DWDM系统介绍
DWDM原理及关键技术
1.5 波长 (mm)
1.6
1.7
色散 (ps/nm-km)
EDFA 带宽
光纤损耗
OSNR：光信噪比，是描述系统低误码运行能力的主要参数 OSNR = Pout / Pase OSNR = Pout(li) + 58.03 - NF - 10log( M) –10log(G1+Σloss)
*系统总长度一定时，低增益、多级数比高增益、
对系统的影响： 大于一定值时，引起强烈背向散射， 叠加强度噪声。
SPM和XPM
（3）自相位调制（SPM）
相位随光强而变化，转化为波形畸变
SPM的影响随该通道注入光纤的光功率增大而增大，随光纤
及传输段而积累。
（4）交叉相位调制（XPM）
相位受到其它其它信道的调制，经光纤色散转化 引起强度噪声
（5）四波混频（FWM）
光纤传输特性
• 1、衰减 • 2、色散 • 3、非线性
（色度色散、偏振膜色散）
光纤类型和损耗谱
G.652 SMF
1.0 0.8
损耗 (dB/km)
损耗 (各类光纤)
G.653 DSF
20 10 0
0.4
NZDF+ G.655+ NZDFG.655-
0.2 0.1 1.2 1.3
-10 -20
1.4
DWDM技术发展趋势
IP ATM SDH SDH ATM IP 其它
Open Optical Interface
DWDM
光纤物理层
DWDM技术发展趋势
点对点DWDM传输
l1 l2 lN l1 l2 lN
可配置 OADM
li li lk lk
可重构OXC
(完整)DWDM技术详解
DWDM技术DWDM —- Dense Wavelength Division Multiplexing，即密集波分复用。
DWDM是一种光纤数据传输技术，这一技术利用激光的波长按照比特位并行传输或者字符串行传输方式在光纤内传送数据。
●概述本文将引领读者了解可伸缩的DWDM系统在促使服务供应商满足消费者日益增长的带宽需求这一领域所具有的重要性。
DWDM是光纤网络的重要组成部分，它可以让IP协议、ATM和同步光纤网络/同步数字序列(SONET/SDH）协议下承载的电子邮件、视频、多媒体、数据和语音等数据都通过统一的光纤层传输。
● 1. 当前通信网络所面临的问题为了理解DWDM和光网互联的重要性，我们就必须在通信产业、特别是服务供应商当前面临何种问题这一大前提下来讨论DWDM技术所带来的强大功能。
我们知道，在网络的设计和建设时期，工程设计人员必须对网络未来的带宽需求作出合理的估计。
目前，美国等地区铺设的大多数网络对带宽的需求估计都是来源于古典的工程公式概算,比如泊松(Poisson）概率分布模型等。
结果呢，网络所需带宽量的估测值通常按照某种统计假设条件给出，比如,一般认为个人在通常的情况下，在一个小时之内只会使用6分钟的网络带宽.然而,这一数学模型并没有考虑到由于Internet接入（这一业务的数据流量的年增长率是300％）、传真、多条电话线路、调制解调器、电话会议、数据和视频传输等业务而产生的数据流量.如果考虑到这些因素，网络带宽的用户使用模型就和现有的设计初期估计大大不同了.实际上，在今天的日常生活中,许多人平均使用网络带宽的时间是180分钟甚至超过1个小时!显而易见，运营商们迫切地需要大量的网络容量来满足顾客日益增长的服务需求。
据估计，仅在1997年，通过一对光缆传输的长途电话的带宽容量就增加到了1。
2 Gbps（百万比特每秒）。
当数据传输速度以Gbps单位计算的时候，每秒钟可以通过网络传输1000本图书的信息。
WDM技术介绍
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分类： WDM DWDM(密集波分复用系统)
CWDM (粗波分复用系统)
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WDM定义－光波分复用
l1 l2 lN
l1
l1
l2
l2
lN 光复用器
光纤放大器
lN 光解复用器
WDM—将携带不同信息的多个光载波复合到一根光纤中进行传输
