02-DWDM原理与技术

DWDM原理与技术2004年4月广东移动讲义(关键技术与应用)2武汉邮电科学研究院•烽火科技学院内容提要DWDM技术概述产生的背景DWDM技术的特点DWDM技术要点DWDM系统与组网3武汉邮电科学研究院•烽火科技学院SDM----SpaceDivisionMultiplexerB城A城马路越修越多,耕地越来越少……光纤越敷越多,Money越来越少……扩容的选择—空分复用5武汉邮电科学研究院•烽火科技学院TDM----TimeDivisionMultiplexer快点,快点,再快点…STM-1155Mbit/sSTM-4622Mbit/sSTM-162.5Gbit/sSTM-6410Gbit/sSTM-25640Gbit/s?电子瓶颈出现电时分复用6武汉邮电科学研究院•烽火科技学院WDM--WavelengthDivisionMultiplexer小心,别撞车,交通规则很重要哦…•多信道永远比单信道的传输容量大，更经济扩容的选择—波分复用7武汉邮电科学研究院•烽火科技学院1’n1n’光接收机光发射机光发射机光接收机光发射机光接收机光接收机光发射机复用器解复用器放大器解复用器复用器放大器λ1λnλ1λnn’1’n1发送侧设备接收侧设备双纤单向DWDM系统8武汉邮电科学研究院•烽火科技学院双纤单向DWDM系统9武汉邮电科学研究院•烽火科技学院波分复用的分类BWDM(BroadWDM)宽波分复用波长间隔大于50nm，一般指1310nm/1550nm复用，仍用于接入网，但很少用于长距离传输DWDM(DenseWDM)密集波分复用波长间隔小于1000GHz(约8nm），一般在1550nm窗口采用，用于长距离传输CWDM(CoarseWDM)粗波分复用波长间隔介于10nm到50nm，通常为20nm，可在1310nm和1550nm窗口采用，用于城域网10武汉邮电科学研究院•烽火科技学院DataChannel2DataChannel3DataChannelnDataChannel1OpticalFiberDWDM的特点优点充分利用光纤带宽实现超大容量直接光放大，降低成本对速率和调制方式透明系统升级容易适应未来光网络建设的要求高容量,低成本,透明性,波长路由11武汉邮电科学研究院•烽火科技学院内容提要DWDM技术要点光发送与光接收光合波与光分波光传输与光放大12武汉邮电科学研究院•烽火科技学院光发送与光接收13武汉邮电科学研究院•烽火科技学院12DWDM对光发送机的基本要求光源的波长稳定指定波长符合ITU-T规定波长漂移/5（ITU-T）/10（国家）光源的色散容限光谱宽度@-20dB0.2nm高而稳定的输出光功率高电光转换效率，高可靠性易于调制，响应速度快14武汉邮电科学研究院•烽火科技学院196.0199.0195.0194.0193.0192.0191.015051510153015351540154515501555156015651570OSC信道151010nmC-BandL-Band(THz)(nm)中心频率(中心波长)偏差n/5，n为光信道间隔中心波长和中心频率标称中心频率或波长以193.1THz（1552.52nm)为中心、间隔为100GHz(约0.8nm)的整数倍。15武汉邮电科学研究院•烽火科技学院信道和波长定义序号中心频率(THz)波长(nm)序号中心频率波长(nm)序号中心频率波长(nm)序号中心频率波长(nm)(THz)(THz)(THz)40192.11560.6130193.11552.5220194.11544.5310195.11536.6139192.21559.7929193.21551.7219194.21543.739195.21535.8238192.31558.9828193.31550.9218194.31542.948195.31535.0437192.41558.1727193.41550.1217194.41542.147195.41534.2536192.51557.3626193.51549.3216194.51541.356195.51533.4735192.61556.5525193.61548.5115194.61540.565195.61532.6834192.71555.7524193.71547.7214194.71539.774195.71531.933192.81554.9423193.81546.9213194.81538.983195.81531.1232192.91554.1322193.91546.1212194.91538.192195.91530.33311931553.33211941545.32111951537.411961529.5616武汉邮电科学研究院•烽火科技学院DWDM波段17武汉邮电科学研究院•烽火科技学院DWDM波段工作窗口波段标称波长波长范围（nm）第一窗口850第二窗口O波段13101280-1360第五窗口E波段波长扩展1360-1460S波段15501460-1530第三窗口C波段15501530-1565第四窗口L波段15501565-162518武汉邮电科学研究院•烽火科技学院光合波与光分波19武汉邮电科学研究院•烽火科技学院对波分复用器件的基本要求DWDM系统中使用的波分复用器件的性能应满足ITU-TG.671及相关建议的要求。合波器将多个输入端口输入的不同波长的光波由一个输出端口输出主要参数有插入损耗、光反射系数、工作波长范围、极化相关损耗和各通路插损的最大差异分波器将多个不同波长信号分离开来送入多个输出端口主要参数有插入损耗、光反射系数、通路间隔、相邻通路隔离度、非相邻通路隔离度、极化相关损耗、温度系数、0.5dB和20dB带宽20武汉邮电科学研究院•烽火科技学院波分复用器件的类型根据实现原理的不同可分为角色散元件型熔融拉锥型介质薄膜滤波器型集成光波导型光纤光栅型21武汉邮电科学研究院•烽火科技学院波分复用器22武汉邮电科学研究院•烽火科技学院光传输色散控制与补偿光放大前向纠错25武汉邮电科学研究院•烽火科技学院光传输色散控制与补偿光放大前向纠错26武汉邮电科学研究院•烽火科技学院光放大光纤通信的新纪元特点：光-光中继放大工作于光纤工作带宽，同时放大多个信道主要技术参数：工作波长范围、输入功率范围、输出功率范围、饱和输出功率、噪声系数、偏振相关增益、增益平坦度、增益变化、光回损等。27武汉邮电科学研究院•烽火科技学院全光放大器分类掺稀土元素光纤放大器掺铒光纤放大器(EDFA)掺镨光纤放大器(PDFA)掺铷光纤放大器(NDFA)非线性效应光纤放大器拉曼光纤放大(RFA)布里渊光纤放大(BFA)半导体光放大(SOA)28武汉邮电科学研究院•烽火科技学院EDFA的工作原理高能态亚稳态泵浦光子信号光子信号光子受激辐射光子基态Er3+29武汉邮电科学研究院•烽火科技学院EDFA的特点光纤通信的革命，激光技术与光纤制造技术结合的产物优点：工作波长范围与光纤最小损耗窗口一致耦合效率高，能量转换效率高增益高、噪声低、输出功率大透明传输缺点：工作波长范围有限增益带宽不平坦30武汉邮电科学研究院•烽火科技学院EDFA在线路中的应用按照在系统中放置的位置EDFA可以分为三类合波器分波器功率放大器OBA前置放大器OPA线路放大器OLA•两个放大器的级连组成OLA时必须用OPA+OBA的方式•限制原因：放大器的输入、输出功率31武汉邮电科学研究院•烽火科技学院光纤拉曼放大器的特点特点可开发光纤的整个低损耗区1270-1670nm可在任意光纤中发生，可以以传输光纤本身为增益介质；噪声指数低缺点：泵浦效率低，阈值高分类分立式拉曼放大器分布式拉曼放大器