光纤通信系统波分复用系统-WDM0

WDM系统的技术规范
为了引进产品和国内自行开发的产品具 有统一性，制定我国的标准十分必要。 （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，
（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。

我国光通信的先行者武汉邮电科学研究院研制 的波分复用技术，为光网络传输提供了实现“高 速信息公路”的可能。 1997年，武汉邮电科学研究院承担了具有国际 领先水平的波分复用光网络技术的研究与开发。 1999年，国产首条密集波分复用系统工程在山 东投入实际运行，表明我国光通信产业在该领域 中已取得了重大的突破，并一跃成为世界上少数 能够开发、生产这一设备的国家之一。 目前，我国已能够自行提供从集成式，半开放 式到全开放式整个系列的密集波分复用系统。 该 系统将覆盖国家干线网，本地网、教育网。
两波长WDM(1310/1550nm)80年代在AT&T网中使用 90年代中期 ，发展缓慢 从155M － 622M － 2.5G－10G TDM技术的相对 简单性和波分复用器件的发展还没有完全成熟。 1995年开始，高速发展 (1)光纤色散和偏振模色散限制了10Gb/s的传输。 (2)TDM 10Gb/s面临着电子元器件响应时间的挑战。 (3)光电器件的迅速发展。
1
光发射机
…
1
复用器 光纤放大器 解复用器
光接收机
…
1
n
光发射机
n
1′ 光接收机 解复用器
1… n 1
光纤放大器 复用器
光接收机
n
光发射机
…
1′
n′
光接收机
…
1… n
n
光发射机
n′
图7.7
双纤单向WDM传输
双纤单向WDM传输
双纤单向波分复用系统采用两根光纤，一根光纤只完成一个方向光信号的传输， 反向光信号的传输有另一根光纤来完成。 这种WDM系统可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量扩大 几倍至几十倍。在长途网中，可以根据实际业务量的需要逐步增加波长来实现扩 容，十分灵活。
色散：指光纤中携带信号能量的各种模式成分或信号自身的不同频率成因群 速度不同，在传播过程中相互散开，从而引起信号失真的物理现象。
几个相关名词 衰耗：光纤的损耗主要取决于吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗三种损耗。 吸收损耗：制造光纤的材料本身造成的。 散射损耗：制造材料密度的变化以及材料浓度所引起的。 弯曲损耗： 单模光纤在1310nm和1550nm波长区的衰减常数一般分别为：0.3—0.4dB/KM和 0.17—0.25dB/KM。
主要特点
充分利用了光纤的巨大带宽 节约了大量的光纤 降低了器件的超高速要求 通道对传输信号完全透明 可扩展性好

WDM系统结构
OTU OTU OTU OSC OSC OSC OM / OA OA OM / OA OTU OTU OTU
光波长转换单元(OTU); 波分复用器：分波/合波（ODU/OMU）; 光放大起(OA); 光/电监控信道（OSC/ESC）
1
光发射机
…
光接收机
…
1
n
光发射机
n
复用/解复用器
1… n
光纤 放大器 复用/解复用器
光接收机
n
n＋1
光发射机
…
1′
光接收机
…
n ＋1… 2n 2n
1′
n′
光接收机
光发射机
n′
图7.8 单纤双向WDM传输
集成式波分复用系统：就是SDH终端具有满 足G.692的光接口；标准的光波长、满足长 距离的光源。整个系统构造比较简单，但 是不能直接接纳过去老SDH系统和不同厂 家的系统。 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。
单纤双向波分复用系统则只用一根光纤，在一根光纤中实现两个方向光信号的同时 传输，两个方向光信号应安排在不同波长上。 当需要将光信号放大以延长传输距离时，必须采用双向光纤放大器等元件。
实用的WDM系统大都采用双纤单向传输方式。
单纤双向传输
1
光通路在一根光纤上同时向两个
不同的方向传输。如图7.8所示，所用 波长相互分开， 以实现双向全双工的 波分复用Fra bibliotek统 （WDM）
什么是波分复用技术？ WDM:(Wavelength Division 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。
WDM技术的发展概况

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
WDM传输模式
(1)双纤单向传输
单向WDM传输是指所有光通路同时在一根光 纤上沿同一方向传送。 由于各信号是通过不同光波长携带的，因而 彼此之间不会混淆。 在接收端通过光解复用器将不同波长的信号分 开， 完成多路光信号传输的任务。 反方向通过另一根光纤传输的原理与此相同。