密集波分复用(DWDM)通信传输技术的实际应用与发展
试论密集波分复用（DWDM）通信传输技术的实际应用与发展[摘要]文章首先分析了密集波分复用技术的优势，并对波分复用系统的基本工作原理与应用系统的构成进行了分析，最后对dwdm 技术在通信传输领域的实际应用与发展进行了论述。
[关键词]dwdm；通信传输技术；应用；发展
中图分类号：tm73 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）14-0167-02
一、前言
近年来，随着光纤通信技术的发展，光波分复用技术日趋成熟。目前， dwdm（密集波分复用）技术主要应用于长途干线和骨干网络，较好的解决了当前的带宽要求。文章首先分析了密集波分复用技术的优势，并对波分复用系统的基本工作原理与应用系统的构成进行了分析，最后对dwdm技术在通信传输领域的实际应用与发展进行了论述。
二、密集波分复用技术的优势
（1）数据的有效综合和分离
由于密集波分复用系统可以将不同的波长、不同的频率的信号进行组合集中在一条光纤上，因此在传输的过程中可以不必考虑到信号本身的速率以及其它数据本身的特性问题。因此，利用dwdm 技术能够将各种信号进行行之有效的综合以及分离。
（2）超大容量。由于我国目前所使用的光纤所能承载和传输的带宽非常宽，但是由于我国在数据传输的技术上的不过硬导致许多
基于DWDM的光纤通信技术及其发展趋势
计算机工程应用技术本栏目责任编辑：贾薇薇Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第5卷第33期(2009年11月)浅析基于DWDM 的光纤通信技术及其发展趋势 贾金岭 （92941部队，辽宁葫芦岛125000） 摘要：文章介绍了光波分复用（DWDM ）技术的概念，探讨了DWDM 技术的优缺点，并对密集波分复用（DWDM ）技术进行了研究，提出了波分复用技术的发展趋势及应用前景。 关键词：DWDM ；波分复用；趋势 中图分类号：TP393文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2009)33-9387-02 近些年，随着多媒体通信业务的发展和计算机网络技术的广泛应用，信息交流的范围不断扩大，以IP 为代表的数据业务大幅增长，通信网络的容量需求急剧增加，因此提高通信系统的带宽成为通信发展的首要问题。这样就要求承载这些业务的基础光传输网络不断提高容量。 传统的传输网络扩容方法采用空分复用（SDM ）或时分复用（TDM ）两种方式。空分复用和时分复用的扩容方式，其基本的传输网络均采用由单一波长光信号传输的PDH 或SDH 技术，由于光纤的带宽是无限大的，上述复用方式造成光纤带宽资源的巨大浪费。由此产生了密集波分复用技术（DWDM ），它大幅增加了网络的容量并且充分利用了光纤的带宽资源。随着光电器件的迅速发展，特别是掺饵光纤放大器（EDFA ）的成熟和商用化，使密集波分复用技术得到广泛应用。 1波分复用（DWDM ）技术的概念 波分复用（DWDM ）就是将一系列载有信息的光载波，在光频域内以1至几百纳米的波长间隔，在发送端经复用器（Multiplexer ）汇聚并耦合在一起沿单根光纤传输，在接收端再经解复用器（Demultiplexer ）将各个不同波长的光载波分开的技术。由于每个不同波长信道的光信号在同一光纤中是独立传输的，因此在一根纤芯中可实现多种信息（如声音、数据和图像等）的传输。它能充分利用光纤宽带的传输特性，使一根光纤起到多根光纤的作用。 WDM 其实质是光频域上的频分复用（FDM ）技术，即每个波长通路占用一段光纤的带宽。按照波长通路间隔的不同，WDM 可分为稀疏波分复用（CWDM ）和密集波分复用（DWDM ）。它们的信道间隔为纳米级别，例如：DWDM 的信道间隔为0.2nm 至1.2nm 。CWDM 成本较低，能够用很低的成本提供高的接入带宽，适用于点对点、以太网、SONET 环等网络结构，特别适合短距离、高带宽、接入点密集的通信应用场合，如楼内或楼与楼之间的网络通信。由于CWDM 技术上的局限性，它存在以下缺点：1)CWDM 在单根光纤上支持的复用波长个数较少，造成系统扩容成本增加；2)CWDM 城域网节点间距离较短，不适用于城域网。DWDM 完美的解决了CWDM 的不足，因此，DWDM 无疑是当今光纤应用领域的首选技术。 2DWDM 技术分析及其优缺点 2.1DWDM 技术分析 DWDM 系统有传输容量大、传输距离长、价格高等特点,因此在国家干线﹑ 省级干线﹑城域核心层的传输系统中有广泛应用。在长途传输中,DWDM 系统采用了NZDSF 光纤（非0色散位移光纤）、高波长稳定度的激光器、密集波分复用器和解复用器,在整个线路上进行光功率均衡。这些高性能的器件价格都很贵,从而使DWDM 成本较高，但由于骨干传输网络传输距离很长,DWDM 系统中多个波长通道可共用光纤和放大器,因此综合考虑，在成本上有很强的竞争力。另外，DWDM 系统有比较完善的保护方式和网管，DWDM 系统组网一般为环网拓扑，节点采用的都是有保护功能的光分插复用设备（OADM ，Optical Add ／Drop Multiplexer ），并采用光复用段保护和光通道保护环系统，对所有业务都进行保护，大大提高了系统可靠性。一些大城市如上海、广州、西安运营商为解决带宽资源紧张问题及保证系统可靠性在城域核心层均倾向于选择可靠性高的DWDM 系统。 对于超长距离传输，理想的光纤特性应该是具有很小的衰减、宽而平坦的光谱、适当的色散、较大的有效面积、理想的弯曲特性、存在可做色散补偿的色散互逆单元等等。实际中光纤很难同时满足这些要求，但总可以满足部分要求以期望能够改善信号传输质量。例如大有效面积光纤LAF 、色散平坦光纤DFF 、全波光纤AWF 等，这些新型光纤均可用于DWDM 系统，实现超长距离传输。 DWDM 系统对工作波长有严格要求，如1.6Tbit/s 系统中，规定最大中心频率偏移约为0.04nm ，而在320Gbit/s 系统中，约为0.1nm 。