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DWDM在传输网中的定位
IP
ATM SDH
SDH ATM
IP
其它
Open Optical Interface
DDWWDDMM
光纤物理层
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光监控道 发送器
光监控信道 接收/发送
光监控道 接收器
网络管理 系统
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DWDM网元基本类型
客户侧
λ1 λn
λ1 λn
OTM
线路侧
线路侧
OLA
线路侧
OADM
线路侧
线路侧
客户侧 λ1 λn λ1 λn
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dwdm系统的基本组成
dwdm系统的基本组成
1. 光传输设备：包括光缆、光模块、光放大器、光开关等，用于实现光信号的传输和处理。
2. 光调制器：用于调制光信号，能够将电路数据信号转化为光信号，并通过调制器把它传输出去。
3. 光分复用器：将多路光信号转换为单路光信号，或把单路光信号分成多路光信号，实现异步传输和多路传输。
4. 光解复用器：将多路光信号解复用成其他光信号，或将多路光信号复用成其他光信号，实现同步传输和多路传输。
5. 光监控设备：能够对整个光网络进行监控和调试，包括光功率、波长、传输距离等参数的监测和分析。
6. 控制系统：用于控制和管理光网络的运行状态，包括业务控制、网络规划、故障诊断等功能。
7. 传输接口：将数据发送和接收设备与光网络连接起来，实现数据的传输和收发。
第9章DWDM技术概述
如图9-7所示，双纤单向传输DWDM 系统是指一根光纤只完成一个方向光信号 的传输，反方向的信号由另一光纤完成。
图9-7 双纤单向DWDM传输系统原理图
即在发送端将载有各种信息的、具有 不同波长的已调光信号1、2、…、n通 过光合波器组合在一起，并在同一根光纤 中沿着同一方向传输。
由于各个光信号是调制在不同的光波 长上的，因此彼此间不会相互干扰。 在接收端通过光分波器将不同波长的 光信号分开，完成多路光信号的传输任务。 因此，同一波长可以在两个方向上重 复利用。
双纤单向传输的特点如下：
（1）需要两根光纤实现双向传输； （2）在同一根光纤上所有光通道的 光波传输方向一致； （3）对于同一个终端设备，收、发 波长可以占用一个相同的波长。
由此可见光的波分复用实质上就是光 域的频分复用。 图9-1所示为DWDM系统组成原理框 架。
图9-1 DWDM系统组成原理图
通常讲的频分复用一般是指同轴电缆 系统中传输多路信号的复用方式，而在波 分系统中再用FDM一词就会发生冲突，况 且DWDM系统中的光波信号频分复用与同 轴电缆系统中频分复用是有较大区别的， 如图9-2所示。
由于EDFA工作波段的限制，目前的 WDM技术主要应用在C波段上。
4．提高信道传输容量的复用方式
（1）空分复用（SDM） （2）时分复用（TDM） （3）波分复用（WDM） （4）光码分复用（OCDMA） （5）目前主要采用的复用方式
5．实现WDM的关键技术
WDM具备良好的技术优势和良好的 经济性，既能满足爆炸性增加的市场需求， 又有广阔的发展前景。
图9-3 光纤波段划分图
它们分别是O波段（Original Band）， 波长范围为1 260～1 360 nm；E波段 （Extended Band），波长为1 360～ 1 460 nm；S波段（Short Band），波长范 围为1 460～1 530 nm；C波段 （Conventional Band），波长范围为 1 530～1 565 nm；L波段（Long Band）， 波长范围为1 565～1 625 nm。
DWDM原理与技术
DWDM原理与技术DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波长分割多路复用）是一种用于光纤通信的技术，它能够同时传输多个不同波长的光信号，从而实现光纤的高速传输。
