光纤通信技术 教学课件 作者 彭利标 光纤8-1WDM.ppt

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1、第8章多信道复用与交换技术§8.1光复用技术§8.2光交换技术§8.3光调制技术§8.4扩频通信第8章多信道复用与交换技术一、概述怎样提高系统的通信容量，解决办法：1、提高单信道容量：信号复用（时分、频分、码分）数字复接（PDH高次群、SDH（STM-1、4、16、64、256等））2、增加信道数：波分复用（WDM）§8.1光复用技术二、多信道复用技术1、根据光信号本身复用形式OTDM(时分)OCDM（码分）SCM（副载波）1）OTDM电通信：TDM--基群;数字复接--二、三、四次群--PDH更高速数字序列：STM-N------SDH光通信：OT

2、DM：10Gb/s×2、10Gb/s×4、10Gb/s×8、10Gb/s×N2）OCDM在OCDM中，每个用户拥有一个惟一的正交地址码发送端：用地址码（数据信息）进行光调制；接收端：用相同的地址码进行光解调，实现用户间的通信。3）SCM（副载波复用）二次调制：1、先将各路待传输信号对对应的不同高频电载波（副载波）进行一次调制（ASK、FSK、PSK）2、频分复用电信号3、再将群信号调制光载波进入光纤传输。2、根据光载波本身空分复用（SDM）依靠光缆的纤芯数量增加来提高传输容量波分复用（WDM）在不增加纤芯数量的前提下，依靠在同一根光纤中传输多个波长载

3、波来提高传输容量1）SDMSDM增加光纤数量来增加系统的传输容量;多芯光缆：局域网使用2芯/4芯/8芯12芯/24芯广域网使用144芯/288芯电信杆上的电缆（光缆）重新敷设光缆不同的波长信号通过合波器（发送）在同一根光纤中传输多路信号。2）WDM三、WDM原理1、传统的光纤通信N路信息经电时分复用组成高次群，（单路）对一个波长为λ0的光源（1.3或1.5）进行调制，耦合进光纤传输-----带宽资源浪费。将1路信息经电时分复用组成高次群SDH1，对第一个波长为λ1的光源调制；将2路信息经电时分复用组成SDH2，对第二个波长为λ2的光源调制；将N路信息

4、经电时分复用组成SDHN，对第N个波长为λN的光源调制；然后通过合波器后进入光纤传输-------波分复用(WDM)2、WDM3、波分复用的形式WDM：N＜8个λ，信道间隔＞3.2nmDWDM：N＞8个λ，信道间隔＜3.2nmOFDM：当信道间隔密集到电的频分复用时。目前WDM的实用水平：2.5Gb/s×1610Gb/s×16、2.5Gb/s×32、10Gb/s×32、发展过程及趋势四、DWDM技术1、DWDM技术产生背景传统的传输网络扩容方法：空分多路复用（SDM）和时分多路复用（TDM）。1）SDM扩容方式：靠增加光纤数量的方式线性增加传输系统的

5、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（系统改造更困难）。2）TDM扩容方式：PDH的一次群至四次群的复用；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。2、DWDM原理概述1）DWDM技术：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。2）分类：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（WD

6、M），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）。3、DWDM系统的构成及光谱示意图DWDM系统的构成及频谱示意图1）双纤单向传输---双向通信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。双纤单向传输的DWDM系统发收收发4、DWDM工作方式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。单纤双向传输的DWDM系统2）单纤双向传输发收收发一、光交换的基本原理电子交换光转换成电（交换）转换成光光交换-----三种交换方式§8.2光交换技术1、空分

7、光交换在空间域利用光开关进行转换2、时分光交换时隙互换3、波分光交换波长交换4、复合光交换同时采用三种交换(两种)方式-------复合光交换习题：9-5（空分、时分、波分）9-6（同时采用2-3种）二、全光网的概念1、全光网的概念全光网是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术，即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，而其在各网络节点的交换则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）、分叉复用（OADM）、掺铒光纤放大器（EDFA）。2．全光网的基本结构可以分为：光网络层和电网络层。光网络层的拓扑结构可以是环形、星形和

8、网孔形等，交换方式各采用空分、时分或波分光交换。目前国际上所试验的全光网更注重于波分光交换的应用。二、全光网