由此看出，随着DWDM 系统复用波长数量的增加，系统对激光器的稳定性要求更加严格。在DWDM 系统中，采用DFB 激光器作为光源，DFB 激光器的温度漂移系数约为0.08nm/℃，它需要采用冷却技术来稳定波长，以防止由于温度变化使波长漂移到复用器和解复用器的滤波器通带之外。 为了确保大容量DWDM 系统的性能，要求波分复用器件插入损耗小，间隔度大，带内平坦，带外插入损耗变化陡峭，温度稳定收稿日期：2009-08-06 ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.5,No.33,November 2009,pp.9387-9388E-mail:kfyj@https://www.360docs.net/doc/c210411188.html, https://www.360docs.net/doc/c210411188.html, Tel:+86-551-569096356909649387
Tunable可调光模块和50GHz DWDM密集波分复用解决方案介绍
Tunable可调光模块和50GHz DWDM密集波分复用解决方案介绍 光通信领域传统的光源均是基于固定波长的激光器模块，随着光通信系统的不断发展及应用推广，固定波长DWDM激光器的缺点逐渐显露出来：一方面，随着技术的发展，DWDM 50GHz 系统中的波长数达到了上百个，在需要提供保护的场合，每个激光器的备份必须由可替换波长的激光器提供，这样导致备份DWDM光模块数量增加，运营成本上升；另一个方面，由于普通DWDM光模块波长固定，使得固定波长DWDM光模块存货数量提高，而且难易预测具体通道的备货数量. 另外，如果要支持光网络中的动态波长分配，提高网络灵活性，需要配备大量不同波长的普通DWDM光模块，但每只光模块的使用率却很低，造成资源浪费。针对这些不足，随着半导体及其相关技术的发展，易飞扬成功地研制出可调光模块(SFP+和XFP封装均可提供)，即在同一个光模块可以配置输出不同的DWDM波长，且这些波长值和间隔均满足ITU-T（50GHz DWDM ITU-T Full C-band）的要求。波长可调谐光模块有的灵活选择工作波长的特性，对于其在光纤通信波分复用系统、光分插复用器和光交叉连接、光交换设备、光源的备件等应用中具有非常大的实用价值。 针对这些不足，随着半导体及其相关技术的发展，易飞扬成功地研制出可调光模块(SFP+和XFP封装均可提供)，即在同一个光模块可以配置输出不同的DWDM波长，且这些波长值和间隔均满足ITU-T（50GHz DWDM ITU-T Full C-band）的要求。波长可调谐光模块有的灵活选择工作波长的特性，对于其在光纤通信波分复用系统、光分插复用器和光交叉连接、光交换设备、光源的备件等应用中具有非常大的实用价值。 我们公司的可调DWDM光模块采用内置集成激光器和MZ调制器的的芯片，满足ITU-T（50GHz DWDM ITU-T Full C-band）的要求，可调范围基于50GHz频道间隔多达 90个频道，将为设备厂商和运营商提供更大的灵活性，实现对于网络整体性能的优化，也将极大降低现有运营商对于DWDM SFP+模块库存的需求。我们的可调DWDM 10GE SFP+ 光模块功耗小于1.7W，该模块波长稳定，发射光功率在0dBm左右；消光比均大于10dBm，边模抑制比均大于51dB，眼图交叉点在47%~52%之间，该模块灵敏度均可达到-24dBm以上，完全80KM光纤工作距离; 可调DWDM 10GE XFP 光模块分为2种版本，支持FEC编码功能（OTN G.709成帧）和无FEC 编码功能，支持FEC编码功能（OTN G.709成帧）的DWDM可调光模块功耗略大（小于4.5W）, FEC编码功能的好处是提高了传输的灵敏度；而不带FEC功能的DWDM可调光模块功耗略小（小于3.5W），两种版本均可满足80KM光纤工作距离，同时满足兼容思科,Juniper等主流设备商的交换机和核心路由器。
光波分复用系统的基本原理
光波分复用系统的基本原理 本文简要介绍光波分复用系统的基本原理、结构组成、功能配置、关键技术部件和技术特点，说明光波分复用WDM系统是今后光通信发展的方向。 一、光波分复用（WDM）技术 光波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号，而每个光载波可以通过FDM或TDM方式，各自承载多路模拟或多路数字信号。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。 WDM技术对网络的扩容升级，发展宽带业务，挖掘光纤带宽能力，实现超高速通信等均具有十分重要的意义，尤其是加上掺铒光纤放大器（EDFA）的WDM对现代信息网络更具有强大的吸引力。 二、WDM系统的基本构成 WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。单向WDM是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同波长的光携带的，所以彼此间不会混淆，在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输，而反方向则通过另一根光纤传送。双向WDM是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输，所用的波长相互分开，以实现彼此双方全双工的通信联络。目前单向的WDM系统在开发和应用方面都比较广泛，而双向WDM由于在设计和应用时受各通道干扰、光反射影响、双向通路间的隔离和串话等因素的影响，目前实际应用较少。 三、双纤单向WDM系统的组成 以双纤单向WDM系统为例，一般而言，WDM系统主要由以下5部分组成：光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统。 1.光发射机 光发射机是WDM系统的核心，除了对WDM系统中发射激光器的中心波长有特殊的要求外，还应根据WDM系统的不同应用（主要是传输光纤的类型和传输距离）来选择具有一定色度色散容量的发射机。在发送端首先将来自终端设备输出的光信号利用光转发器把非特定波长的光信号转换成具有稳定的特定波长的信号，再利用合波器合成多通路光信号，通过光功率放大器（BA）放大输出。