DWDM技术的出现，大大提高了光纤通信的容量和效率。
DWDM的基本原理是利用光的不同波长来实现多波长信号的复用。
在DWDM系统中，光信号通过光纤传输，通过多路复用器将不同波长的光信号合并到一根光纤上，并通过解复用器将这些光信号分开。
DWDM技术实现了光纤传输中多个波长信号的同时传输，从而提高了光纤的容量。
DWDM技术的核心是光纤传输中光信号的复用和解复用。
多路复用器是DWDM系统中的关键设备，它能够将多个同步的不同波长信号合并到一根光纤上。
多路复用器内部由多个窄带滤波器组成，每个滤波器可以选择特定的波长信号传输。
解复用器是将合并在一起的波长信号分离出来的设备，它利用窄带滤波器的原理，将特定的波长信号分离出来。
在DWDM系统中，光信号的增强和调整也是很重要的一部分。
由于光纤传输中信号会有衰减和色散的问题，所以需要放大器和波长转换器来解决。
光放大器是DWDM系统中用于增加光信号功率的装置，它可以补偿光纤传输中的衰减。
波长转换器是将光信号从一个波长转换到另一个波长的装置，它可以解决DWDM系统中波长不匹配的问题。
DWDM技术的优点主要表现在以下几个方面：高容量、灵活性和可靠性。
首先，DWDM技术能够将多个波长信号传输到一根光纤上，大大提高了光纤的利用率，实现了高容量的传输。
其次，DWDM系统中可以根据需要选择不同的波长信号传输，实现了灵活性。
最后，DWDM系统中可以采用冗余设计和备份路由，提高了传输的可靠性。
总结起来，DWDM技术是一种应用于光纤通信的技术，它利用波长分割多路复用的原理，使得多个波长信号能够同时传输，从而提高了光纤的容量和效率。
DWDM技术在现代的光纤网络中起到了非常重要的作用，为人们的通信提供了更快速、更可靠的方式。
DWDM系统基础知识深入介绍
当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在波导光纤中会以几十种或更多 的传播模式进行传播，这样的光纤叫做多模光纤。多模光纤的纤芯直径较粗，通常 直径等于50um左右。 直径等于50um左右。
当光纤的几何尺寸可以于光波长相比拟时，即纤芯的几何尺寸与光信号波长相 差不大时，光纤只允许一种模式在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤 叫做单模光纤。单模光纤的纤芯直径较细，通常直径为5~10um。 叫做单模光纤。单模光纤的纤芯直径较细，通常直径为5~10um。
14
光纤特性－截止波长 光纤特性－
截止波长：单模光纤中光信号能以单模方式传播的最小波长； 截止波长：单模光纤中光信号能以单模方式传播的最小波长； 实际光波长比截止波长小时会有多个模式在单模光纤中传播，并呈现多模特性； 为避免模式噪声和模式色散，实际系统光缆中的最短光缆长度的截止波长应该 小于系统的最低工作波长，截止波长条件可以保证在最短光缆长度上单模传输，并 小于系统的最低工作波长，截止波长条件可以保证在最短光缆长度上单模传输，并 且可以抑制高阶模的产生或可以将产生的高阶模式噪声功率代价减小到完全可以忽 略的地步； G.652光纤在22米长光缆上的截止波长≤1260nm，在2~20米长的跳线光缆截止波 G.652光纤在22米长光缆上的截止波长≤1260nm，在2~20米长的跳线光缆截止波 长≤1260nm，在短于2米长跳线光缆上的光纤的截止波长≤1250nm； 1260nm，在短于2米长跳线光缆上的光纤的截止波长≤1250nm； G.655光纤在22米长光缆上的截止波长≤1480nm，在短于2 G.655光纤在22米长光缆上的截止波长≤1480nm，在短于2米长光缆上的一次涂 敷光纤上的截止波长小于等于1470nm，2~20米长跳线光缆上的截止波长≤1480nm。 敷光纤上的截止波长小于等于1470nm，2~20米长跳线光缆上的截止波长≤1480nm。
DWDM资料
