密集波分复用DWDH传输原理

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1、密集波分复用传输原理山西邮电职工培训中心许杰内容提要一、DWDM的工作原理二、DWDM系统的组成网元三、DWDM光传输系统的技术标准与应用一、DWDM的工作原理九十年代以来，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%增长容量的需求250

2、2001501005001151352IP23106250话音话音和IP通信量的增长情况1996199719981999201020201058Tbit技术到干线网21世纪的传输Gbit技术到办公室/家庭Mbit技术到个人扩容技术空分复用SDM(SpaceDivisionMultiplexer)时分复用TDM(TimeDivisionMultiplexer)波分复用WDM(WavelengthDivisionMultiplexer)（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

3、容方式十分受限。（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。扩容的选择何谓DWDM？DWDM(DenseWavelengthDivisionMultiplexer)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

4、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)。WDM技术分类DWDM系统的构成及频谱分布系统分类根据光发送端是否采用OTU（光波长转换器）来看，DWDM系统可分为集成式DWDM系统和开放式DWDM系统。集成式系统不需配置波长转换器，其所承载的SDH终端具有满足G.692的光接口：标准的光波长、满足长距离传输的光源。开放式系统就是在波分复用器前加入OTU，将SDH非规范的波长转换为标准波长。OTU对输入端的信号波长没有特殊要求，可以兼容任意厂家的SDH

5、信号，OTU输出端是满足G.692的光接口：标准的光波长、满足长距离传输的光源。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，用于建设全光网络波分复用技术的发展DWDM的工作方式（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。因此，同一波长在两个方向可以重复利用。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。（2）单纤双向传输DWD

6、M的工作方式(续1)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的工作方式(续2)（3）光信号的分出和插入传输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二

7、、DWDM系统的组成网元DWDM系统的五大组成部分合波和分波无源部分信道隔离度高的光解复用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光放大器光监控信道1510nmDWDM系统网管光传送网分层模型光传输和光放大部分光的传输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光纤衰耗产生机理材料吸收：本征材料吸收：硅(SiO2)非本征材料吸收：杂质，如OH-离子瑞利(Rayleigh)散射：辐射损耗光纤衰耗随着脉

8、冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽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光纤的色散模间色散(ModeDispersion)色度色散(CromaticDispersion)偏振色散(PolarizationModeDispersion)色散对传输的限制在常规光纤系统中，光纤呈现线性传输特性。