光纤通信中应用的新技术
一﹑光纤通信中应用的新技术 1.1光弧子通信 1844年，苏格兰海军工程师约翰·斯科特·亚瑟对船在河道中运动而形成水的波峰进行观察，发现当船突然停止时，原来在船前被推起的水波依然维护原来的形状、幅度和速度向前运动，经过相当长的时间才消失。这就是著名的孤立波现象。孤立波是一种特殊形态的波，它仅有一个波峰，波长为无限，在很长的传输距离内可保持波形不变。人们从孤立波现象得到启发，引出了孤子的概念，而以光纤为传输媒介，将信息调制到孤子上进行通信的系统则称作光孤子传输系统。 光脉冲在光纤中传播，当光强密度足够大时会引起光脉冲变窄，脉冲宽度不到1个Ps，这是非线性光学中的一种现象，称为光孤子现象。若使用光孤子进行通信可使光纤的带宽增加10～100倍，使通信距离与速度大幅度地提高。于常规的线性光纤通信系统而言，限制其传输容量和距离的主要因素是光纤的损耗和色散。随着光纤制作工艺的提高，光纤的损耗已接近理论极限，因此光纤色散便成为实现超大容量光纤通信亟待解决的问题。光纤的色散，使得光脉冲中不同波长的光传播速度不一致，结果导致光脉冲展宽，限制了传输容量和传输距离。由光纤的非线性所产生的光孤子可抵消光纤色散的作用。因此，利用光孤子进行通信可以很好地解决这个问题。 光纤的群速度色散和光纤的非线性，二者共同作用使得孤子在光纤中能够稳定存在。当工作波长大于1．3¨m时，光纤呈现负的群速度色散，即脉冲中的高频分量传播速度快，低频分量传播速度慢。在强输入光场的作用下，光纤中会产生较强的非线性克尔效应，即光纤的折射率与光场强度成正比，进而使得脉冲相位正比于光场强度，即自相位调制，这造成脉冲前沿频率低，后沿频率高，因此脉冲后沿比脉冲前沿运动得快，引起脉冲压缩效应。当这种压缩效应与色散单独作用引起的脉冲展宽效应平衡时即产生了束缚光脉冲——光孤子，它可以传播得很远而不改变形状与速度。 光孤子通信的关键技术是产生皮秒数量级的光孤子和工作在微波频率的检测器。目前用多模光纤激光器和DFB激光器已能产生几十皮秒的光孤子。但真正要投入使用还有许多问题需要解决。 1.2相干光通信 迄今为止的光纤通信系统，几乎都是采用强度调制一直接检波的方式。这种方式的优点是调制和解调容易，系统的成本较低，但性能还需进一步提高。人们把光通信和无线电通信相比较，发现这种方式与早期无线电通信的直接检波类似。在直接检波以后，无线电通信通过引入外差检波方式，避免了高频放大滤波的困难，得到了混频增益，提高了接收选择性。通过引入相干调制技术，充分利用了无线电波的频率和相位信息，大大地改善了无线电通信系统的性能。类似地，在光通信中利用相干调制和外差检测技术，也可改善光通信的性能，这就是相干光通信。 在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术，所谓相干调制，就是利用要传输的信号来改变光载波的频率、相位和振幅(而不像强度检测那样只是改变光的强度)，这就需要光信号有确定的频率和相位(而不像自然光那样没有确定的频率和相位)，即应是相干光。激光就是一种相干光。所谓外差检测，就是利用一束本机振荡产生的激光与输入的信号光在光混频器中进行混频，得到与信号光的频率、相位和振幅按相同规律变化的中频信号。由于相干光通信具有灵敏度高、选择性好的优点，可以用来做成大容量、长距离的干线网。在光纤有线电视系统中，如果采用相干光通信技术，可以建成光纤到户的系统。由于选择性的提高，可以传输多得多的频道；由于接收机灵敏度的提高，使带动的用户数大大增加；采用可调谐本振接收机，用户可以方便地随时选择信道。相干光通信技术，目前还只是试验阶
光波分复用(WDM)技术复习过程
光波分复用(WDM)技术 一、波分复用技术的概念 波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在 发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。 通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。CWDM 的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。 CWDM和DWDM的区别主要有二点：一是CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。CWDM是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。 二、波分复用技术的优点 WDM技术之所以在近几年得到迅猛发展是因为它具有下述优点： (1) 传输容量大，可节约宝贵的光纤资源。对单波长光纤系统而言，收发一个信号需要使用一对光纤，而对于WDM系统，不管有多少个信号，整个复用系统只需要一对光纤。例如对于16个2.5Gb/s系统来说，单波长光纤系统需要32根光纤，而WDM系统仅需要2根光纤。 (2) 对各类业务信号“透明”，可以传输不同类型的信号，如数字信号、模拟信号等，并能对其进行合成和分解。 (3) 网络扩容时不需要敷设更多的光纤，也不需要使用高速的网络部件，只需要换端机和增加一个附加光波长就可以引入任意新业务或扩充容量，因此WDM技术是理想的扩容手段。 (4) 组建动态可重构的光网络，在网络节点使用光分插复用器（OADM）或者使用光交叉连接设备（OXC），可以组成具有高度灵活性、高可靠性、高生存性的全光网络。 三、波分复用技术目前存在的问题 以WDM技术为基础的具有分插复用功能和交叉连接功能的光传输网具有易于重构、良好的扩展性等巨大优势，已成为未来高速传输网的发展方向，但在真正实现之前，还必须解决下列问题。 1．网络管理 目前，WDM系统的网络管理，特别是具有复杂的上/下通路需求的WDM网络管理仍处于不成熟期。如果WDM系统不能进行有效的网络管理，将很难在网络
