波分复用原理PPT文档格式.ppt

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及更灵活的组网方式,光通信,二DWDM技术概要,光的粒子属性：

散射效应弹性碰撞、非弹性碰撞,光波的特性,爱因斯坦波粒二相性,光在真空中的传播速度:

c=3108m/s媒质的折射率:

n光的全反射折射定律:

n1sin1=n2sin2,光的电磁波属性：

波长和频率,1552.52nm193.1THz100GHz0.8nm,DWDM系统的分类,以信道速率分类：

2.5Gbit/s、10Gbit/s及混合速率,以信道承载业务类型分类：

PDH、SDH、ATM、IP或混合业务等,以信道数分类：

4、8、16、32等,以系统接口分类：

集成式或开放式系统,以地理域分类：

海底系统、陆地干线、本地网、城域网,开放式和集成式系统结构,波长转换（WavelengthConvertion）,开放式系统的关键技术-,DWDM系统的组成部分,合波和分波无源部分,发射和接收有源部分,光传输和光放大,光监控信道,DWDM系统网管,发射和接收有源部分,光发送机,光源的波长稳定,光接收机,中心波长和中心频率,196.0,199.0,195.0,194.0,193.0,192.0,191.0,1505,1510,1530,1535,1540,1545,1550,1555,1560,1565,1570,OSC信道151010nm,C-Band,L-Band,（THz）,（nm）,中心频率（中心波长）偏差n/5，n为光信道间隔,标称中心频率或波长是以193.1THz（1552.52nm）为中心、间隔为100GHz的整数倍。

DWDM系统对光发射和光接收的基本要求,中心波长和中心频率,光发送机,光谱特性,1,2,1,-XdB,发光二极管（LED）,1,2,1,-XdB,1,2,1,-XdB,多纵模激光器（MLM）,单纵模激光器（SLM）,温度反馈控制,P区,n区,光栅,有源区,T（C）,l（nm）,对于1.5mmDFB激光器，波长温度系数约为13GHz/C,管芯温度和波长关系曲线,0,波长反馈控制,直接调制方式输出功率正比于调制电流；

简单、损耗小、价廉；

使用FP或DFB激光器二极管；

随调制速率增高，模数增加，激光器谱线展宽（啁啾）。

限制使用在2.5Gbps速率下，较短距离传输。

调制方式,外调制方式激光器光源开关复杂、损耗大、价格贵；

分离外调制铌酸锂（LiNbO3）Mach-Zehnder集成外调制电吸收（EA）III-V族半导体Mach-Zehnder线性调频（啁啾）无或小用于2.5Gbps高速率传输,调制方式,温度波长控制电路,光接收机,接收机必须承受的影响：

信号畸变噪声串扰,合波和分波无源部分,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。

合波器常用的合波器类型有耦合器型、介质薄膜滤波器型和集成光波导型。

合波器的参数主要有插入损耗、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。

分波器分波器的类型主要有光栅型、干涉滤波器型、熔锥型和集成光波导型分波器等类型。

分波器的参数主要有通路间隔、插入损耗、光反射系数、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。

DWDM系统对合波和分波无源器件的基本要求,炫耀光栅,阵列波导光栅（AWG）,输入孔阑,输出孔阑,象平面,物平面,FPR：

自由传播范围,对温度敏感引起的波长漂移；

滤波器对宽带响应不好；

邻近信道隔离度较差；

信号通带较平坦；

偏振无关；

插入损耗较低；

温度特性很好，可达0.001nm/oC以下。

多层介质膜干涉滤波器,0/2,0/2,0,1，2，3，n,1，3，n,2,2/4,i,0,r1,r2,8路多层介质膜滤波器DWDM复用/解复用器,对温度敏感，但成本低，便于设计和制造；

可以直接熔接到系统中；

滤波器性能较好；

反射型结构（带阻）；

光纤布拉格光栅（FBG）,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,0.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.7,波长（mm）,543210,衰减（db/km）,1,2,4,3,OH-,OH-,OH-,190THz,50THz,单模光纤截止波长,5,光纤的衰减,随着脉冲在光纤中传输，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,模间色散（ModeDispersion）色度色散（CromaticDispersion）偏振模色散（PolarizationModeDispersion）,色散对传输的限制,光纤的非线性效应,受激的散射效应受激拉曼散射（SRS）受激布里渊散射（SBS）折射率效应相位调制（SPM）交叉相位调制（CPM，XPM）四波混频（FWM，FPM）,传输使用的三种不同类型的单模光纤,G.652单模光纤（NDSF）,G.653单模光纤（DSF）,G.655单模光纤（NZ-DSF）,常规G.655大有效面积G.655,三种光纤色散情况比较,结论:

不适用于10Gb/s以上速率传输，但可应用于2.5Gb/s或以下速率的DWDM。

G.652单模光纤（NDSF）,大多数已安装的光纤低损耗大色散分布大有效面积色散受限距离短2.5Gb/s系统色度色散受限距离约600km10Gb/s系统色度色散受限距离约34kmG.652+DCF方案升级扩容成本高,低损耗零色散小有效面积长距离、单信道超高速EDFA系统四波混频（FWM）是主要的问题，不利于DWDM技术结论:

