传输与交换作业--DWM与DWDM

DWM与DWDM原理1、为何需要WDM？答：随着信息传送量爆炸式增加，传输网络的容量要求也越来越大。运营公司及设备制造厂家都希望提高传输速率、增加光纤网络的容量及灵活性，其中扩容方式有空分复用（SDM，SpaceDivisionMultiplexer）、时分复用（TDM，TimeDivisionMultiplexer）、波分复用（WDM，WavelengthDivisionMultiplexing）等几种。其中，空分复用是靠增加光纤数量的方式线性增加传输的容量，同时传输设备也线性增加。光纤数量的增加给施工以及将来线路的维护带来了诸多不便，并且对于已有的光缆线路通过重新敷设光缆来扩容，工程费用将会成倍增长。而且，这种方式并没有充分利用光纤的传输带宽，造成光纤带宽资源的浪费。所以空分复用的扩容方式是十分受限。通过时分复用技术可以提高光传输信息的容量，并降低每条电路在设备和线路方面投入的成本。但时分复用的扩容方式有两个缺陷：第一是影响业务，即在“全盘”升级至更高的速率等级时，网络接口及其设备需要完全更换，所以在升级的过程中，不得不中断正在运行的设备；第二是速率的升级缺乏灵活性。在不同类型光纤中的非线性效应会对传输产生各种限制。不管是采用空分复用还是时分复用的扩容方式，基本的传输网络均采用传统的PDH或SDH技术，即采用单一波长的光信号传输，这种传输方式是对光纤容量的一种极大浪费。波分复用是利用单模光纤低损耗区的巨大带宽，将不同速率（波长）的光混合在一起进行传输，这些不同波长的光信号所承载的数字信号可以是相同速率、相同数据格式，也可以是不同速率、不同数据格式，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍，从而增加了光纤的传输容量，在很大程度上解决了传输带宽问题。通过增加新的波长特性，按用户的要求确定网络容量。对于2.5Gb/s以下的速率的WDM，目前的技术可以完全克服由于光纤的色散和光纤非线性效应带来的限制，满足对传输容量和传输距离的各种需求。所以需要波分复用技术。2、可用光纤熔融拉锥法制作WDM复用和解复用器件吗？答：可以。波分复用系统的核心部件是波分复用器件，即光复用器和光解复用器，其性能好坏在很大程度上决定了整个系统的性能。光复用器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输；光解复用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。波分复用器件的要求是复用信道数量足够、插入损耗小、串音衰耗大和通带范围宽等。熔融拉锥法原理就是将两根(或两根以上)除去涂覆层的光纤，通过一定的方式紧密靠拢，在高温加热条件下，使其熔融并向两侧拉伸，形成双锥形式的特殊光波导结构，从而实现光纤耦合的一种方法。熔融拉锥型方法受环境影响小、制造周期短、器件插入损耗低、性能稳定、成本低，能有效进行大批量生产。此外，这种方法制作过程中一些重要工艺参数可以通过微机控制，大大提高了生产效率和器件性能的稳定性。3、根据WDM解复用的原理,你认为还可以采用哪些光学滤波方法获得所需要的波长？答：利用色散器件(棱镜或衍射光栅)的分光特性，将不同波长的光波进行分离；利用涂覆在玻璃片上的多层不同折射率的介质薄膜来组合或分离WDM中的特定波长，改变薄膜的层数来得到不同的滤光器；光纤光栅是用紫外光在光敏光纤纤芯上刻印上一定周期的折射率变化形成光栅，通过改善光栅周期和折射率调制可获得不同的谐振波长和反射带宽，以适用于不同的WDM系统；使用FBG（布拉格光纤光栅）实现带阻滤波，实现光纤中光的滤除；使用光学窄带滤波片与光纤耦合在一起进行滤波。4、何为DWDM？何为AWG？答：（1）DWDM：密集型光波复用。密集型光波复用（DWDM：DenseWavelengthDivisionMultiplexing）是能组合一组光波长用一根光纤进行传送。这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术，该技术是在一根指定的光纤中，多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，以便利用可以达到的传输性能（例如达到最小程度的色散或者衰减）。这样，在给定的信息传输容量下，就可以减少所需要的光纤的总数量。DWDM的一个主要优点是它的协议和传输速度是不相关的，可以采用IP协议、ATM、SONET/SDH、以太网协议来传输数据。从QoS（服务质量）的观点看，基于DWDM的网络以低成本的方式来快速响应客户的带宽需求和协议改变。密集型光波复用（DWDM）不仅极大地提高了网络系统的通信容量，充分利用了光纤的带宽，而且它具有扩容简单和性能可靠等优点，并且可以直接接入多种业务使得它的应用前景十分光明。（2）AWG：阵列波导光栅AWG(ArrayedWaveguideGrating)是密集波分复用系统（DWDM）中的首选技术。其原理为：含有多个波长的复用信号光经中心输入信道波导输出后，在输入平板波导内发生衍射，到达输入凹面光栅上进行功率分配，并耦合进入阵列波导区。因阵列波导端面位于光栅圆的圆周上，所以衍射光以相同的相位到达阵列波导端面上。经阵列波导传输后，因相邻的阵列波导保持有相同的长度差ΔL，因而在输出凹面光栅上相邻阵列波导的某一波长的输出光具有相同的相位差，对于不同波长的光此相位差不同，于是不同波长的光在输出平板波导中发生衍射并聚焦到不同的输出信道波导位置，经输出信道波导输出后完成了波长分配即解复用功能。这一过程的逆过程，即如果信号光反向输入，则完成复用功能，原理相同。参考文献：1卜凡云，余震虹，王娜娜.1310_1550nm熔融拉锥型WDM的研究.科学技术与工程.2011年3月第11卷第9期:2110-21132李先源.波分复用光传输技术.有线电视技术，2001:11-143刘翔.波分复用(WDM)系统中的复用/解复用器件(MUX/DEMUX).面向21世纪的科技进步与社会经济发展:4444贾常明.利用光学滤波方法提取透明薄片上的指纹.刑事技术，2009:(5):20-215纪越峰等.现代通信技术.北京邮电大学出版社.2013（4）.