波分复用技术(WDM)
波分复用技术(WDM)介绍 --------密集波分复用（DWDM）和稀疏波分复用（CWDM） 波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。 WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术。每个波长通路通过频域的分割实现，每个波长通路占用一段光纤的带宽。WDM系统采用的波长都是不同的，也就是特定标准波长，为了区别于SDH系统普通波长，有时又称为彩色光接口，而称普通光系统的光接口为“白色光口”或“白光口”。 通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。按照通道间隔的不同，WDM 可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。 1 DWDM技术简介 WDM和DWDM是在不同发展时期对WDM系统的称呼。在20世纪80年代初，人们想到并首先采用的是在光纤的两个低损耗窗口1310nm窗口和1550nm窗口各传送1路光波长信号，也就是1310nm、1550nm两波分的WDM系统。随着1550nm窗口EDFA的商用化，WDM系统的相邻波长间隔变得很窄（一般小于1.6nm），且工作在一个窗口内，共享EDFA光放大器。为了区别于传统的WDM系统，人们称这种波长间隔更紧密的WDM系统为密集波分复用系统。所谓密集，是指相邻波长间隔而言，过去WDM系统是几十纳米的波长间隔，现在的波长间隔只有0.4～2nm。密集波分复用技术其实是波分复用的一种具体表现形式。如果不特指1310nm、1550nm的两波分WDM系统外，人们谈论的WDM系统
《光纤通信技术》复习题答案
《光纤通信技术》复习题 一．基本概念 1．什么样的电磁波叫做“光”？目前的光纤通信用的是什么光？波长是多少？ 答：光是一种电磁波，光频为10E14HZ量级，波长为μm 量级。可见光大约指0.4μm ~0.76μm 波长范围的电磁波。光通信采用的波长0.85μm、1.31μm和1.55μm。即在电磁波近红外区段。 2．光纤通信的特点？ 答：一、传输频带宽，通信容量大 二、传输损耗低，中继距离长 三、不怕电磁干扰 四、保密性好，无串音干扰 五、光纤尺寸小,重量轻,利于敷设和运输 六、节约有色金属和原材料 七、抗腐蚀性能好 3．光纤的NA和LNA各是什么意义？什么是光线模式的分立性？ 答：入射最大角称为孔径角，其正弦值称为光纤的数值孔径。数值孔径表示光纤采光能力的大小。 在光纤端面上芯区各点处允许光线射入并形成导模的能力是不一样的，折射率越大的位置接收入射光的能力越强。为了定量描述光纤端面各点位接受入射光的能力，取各点位激发最高次导模的光线入射角度为局部孔径角θ’C (r) ，并定义角的正弦值为该点位的局部数值孔径LNA。 光是有一定波长的，将光线分解为沿轴向和径向的两个分量，传输光波长λ也被分为λZ和λr。沿径向传输的光波分量是在相对的芯/包层界面间（有限空间）往返传输，根据波形可以稳定存在的条件——空间长度等于半波长的整数倍，而空间长度已由光纤结构所确定，所以径向波长分量λr不能随意了，从而导致它们夹角不能随意也即不能连续变化，即光线模式的分立性。 4．什么是光纤的色散？光纤的色散分为哪几种？在单模光纤中有哪些色散？ 答：脉冲信号在光纤中传输时被展宽的现象叫光纤的色散。分为模间色散和模内色散。模内色散又分为材料色散和波导色散。多模光纤：模式色散和材料色散；单模光纤：材料色散和波导色散。 5．归一化频率V和截止频率VC各如何定义？有何区别和联系？ 答：归一化频率见书28页，截止频率见27页。实际光纤中能够传输的导模模式必须满足V>Vc。
第二章密集波分复用(DWDM)传输原理
第二章密集波分复用（）传输原理 [ : 雨丝] 一、填空题 系统是指波长间隔相对较小，波长复用相对密集，各信道共用光纤一个（低损耗）窗口，在传输过程中共享光纤放大器地高容量系统. 系统地工作方式主要有双纤单向传输和（单纤双向传输）. 光纤有两个应用窗口，即和，前者每公里地典型衰耗值为，后者为（）. 光纤又称做色散位移光纤是通过改变折射率地分布将附近地零色散点，位移到（）附近，从而使光纤地低损耗窗口与零色散窗口重合地一种光纤. 在～之间光纤地典型参数为：衰减＜（）；色散系数在·之间. .克尔效应也称作折射率效应，也就是光纤地折射率随着光强地变化而变化地（非线性）现象. .在多波长光纤通信系统中，克尔效应会导致信号地相位受其它通路功率地（调制），这种现象称交叉相位调制. .当多个具有一定强度地光波在光纤中混合时，光纤地（非线性）会导致产生其它新地波长，就是四波混频效应. .光纤通信中激光器间接调制，是在光源地输出通路上外加调制器对光波进行调制，此调制器实际起到一个（开关）地作用. .恒定光源是一个连续发送固定波长和功率地（高稳定）光源. .电光效应是指电场引起晶体（折射率）变化地现象，能够产生电光效应地晶体称为电光晶体. .光耦合器地作用是将信号光和泵浦光合在一起，一般采用（波分复用）器来实现. .光栅型波分复用器属于角色散型器件，是利用（角色散）元件来分离和合并不同波长地光信号. 系统中λ中心波长是（）. 系统中λ中心频率是（）. 二、单项选择题 .光纤明线技术中地模拟技术，每路电话（）. 、、、、 .光纤中地小同轴电缆路模拟技术，每路电话（）. 、、、、 .光纤中地中同轴电缆路模拟技术，每路电话（）. 、、、、 .光纤中地光纤通信系统，数字技术，每路电话（）. 、、、、 .光纤中地光纤通信系统，数字技术，每路电话（）. 、、、、 .光纤中地光纤通信×系统，数字技术光频域模拟技术，每路电话（）. 、、、、 光纤可以将速率地信号无电再生中继传输至少（）公里左右. 、、、、 .由于随长度而积累，因而是采用．光纤地单波长系统地基本非线性损伤，门限功率大约为（）.
