wdm波分复用网络

图13.1 DWDM系统的构成及频谱示意图
点到点的波分复用系统
波分复用器
100 GHz间隔的WDM信道频谱
13.1.3．DWDM工作方式
（1）双纤单向传输 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。如图13.2所示，
图13.2 双纤单向传输的DWDM系统
（2）TDM是比较常用的扩容方式，从PDH的一次群至四次群 的复用，到SDH的STM-1、STM-4、STM-16至STM-64的复用。 但达到一定的速率等级时，会受到器件和线路等特性的限制。
DWDM技术不仅大幅度地增加了网络的容量，而且还充分 利用了光纤的宽带资源，减少了网络资源的浪费。
光波分复用(WDM)技术是在一芯光纤中 同时传输多波长光信号的一项技术。其 基本原理是在发送端将不同波长的光信 号组合起来，并耦合到光缆线路上的同 一根光纤中进行传输，在接收端将组合 波长的光信号分开，并作进一步处理， 恢复出原信号后送入不同的终端。
101 1
signal1
100 1
signal2
TDM signal
1 1001011
13.1.1．DWDM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。
（1）SDM靠增加光纤数量的方式线性增加传输系统的容量， 传输设备也线性增加。空分多路复用的扩容方式十分受限。
类似于传统频分复用的概念，在1300~1600 nm光谱范 围内，以一定的间隔隔开的多个波长可以在同一根光纤中独 立传播。(200nm窗口，带宽约30THz）
相比窗口带宽，每个波长信道上信号的调制带宽很窄
波长间隔和频率间隔 之间的换算关系
c
2
80 nm 120 nm
1270 1350 1480 1600
第十三章 WDM网络
13.1. DWDM概述 13.2. DWDM系统结构 13.3. 波长计划
13.1 DWDM技术
光纤通信经过30多年的发展，单信道实 用 化 系 统 的 传 输 速 率 从 1976 年 的 45Mbit/s发展到了10Gbit/s，线路的利用 率得到了很大提高(但与光纤巨大的带宽 潜力相比这点带宽还微不足道)。
图12-8 静态OADM（32/2）信号流向图
（4）两个OTM背靠背组成的光分插复用器 用两个OTM背靠背的方式组成一个可上/下波长的OADM，如图
（2）单纤双向传输 单纤双向传输指在一根光纤中实现两个方向光信号的
同时传输，两个方向的光信号应安排在不同波长上。
图13.3 单纤双向传输的DWDM系统
（3）光信号的分出和插入 通过光分插复用器（OADM）可以实现各波长的光信号
在中间站的分出与插入，即完成上/下光路，利用这种方 式可以完成DWDM系统的环形组网。
DWDM设备可分为光终端复用器（OTM）、光线路放大器 （OLA）、光分插复用器（OADM）和电中继器（REG）几种类 型。以华为公司的波分320G设备为例讲述各种网单元的作用。
（1）光终端复用器（OTM）
在发送方向，OTM把波长为λ1～λ16（或λ32）的STM-16信号
经合波器复用成DWDM主信道，然后对其进行光放大，并附加上
图13.4 光信号的分出和插入传输
13.1.4．DWDM的应用形式
有开放式DWDM和集成式DWDM。 开放式DWDM系统采用波长转换技术，将复用终端的光 信号转换成符合ITU-T建议的波长，然后进行合波。 集成式DWDM系统没有采用波长转换技术，它要求复用 终端的光信号符合ITU-T建议的波长，然后进行合波。
波长为λs的光监控信道。
在接收方向，OTM先把光监控信道取出，然后对DWDM主信 道进行光放大，经分波器解复用成16（或32）个波长的STM-16 信号。OTM的信号流向如图13-6所示。
图13-6 OTM信号流向图
（2）光放大器（OLA） 每个传输方向的OLA先取出光监控信道（OSC）并进行处理，再
13.1.2．DWDM原理概述
DWDM技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗 的特性，采用多个波长作为载波，允许各载波信 道在一条光纤内同时传输。
通常把光信道间隔较大（甚至在光纤的不同窗 口上）的复用称为光波分复用（WDM），而把在 同一窗口中信道间隔较小的WDM称为密集波分复 用（DWDM）。
DWDM系统的构成及光谱示意如图13-1所示。
13.1.5．DWDM的优越性
(1) 可以充分利用光纤的巨大带宽潜力， 使一根光纤上的传输容量比单波长传输 增加几十至上万倍。 (2) N个波长复用以后在一根光纤中传输， 在大容量长途传输时可以节约大量的光 纤。
(3) 波分复用通道对传输信号是完全透 明的，即对传输码率、数据格式及调制 方式均具有透明性，可同时提供多种协 议的业务，不受限制地提供端到端业务。
(4) 可扩展性好。 (5) 降低器件的超高速要求。
13. 2 DWDM系统结构
1．DWDM器件
DWDM器件分为合波器和分波器两种，如图13-5所示。 合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输。 分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。
图13-5 DWDM器件
2．DWDM的几种网络单元类型
将主信道进行放大，然后将主信道与OSC合路并送入光纤。如图137所示。
图13-7 OLA信号流向图
（3）光分插复用器（OADM） OADM设备接收线路的光信号后，先提取监控信道，再
用WPA将主光通道预放大，通过MR2单元把含有16或32路 STM-16的光信号按波长取下一定数量后送出设备，要插入 的波长经MR2单元直接插入主信道，再经功率放大后插入本 地光监控信道，向远端传输。以MR2为例，其信号流向如图 13-8所示。
Fra Baidu bibliotek
100 GHz
WDM 40 Gb/s PSK
例： 在1525~1565 nm频 带内，窄线宽激光 器在 0.8 nm谱带内 (~100 GHz间隔) 发 射信号，则一根光 纤可以同时承载50 路独立的信号。
电时分复用面临的问题：
•“电子瓶颈”限制：
10Gb/s→40Gb/s… •光纤色散限制 •单波长通信系统远不能有效利用光纤带宽