适用于10Gb/s以上速率单信道传输，但不适用于DWDM应用，已经被市场淘汰。

G.653单模光纤（DSF）,有几种类型的光纤可以使用（TruewaveTM、LSTM、LEAFTM、大保实光纤等）在15301565nm窗口有较低的色散可以有正的或负的色散，正色散SPM效应压缩脉冲，负色散SPM效应展宽脉冲。

为DWDM系统的应用而设计的结论:

适用于10Gb/s以上速率DWDM传输，是未来大容量传输光纤的理想选择。

G.655单模光纤（NZ-DSF）,G.655光纤（NZ-DSF）常规：

+色散斜率小-非线性效应严重大有效面积：

+非线性效应小-色散斜率大D0：

+SPM压缩传输脉冲，补偿色散效应的影响-调制不稳定性（MI）（2000km）D0：

+无调制不稳定性（MI）-SPM展宽传输脉冲，加重色散效应的影响,LUCENT真波光纤,CORNINGLEAF光纤,什么是PMD?

由于光的偏振模之间产生时延起源于光纤的双折射差分群时延（DGD）,偏振模色散（PMD）问题,PMD的影响,功率代价为1dB的PMD系数,速率最大PMDPMD系数（Gb/s）（ps）（ps/km）（400km光纤链路）,2.5402.010100.52050.25402.50.125,80年代安装的8千万公里老光纤光缆中,l=1550nm,光缆长度=27.55km,PMD=108ps,PMD系数=20.57ps/km,1/2,90年代安装的光纤光缆,l=1550nm,光缆长度=32km,PMD=10.86ps,PMD系数=1.92ps/km,1/2,匹配包层光纤,-110km和80km,-PMD系数=0.06到0.07ps/km,1/2,下凹光纤,-20km到85km,-PMD系数=0.74到0.92ps/km,1/2,色散位移光纤,-20km和40km,-PMD系数=0.30到0.37ps/km,1/2,同一光缆中不同光纤的PMD测量,l,=1550nm,光缆长度=3.6.km,测试结果（在30分钟时间周期内）,Fiber#,PMD（ps）,PMD系数（ps/km,1/2,）,1,0.08,0.04,2,0.16,0.09,3,0.39,0.20,4,0.32,0.17,5,0.69,0.36,6,0.32,0.17,7,0.40,0.21,8,2.84,1.50,9,0.11,0.06,EDFA光放大器,2H11/2,4S3/2,4F9/2,4I9/2,4I11/2,4I13/2,4I15/2,514nm,532nm,670nm,800nm,980nm,1480nm,能级图,1.53mm,107,（3200）,1.4105,9001200,1.6107,（1100）,2108,（120）,1.5105,100130,0,90110,衰减速率，单位：

s-1,辐射衰减,EDFA光放大器基本配置,隔离器,WDM,EDF,隔离器,泵浦激光器,输入信号,输入信号,隔离器,WDM,EDF,隔离器,输入信号,输入信号,泵浦激光器,隔离器,WDM,EDF,隔离器,输入信号,输入信号,泵浦激光器,泵浦激光器,前向泵浦,后向泵浦,双向泵浦,光放大器应满足ITU-T建议G.663、G.691及其他相关建议。

EDFA的主要技术参数：

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、小信号增益、增益平坦度、增益变化、增益斜度、输入光回损、输出光回损等。

对EDFA模块的其它要求：

-具有泵浦源自动关闭功能。

-寿命不小于30万小时。

-具有放大器自动增益均衡（控制）功能。

DWDM系统对光放大的基本要求,EDFA光放大器增益锁定技术,泵浦源功率控制,饱和光控制技术,光功率检测控制,输入光功率检测,输出光功率检测,Pin,Pout,泵浦激光器,EDF,光监控信道（OSC）,DWDM系统对光监控信道的基本要求,监控通路波长1510nm，监控速率2Mb/s对光监控通路的要求

（1）监控通路不限制光放大器的泵浦波长

（2）监控通路不限制光放大器之间的距离（3）监控通路不限制未来在1310nm波长的业务（4）在光放大器失效时监控通路仍然可用（5）OSC传输是分段的且具有3R功能和双向传输功能（6）应有OSC保护路由，防止光纤被切断后监控信息不能传送的严重后果,DWDM系统监控通道保护技术,DWDM网管系统,光传输段层（OTS）,光传送网分层结构,SDH分层结构,物理层（FIBER）,网元管理系统管理功能：

故障管理：

进行故障诊断、故障定位、故障隔离、故障改正，以及路径测试功能。

性能管理：

性能参数监视等配置管理：

设置和预配等安全管理：

4级授权等,独立的网元管理功能EM层,DWDM的网管应与所承载信号的网管分离开，以增加承载多样性，发挥“业务透明”的特点。

DWDM网管系统示意图,三