光纤通信大作业
DWDM技术的现状与发展 摘要;随着公用通信网及国际互联网的飞速发展,人们对宽带通信提出了前所未有的要求,一些原有的通信技术,如时分复用(TDM)和波分复用(WDM)等已不能满足宽带通信的要求。在这种情况下,密集波分复用(DWDM)作为一种新兴的通信技术即应运而生。本文介绍了DWDM 技术出现的历史背景，分析了DWDM的基本原理，然后对DWDM的技术特点进行阐述，再介绍了DWDM的关键技术，研究DWDM在未来的发展趋势。 密集型光波复用（DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing）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。更确切地说，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。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。 一、应用背景 传统的光纤通信技术用一根光纤只传播一种波长的光信号，这无疑是对光纤容量的一种浪费。而 DWDM 系统是在现有的光纤骨干网上通过提高带宽，利用光纤丰富的带宽来进行不同波长光的传输，大大提高了光纤的负载能力。作为一种区别于传统光纤的激光技术，它通过利用单个光纤载波的紧密光谱间距，以达到在一根指定光纤中多路复用的目的，这样就可以更好的控制信号在传播过程中的色散和信号衰减，实现在一定数量光纤下传递信息容量最大化。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。这项技术的产生是对原先光钎数据传输技术的缺点的改进。原先光钎数据传输技术主要有两种：空分复用（SDM）和时分复用（TDM）。 空分复用（SDM）是靠增加光纤数量的方式线性增加传输的容量，传输设备也线性增加。如果没有足够的光纤数量，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。作为通信网络的建设，不
WDM OTN试题库
WDM/OTN试题库 一、填空题 1、影响波分系统传输性能的主要因素有：衰耗、色散、信噪比、 非线性。 2、 OptiX BWS 1600G 80波（C+L）系统中相邻通道的频率间隔是50GHz 。 3、 OptiX BWS 1600G设备的FIU单板主要用于实现主信道与光监控信道的合波 与分波功能。 4、 V40输入的相邻波长频率间隔是__100______ GHz。 5、 OptiX OSN 6800采用主从子架方式管理，最多支持1个主子架管理7 个从子 架 6、 OptiX OSN 6800设备如果只有1块主控板，此单板只能插放在IU18 板位 7、 OSN 8800设备I型子架共有32 个业务槽位，每槽位到集中交叉板容量是 40G 。 8、 DWDM信号在光纤中传送，产生的非线性效应最主要跟入纤光功率和信号传输距 离相关 9、工作站在OK状态下发命令从光盘引导系统的命令是boot cdrom 10、对于solaris8 和solaris10系统都可以通过uname –a 命令来查看solaris版本 11、 UNIX系统异常关机可能造成文件系统的损坏。此时在系统启动后，应该取得超级用户 权限，执行如下命令# fsck -y ，系统将检查文件系统，发现错误将自动进行修复。 该命令可以多运行几次，有时一次不能解决问题 12、在UNIX操作系统下，查看网卡MAC地址的命令：ifconfig –a 13、频率为192.2THZ的波长在800G系统中波长编号为78 ，在320GV3R2系统中波长 编号为 2 14、 FIU板的TM口光纤应和SSE1TC1板的__RM______（TM、RM）口相连。OBU的 输出口尾纤应该和FIU的____RC____（TC、RC）口相连。 15、 MCA的最多可以监控___8_____路信号。 16、 FIU单板____否____（是/否）可以检测上报输入、输出光功率；FIU的MON口监控 的是FIU的_____OUT___（IN、OUT）口信号。 17、 LWF的波分侧输入光口名称是___IN_____（RX、IN）； 18、目前我国大量铺设的光纤为G.652 光纤,适合传输低速信号，如果速率达到10G
色散平坦光纤设计在密集波分复用系统的研究
色散平坦光纤设计在密集波分复用系统的研究 光通讯发展至今,长距离的光纤传输仍有一个问题存在,此问题就是色散(Dispersion)。色散对密集波分复用(DWDM,Dense Wavelength-Division Multiplexing)系统而言,由于色散的积累,各通道的色散都会随传输距离的增长而增大。然而,由于色散斜率的作用,各通道的色散积累量是不同的,其中位于两侧的边缘信道间的色散积累量差别最大。当传输距离超过一定值后,具有较大色散积累量通道的色散值超标,从而限制整个DWDM系统的传输距离。 将研究如何设计色散平坦光纤(DFF,Dispersion Flattened Fiber),可以使用在DWDM系统上。DWDM使用波段为C-Band和L-Band,其波长使用分别为1520—1570nm和1570—1620nm,我们将利用OptiFbert这软件,将此波长范围的色散值,当色散等于零时,会有非线性现象,如四波混合,故本研究为设计接近零值且平坦斜率的光纤,在设计上,我们有考虑制造成本,故不做复杂的Profiles设计,故不需做多层镀膜,我们利用四包层折射率分布(Quadruple-Clad Index Profile)。 