6章-WDM系统

第6章WDM波分复用系统（教材第173页）本章内容WDM技术的概念及系统结构。WDM系统设备及组网。WDM系统的关键技术。WDM系统规范。第6章WDM波分复用系统学习本章目的和要求掌握WDM技术及系统结构。掌握WDM系统的设备和组网。了解WDM关键技术。掌握WDM系统规范。（教材第173页）1．WDM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。（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。6.1.1WDM概述（教材第174页）6.1.1DWDM概述2．WDM的概念和特点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）的复用称为粗波分复用（CWDM），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6-1所示。（教材第173页）6.1.1DWDM概述图6-1DWDM系统的构成及频谱示意图（教材第175页）OTU光波长转换器6.1.2WDM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。如图6-2所示，图6-2双纤单向传输的DWDM系统（教材第176页）6.1.2DWDM工作方式（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6-3单纤双向传输的DWDM系统（教材第176页）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。例如：双向数字有线电视系统等图6-4光信号的分出和插入传输（教材第177页）6.1.3WDM系统类型WDM的应用形式可分为开放式WDM和集成式WDM。1.集成式WDM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。（教材第177页）2.开放式WDM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。OUT为光波长转换器6.1.4WDM系统应用类型1.采用线路光放大器的WDM系统（1）系统参考配置OM光复用器，OA光放大器，OD光复用器（2）有线路放大器的WDM系统的分类和应用代码nWx-y.z表6-1有线路放大器的WDM系统的应用代码（教材第178页）（教材第179页）2.无线路光放大器的WDM系统（1）系统的参考配置（2）无线路光放大器的WDM系统的分类和应用代码表6-2无线路光放大器WDM系统的应用代码（教材第180页）6.2WDM系统结构与设备6.2.1WDM系统的基本结构光发射机，光放大器，光接收机，光监控信道，网络管理系统图6-10WDM系统总体结构示意图（单向）6.2WDM系统设备1．DWDM器件DWDM器件分为合波器和分波器两种，如图所示。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6-DWDM器件（教材第180页）6.2.2WDM系统设备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6-11所示。（教材第180页）图6-11OTM信号流向图（教材第181页）华为公司波分320G设备的OTM光终端复用器的信号流向图（2）光线路放大器（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：（教材第181页）图6-12华为公司波分320G设备的OLA光线路放大器的信号流向图（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6-13所示。（教材第181页）图6-13静态OADM（32/2）信号流向图（教材第182页）华为公司波分320G设备的OADM信号流向图双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6-14所示。图6-14两个OTM背靠背组成的OADM信号流向图（教材第182页）华为公司波分320G设备的OADM设备信号流向图（4）电中继器（REG）以STM-16信号的中继为例，其的信号流向如图6-15所示。图6-15电中继器（REG）的信号流向图（教材第183页）华为公司波分320G设备的设备信号流向图6.2.3WDM组网与网络保护1．WDM组网（1）点到点组网DWDM的点到点组网示意图如图6-16（a）所示。（2）链形组网DWDM的链形组网示意图如图6-16（b）所示。（3）环形组网DWDM环形组网示意图如图6-16（c）所示。图6-16（a）DWDM的点到点组网示意图（教材第183页）图6-16（c）DWDM的环形组网示意图图6-16（b）DWDM的链形组网示意图（教材第183页）2．WDM网络保护点到点线路保护主要有两种保护方式（1）基于单个波长的保护：在SDH层实施的1+1保护（图6-17）或1︰N的保护（图6-18）；（2）光复用段上的保护：在光路上同时对合路信号进行保护，这种保护也称光复用段保护（OMSP）（图6-19）（3）基于环网的保护。图6-20，图6-21（教材第185页）（教材第186页）6.2.4WDM系统的监控1.对光监控信道的要求（1）监控通路波长优选1550nm，监控速率优选2Mb/s（2）光监控通路的OSC功能（3）监控通路的帧结构2.WDM系统的监控（1）带外波长监控技术（2）带内波长监控技术6.2.5WDM系统的网络管理1.故障管理2.性能管理3.配置管理4.安全管理6.2.6WDM系统的性能（教材第187页）6.3WDM系统的关键技术6.3.1光源1.激光器的调制方式：间接调制，外调制激光器的类型，2.激光器波长的稳定与控制6.3.2光电检测器6.3.3光波长转换器（教材第188页）6.3.4光放大器光放大器主要有EDFA掺铒光纤放大器和拉曼放大器。EDFA已经成熟并大量工程应用。1.EDFA增益的平坦性2.EDFA的增益控制3.EDFA应用中应注意的问题（教材第192页）6.3.5光复用器和光解复用器6.3.6光纤传输技术1.光纤的种类：G.652，G.653，G.655，大有效面积光纤，色散补偿光纤2.光纤的非线性效应：受激拉曼散射，受激布里渊散射，非线性折射，自相位调制，交叉相位调制，四波混频效应。（教材第196页）6.4WDM系统规范6.4.1WDM波长分配1.绝对频率参考2.标称中心频率表6-3WDM系统中心频率3.通路间隔4.中心频率偏差（教材第197页）6.4.2WDM系统光接口技术规范1.光接口位置与参数定义2.WDM系统光接口指标（教材第199-205页）