (SRS)
22
传输使用的三种不同类型的单模光纤
G.652单模光纤（NDSF） G.653单模光纤（DSF） G.655单模光纤（NZ-DSF）
小色度色散系数光纤 增益平坦和增益锁定的EDFA光放大器
发射和接收有源部分
特定波长和波长稳定、色散容限大的激光器 发射源
能容忍一定SNR信号的光接收机
合波和分波无源部分
信道隔离度高的光解复用器
15
DWDM系统的五大组成部分
光传输和光放大 发射和接收有源部分
合波和分波无源部分
光监控信道
1510nm
DWDM系统网管
光传送网分层模型
16
光传输和光放大部分
17
光的传输
78 微米
芯 包层
影响光传输的光纤参数 光纤的衰减 光纤的色散 光纤的非线性效应
18
光纤衰耗
10.0
5.0 光 纤 衰 2.0 减 (dB)
1.0
1978 年
1982 年
1980 年
0.5
0.8
1.0
1.3
1.5
1.7
常规G.655 大有效面积G.655
23
三种光纤色散情况比较
18
色散 0 ps/nm•km
普通光纤(SMF) 非色散位移光纤（NDSF，G.652） 已有光纤的>95%
➢在常规光纤系统中，光纤呈现线性传输特性。 ➢然而，当光功率增加到一定值时，光纤开始呈
现非线性特性。因为在高强度电磁场中任何电介 质对光的响应都会变成非线性，光纤也不例外。
➢随着传输速率的提高，传输距离的延长，波分
复用通路的增加以及光纤放大器的使用，这种光 纤的非线性已成为最终限制系统性能的因素。
➢非线性问题已成为新一代光纤系统设计考虑的
• Tbit技术到干线网 •Gbit技术到办公室/家庭 •Mbit技术到个人
6
扩容的选择
空分复用
SDM(Space Division Multiplexer)
时分复用
TDM(Time Division Multiplexer)
波分复用
WDM(Wavelength Division Multiplexer)
TDM和WDM技术合用
7
DWDM技术特点
高容量：可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使 传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍 低成本：在大容量长途传输时可以节约大量光纤 和再生器，大大降低传输成本 透明性：与信号速率、格式无关, 是引入宽带新 业务（例如CATV ) 的方便手段 波长路由：利用WDM选路实现网络交换和恢复 从而实现未来透明的、具有高度生存性的光联网
TX TX TX TX TX TX
TX TX
M 120 km
U
EDFA
X
120 km
TX
D
TX TX
EDFA
E 120 km
TX TX
M
TX TX
TX
11
波分复用技术的发展
1310nm/1550nm窗口的波分复用
仍用于接入网，但很少用于长距离传输
1550nm窗口的密集波分复用(DWDM)
可广泛用于长距离传输，用于建设全光网络
目前北美Internet骨干网的业务 量几乎每6～9个月翻一番，
比著名的CPU性能进展more定律 （18个月左右翻番）快2～3倍
4
容量的需求
话音和IP通信量的增长情况
250
250 话音
200
IP
150
135
115
100
106
50
58
23
2
10
0
1996
1997
1998
1999
2010
2020
5
21世纪的传输
波长 (m)
19
光纤的色散
随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽
模间色散(Mode Dispersion) 色度色散(Cromatic Dispersion) 偏振色散(Polarization Mode Dispersion)
劣化的程度随数据速率的平方增大 决定了电中继器之间的距离
20
光纤的非线性效应
12
二 DWDM技术概要
13
DWDM系统的分类
以系统接口分类：集成式或开放式系统 以信道数分类：4、8、16、32等 以信道速率分类：2.5Gbit/s 、10Gbit/s及混合速率 以信道承载业务类型分类：PDH、SDH、ATM、
IP或混合业务等
还可以总容量、地理域或网络功能等分类
14
DWDM系统的五大组成部分
8.6 DWDM技术简介
1
内容提要
1. 概述 2. DWDM技术概要 3. DWDM组网
2
一概 述
3பைடு நூலகம்
一概述
九十年代以来，以Internet为代表的信息技术革命 正在深刻地改变传统电信概念和体系。
话音业务数据业务宽带综合业务B-ISDN
世界电话业 务年增长 率为 10%，数据业务年增长 40% 中国 话音业务 14% 的增长率，数据业务 400% 的增长率
8
采用WDM前的扩容
9
采用WDM后的扩容
10
WDM+EDFA 革新了光纤传输
40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km
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重要方面。
21
光纤的非线性效应
单信道
多信道
折射率效应
光强度波动引 起的折射率的
调制
自相位调制 (SPM)
散射效应 受激布里渊散射 (SBS)
交叉相位调制 (XPM)
四波混频 (FWM)
受激拉曼散射 (SRS)
22
传输使用的三种不同类型的单模光纤
G.652单模光纤（NDSF） G.653单模光纤（DSF） G.655单模光纤（NZ-DSF）