标签：色散平坦光纤;DFF;Dispersion Flattened Fiber 1引言 高速率讯号和超长传输距离的光通讯系统中,传送距离越远,光功率就会不断的减弱,然而色散则会使讯号脉冲波形变形。因为光纤的非线性效应会降低DWDM系统的讯号质量,通常有大量残余的色散,即使是传输过程中使用色散补偿技术,如色散补偿光纤,被扩大的脉冲波行可以在接收端放放后置色散补偿(Post-Dispersion Compensation,PDC)还原波形。另外还有一种方式就是使用光弧子系统,因为光弧子系统作为全光非线性方案是消除色散的一种方式,长距离传输且不变形。在未来的光纤网络系统中,可以使用色散平坦光纤,因为这些光纤可以提供非常低色散在很宽的光谱范围。在单模光纤的色散作用起因是从光纤结构特性的波导以及玻璃材料的色散特性,因此本研究会设定不同参数,来观察材料色散与波导色散的相对关系,此关系会影响最终的色散值。色散平坦光纤却是将从1300nm到1650nm的较宽波段的色散,都能作到很低,几乎达到均匀零色散的光纤称作DFF。由于DFF要作到1300nm-1650nm范围的色散都减少。如果想要控制色散的特性,就需要对光纤的折射率分布进行复杂的设计,它又称为Depressed Cladding Fiber,核心外围有厚度较薄且折射率低的外壳层,更外面一层为折射率稍高的外壳,这种光纤可适用于1300nm-1650nm范围的光波长。 不过这种光纤对于高密度分波多任务系统(DWDM)的线路却是很适宜的。 2色散平坦光纤的设计原理 典型的色散平坦光纤有复杂的Profiles,这个Profiles包括有多个steps,去调整它的折射率来减少损失,大部份的色散平坦设计是基于相当简单的W-Profiles,W-Profiles的设计往往能得到在广大的波长范围有低色散的一段平坦
光纤通信的新技术
光纤通信的新技术 班级电信（一）班 学号 姓名 2010年10月
光纤通信的新技术 摘要：光纤通信发展的目标是提高通信能力和通信质量，降低价格，满足社会需要。进入20世纪90年代以后，光纤通信成为一个发展迅速、技术更新快、新技术不断涌现的领域。如光放大技术，光波分复用技术，光交换技术，光孤子通信，相干光通信，光时分复用技术和波长变换技术等。 关键词:光纤通信新技术特点 1光放大技术 1.1光纤放大器光放大器有半导体光放大器和光纤放大器两种类型。半导体光放大器的优点是小型化，容易与其他半导体器件集成；缺点是性能与光偏振方向有关，器件与光纤的耦合损耗大。光纤放大器的性能与光偏振方向无关，器件与光纤的耦合损耗很小，因而得到广泛应用。 1.2掺铒光纤放大器（EDFA）的优点工作波长正好落在光纤通信最佳波段；增益高；噪声系数小；频带宽。 1.3掺铒放大器的应用EDFA的应用可分为三种形式：中继放大器；前置放大器；后置放大器。 2光波分复用技术 随着人类社会信息时代的到来，对通信的需求呈现加速增长的趋势。发展迅速的各种新型业务(特别是高速数据和视频业务)对通信网的带宽(或容量)提出了更高的要求。为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术。在光纤通信系统中除了大家熟知的时分复用(TDM)技术外，还出现了其他的复用技术，例如光时分复用(OTDM)、光波分复用(WDM)、光频分复用(OFDM)以及副载波复用(SCM)技术。 2.1光波分复用原理 2.11WDM的概念光波分复用(WDM： Wavelength Division Multiplexing)技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。 2.12WDM系统的基本形式光波分复用器和解复用器是WDM技术中的关键部件，将不同波长的信号结合在一起经一根光纤输出的器件称为复用器(也叫合波器)。反之，经同一传输光纤送来的多波长信号分解为各个波长分别输出的器件称为解复用器(也叫分波器)。从原理上讲，这种器件是互易的(双向可逆)，即只要将解复用器的输出端和输入端反过来使用，就是复用器。WDM系统的基本构成主要有以下两种形式：(1) 双纤单向传输(2) 单纤双向传输。 2.13WDM技术的主要特点充分利用光纤的巨大带宽资源；同时传输多种不同类型的信号；节省线路投资；降低器件的超高速要求；高度的组网灵活性、经济性和可靠性 3光交换技术 在较早的通信网络中，高速光纤通信系统仅充当点对点链路的传输手段。网络节点采用的是电子交换技术，其速率限制了通信网络速率的提高。只有实现光交换才能充分解决速率瓶颈，实现真正的宽带通信网。光交换目前主要有两种方式：空分交换和波分交换。 4光弧子通信 光弧子是经光纤长距离传输后，其宽度保持不变的超短光脉冲。光弧子的形成是光纤的群速度色散和非线性效应相互平衡的结果。利用光弧子作为载体的通信方式称为光弧子通信。光弧子通信系统可使传输速率大幅提高。 5相干光通信
CWDM标准与关键技术
CWDM 1 CWDM的技术标准 CWDM是指信道之间的波长间隔较大的一种波分复用，即人们所称的粗波分复用。CWDM（粗波分复用）技术的出现使运营商找到一种低价格、高性能的传输解决方案，由于CWDM具有低成本、低功耗、小体积等诸多优点，在城域传送网已经有了一定应用。许多国内外制造商也开始研发和陆续推出产品，ITU也在加速其标准化进程。CWDM技术提高了光纤利用率，给运营商和用户以更大的灵活性。 ITU－T的CWDM建议。 “针对WDM应用的光谱间隔：CWDM波长间隔”。在1270～1610nm范围内，建议了波长间隔20nm的18个可用波长，可以在光纤上使用，如图所示。 IEEE的10GbE系列标准。 该系列主要包括850nm窗口的10GBaseSX-4 CWDM和1310nm窗口的10GBaseLX－4CWDM两个标准。10GBaseLX-4 CWDM同］TU－T建议1310nm窗口的标准相似，只是其波长间隔为，即WWDM。由于仅采用了4个波长，波长间隔较大的信道之间能够容许更大的色散，每个信道传输速率可以达到s，传输距离超过10km。在1310nm 窗口建议的可选信道波长为：（～）；（～）；（～）：（～）。 0IF的VSR－5标准。 在40Gb/s的VSR5中的4×10CWDM方案中，4路传输速率为s至s的并行数据信号，分别驱动4个波长在至的激光器。每个激光器的中心波长间隔为，同IEEE的标准一致。从这些激光器发出的光经一个光复用器耦合到一根普通的单模光纤中，复用后的光信号以s至s的速率在光纤链路上传输。
以上几个国际建议标准，趋向于统—采用波长间隔的IEEE和0IF建议。这样在1260～1625nm的波长范围内，可用波长数为17个，16个波长可以在城域网或者局域网的范围内分配给用户使用，剩余一个波长用做管理信道。 2 CWDM系统优点 CWDM系统的最大的优势在于成本低，其主要表现在器件、功耗、集成度几个方面。 器件成本低 CWDM技术将大大降低建设和运维成本，特别是激光器和复用器/解复用器成本。对于波长间隔小于50GHz DWDM系统，激光器需要采用精密的温度控制电路来控制波长，有时需要采取波长锁定器等来保证波长的准确性和稳定性。光复用器（滤波器型）则需要精确的上百层多层介质膜器件，为了防止同频和异频串扰，还必须采用多次滤波等。而CWDM则不需要激光器制冷、波长锁定和精确镀膜等复杂技术，大大降低了设备成本。 功耗低 DWDM系统激光器集成了Peltier致冷器，采用的温度检测和控制电路消耗较大的功率，每波长需要消耗4W左右，CWDM的无致冷激光器及其控制电路每波长只需要约左右。对于多波长和高速率的DWDM系统，单盘功耗控制是系统设计中的一个困难问题。采用无致冷激光器的CWDM系统的低功耗减少电源备用蓄电池，降低成本。 体积小，集成度高 CWDM激光器物理尺寸上远小于DFB激光器。DWDM光发射机尺寸是CWDM光发射机的5倍左右。由于CWDM激光器结构和简单的控制电路，单个模块可以实现多路光收发，目前商用器件已经做到4路transceiver集成在一个尺寸仅为16cm′9cm′的模块，相当于一路DWDM系统光转发器大小。CWDM系统不使用光放大器，因此有
中国光纤通信技术的现状及未来.
中国光纤通信技术的现状及未来 光纤通信是我国高新技术中与国际差距较小的领域之一。光纤通信由于其具有的一系列特点, 使其在传输平台中居于十分重要的地位。虽然目前移动通信, 甚至卫星移动通信的热浪再现高波,但 Telecom99的展示说明,光纤通信仍然是最主要的传输手段。在北美,信息量的 80%以上是通过光纤网来传输的。在我国光纤通信也得到广泛的应用,全国通信网的传输光纤化比例已高达 82%。光纤通信技术的应用基本达到国际同类水平,自主开发的光纤通信产品也比较接近国际同类产品水平, 但实验室的研究水平还有一定的差距。本文扼要回顾我国光通信走过的历程, 并从光纤光缆、光器件、光传输设备和系统等几方面介绍光通信的研发、应用现状, 展望光通信在我国的应用前景, 将激励我们为振兴我国光通信民族产业做出更大的贡献。 1 我国光通信历程的回顾 我国的光通信起步较早, 70年代初就开始了大气传输光通信的研究,随之又进行光纤和光电器件的研究,自 1977年初,研制出第一根石英光纤起,跨过一道道难关,取得了一个又一个零的突破。如今回顾起来,所经历的“里程碑”依然历历在目: 1977年,第一根短波长 (0. 85mm 阶跃型石英光纤问世,长度为 17m ,衰减系数为300dB/km。 研制出 Si-APD 。 1978年,阶跃光纤的衰减降至 5dB/km。 研制出短波长多模梯度光纤,即 G .651光纤。 研制出 GaAs-LD 。 1979年,研制出多模长波长光纤,衰减为 1dB/km。 建成 5.7km 、 8Mb/s光通信系统试验段。
1980年, 1300nm 窗口衰减降至 0.48dB/km, 1550nm 窗口衰减 为 0.29dB/km。 研制出短波长用的 GaAlAs-LD 。 1981年,研制出长波长用的 InGaAsP-LD 和 PIN 探测器。 多模光纤活动连接器进入实用。 研制出 34Mb/s光传输设备。 1982年,研制成功长波长用的激光器组件和探测器组件 (PIN-FET。 研制出光合波分波器、光耦合器、光衰减器、滤光器等无源器件。 研制出 140Mb/s光传输设备。 1984年,武汉、天津 34Mb/s市话中继光传输系统工程建成 (多模。 1985年,研制出 1300nm 单模光纤,衰减达 0.40dB/km。 1986年,研制出动态单纵模激光器。 1988年,全长 245km 的武汉椌V輻沙市 34Mb/s多模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。 扬州——高邮 4Mb/s单模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。 1989年,汉阳——汉南 40Mb/s单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。 1990年, 研制出 G .652标准单模光纤, 最小衰减达 0.35dB/km。到 1992年降至0.26dB/km。成功地研制出 1550nm 分布反馈激光器 (DFB-LD。 1991年,研制出 G .653色散位移光纤。最小衰减达 0.22dB/km。
WDM 技术和要求
第1章WDM概述 1.1 WDM技术的产生背景 1.1.1 光网络复用技术的发展 随着信息时代宽带高速业务的不断发展，不但要求光传输系统向更大容量、更长 距离发展，而且，要求其交互便捷。因此，在光传输系统中引入了复用技术。所 谓复用技术是指利用光纤宽频带、大容量的特点，用一根光纤或光缆同时传输多 路信号。在多路信号传输系统中，信号的复用方式对系统的性能和造价起着重要 作用。 光纤传输网的复用技术经历了空分复用（SDM）、时分复用（TDM）到波分复用 （WDM）三个阶段的发展。 SDM技术设计简单、实用，但必须按信号复用的路数配置所需要的光纤传输芯数， 投资效益较差；TDM技术的应用很广泛，缺点是线路利用率较低；WDM技术在 1根光纤上承载多个波长（信道），使之成为当前光纤通信网络扩容的主要手段。 光纤通信系统经历了几个发展阶段，从70年代末的PDH系统，90年代中期的 SDH系统(经历了准同步数字体系（PDH）、同步数字体系（SDH），和波分复用 （WDM）三个阶段)，以及近来风起云涌的DWDM系统，乃至将来的智能光网 络技术，光纤通信系统自身正在快速地更新换代。 波分复用技术从光纤通信出现伊始就出现了，80年代末、90年代初，AT&T贝尔 实验室的厉鼎毅（T.Y.Lee）博士大力倡导波分复用（DWDM）技术，两波长WDM （1310／1550nm）系统80年代就在美国AT&T网中使用，速率为2×1.7Gb／s。 但是到90年代中期，WDM系统发展速度并不快. 从技术和经济的角度，DWDM技术是目前最经济可行的扩容技术手段。 WDM WDM又叫波分复用技术，是新一代的超高速的光缆技术，所谓波分复用技术， 就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍 增，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将 不同规定波长的光载波进行合并，然后传入单模光纤。在接收部分将再由分波器 将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以双
光纤通信原理与技术课程教学大纲
《光纤通信原理与技术》课程教学大纲 英文名称：Fiber Communication Principle and its Application 学时：51 学分：3 开课学期：第7学期 一、课程性质与任务 通过讲授光纤通信技术的基础知识，使学生了解掌握光纤通信的基本特点，学习光纤通信系统的三个重要组成部分：光源（光发射机）、光纤（光缆）和光检测器（光接收机）。通过本课程的学习，学生将掌握光纤通信的基本原理、光纤通信系统的组成和系统设计的基本方法，了解光纤通信的未来与发展，为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下基础。 二、课程教学的基本要求 要求通过课堂认真听讲和实验课，以及课下自学，基本掌握光纤通信的基础理论知识和应用概况，熟悉光纤通信在电信、通信中的应用，为今后的工作打下坚实的理论基础。 三、课程内容 第一章光通信发展史及其优点（1学时） 第二章光纤的传输特性（2学时） 第三章影响光纤传输特性的一些物理因素（5学时） 第四章光纤通信系统和网络中的光无源器件（9学时） 第五章光纤通信技术中的光有源器件（3学时） 第六章光纤通信技术中使用的光放大器（4学时） 第七章光纤传输系统（4学时） 第八章光纤网络介绍（6学时） 第九章光纤通信原理与技术实验（17课时） 四、教学重点、难点 本课程的教学重点是光电信息技术物理基础、电光信息转换、光电信息转换，光电信息技术应用，光电新产品开发举例。本课程的教学难点是光电信息技术物理基础。
五、教学时数分配 教学时数51学时，其中理论讲授34学时，实践教学17学时。（教学时数具体见附表1和实践教学具体安排见附表2） 六、教学方式 理论授课以多媒体和模型教学为主，必要时开展演示性实验。 七、本课程与其它课程的关系 1.本课程必要的先修课程 《光学》、《电动力学》、《量子力学》等课程 2.本课程的后续课程 《激光技术》和《光纤通信原理实验》以及就业实习。 八、考核方式 考核方式：考查 具体有三种。根据大多数学生学习情况和学生兴趣而定其中一种。第一种是采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定。对于理论和常识部分采用闭卷考试，期末考试成绩占总成绩的55％，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15％；第二种是采用课程设计（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程设计占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。第三种是采用课程论文（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程论文占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。 九、教材及教学参考书 1.主教材 《光纤通信原理与技术》，吴德明编著，科学出版社，第二版，2010年9月 2.参考书 （1）《光纤通信原理与仿真》，郭建强、高晓蓉、王泽勇编著，西南交通大学出版社，第一版，2013年5月 （2）《光通信原理与技术》，朱勇、王江平、卢麟，科学出版社，第二版，2011年8月