通道层，光数据单元， payload是10.664Gb/s，能监测两块OCR10-T之间的 误码和告警 再生段OTU层，FEC功能，10.664Gb/s，能监测线路口（T-T或T-R）收信 误码和告警 线路接口，10.664Gb/s，带外FEC，有远端环回功能，激光器开关，OTU 自动优化功能
DWDM设备
介绍
一、DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 原理：
所谓密集波分复用，就是采用波分复用器（合波器）在发 送端将特定的不同波长的信号光载波合并起来，并送入一 根光纤传输；在接收侧，再由另一波分复用器（分波器） 将这些不同波长的光载波分开。
如果割接前后的光纤类型不变但长度变化在5Km-10Km，一般不需要更换 DCM模块，但有可能要调整整条链路DCM模块的配置顺序；对于光纤类型不 变且光缆长度变化在5Km以内的，如果实测衰耗值与系统优化初始值比较变化 在3dB以上的情况，也有可能要调整功率参数。对于此类情况，因为可能涉及 到调整功率参数或在ODF架上增减固定衰耗器，请提前一周以上将光缆变化情 况通知西门子公司技术支持，以便西门子技术支持根据变化情况进行计算，分 析可能的参数变化。 如果割接前后的光纤类型不变且累积长度变化在5Km以内，可以直接割接，但 一定要严格按照西门子公司技术支持提供的相关指导文档操作，同时在维护月 报表中体现出来。 割接前2天，在网管上检查SDH设备BHSR或MSP1+1的保护状态和性能监测 是否正常，待割接段所在链路工作状态是否正常，有无异常告警等；另外确认 割接需要的DCM模块和衰耗器是否到位。并据此决定是否进行割接和割接的 具体时间。 割接前2个小时再次确认待割接段所在链路工作状态正常，各波2个小时性能监 测无误码，记录相关数值。相关站人员和工具到位，则可以开始割接的具体程 序。
第六章 DWDM(WDM)光传输网络
OMT
(a) 点到点WDM系统
OMT
(b) 点到点具有分插/复用的WDM系统 OADM
OADM
OXC
OXC
OADM OADM OXC
OXC
OADM
(c) 环状及网状结构的WDM系统
由点到点传输系统向WDM光网络的演进
1、DWDM的现状和发展 利用TDM技术,已经可以实现40Gbit/s的 SDH商用系统，但受电子器件发展和光纤 偏振模色散（PMD）的限制，要实现更高 比特率的系统非常困难 人们开始研究光机制下的复用技术，即 波分复用技术（WDM），使得一条光纤 芯上可以同时传输多个波长 目前，商用DWDM系统已达 32(40)×2.5Gbit/s、32(40)×10Gbit/s
①交叉增益调制SOA型全光波长 变换器
λs
λc
同向传输
信号光（波长为λs）和连续光（具有变换所需要 的光波长λc）入射到SOA上。 当信号光为“1“码时，其功率使S0A达到饱和， 这时对连续光的增益很小。 而当信号光为“0”码时，SOA不出现饱和，这时 对连续光的增益很大，即SOA的增益随信号光 “1”，“0”码的变化而变化。 通过SOA增益的变化使信号光的信息加载到连续 光的振幅上面。在输出端，用光滤波器滤出λc， 就达到波长变换的目的。
⑤最小边模抑制比 SMSR=10LgP1/P2>30dB ;P1/P2=1000
P1为主纵模的平均功率 P2最显著的边模的平均功率 ⑥最大-20 dB宽度(相当于 LD光谱宽度)最大-20dB 带宽为:λ1-λ2
P2 P1
⑥激光器波长稳定与控制
2.光波长转换单元OTU
OTU（optical transponde unit）是把某一波长的 输入光信号变换为另一个或是同一个波长的输出光 信号的功能单元。
光纤通信WDM系统
本章内容 WDM技术概述和系统结构。 WDM系统设备与组网。 WDM系统的关键技术。 WDM系统规范。 本章重点 WDM系统结构与设备。 WDM系统规范。 本章难点 WDM系统结构及关键技术。
学习本章目的和要求
掌握WDM概念和系统结构。 掌握WDM系统的设备和组网。 了解WDM系统关键技术。 掌握WDM系统规范。
表6-1有线路光放大器WDM系统的应用代码
应用
区段数 4波长 8波长 16波长
长距离区段
（每个区段的目标距离 是80km）
5
8
4L5-y.z
4L8- y.z
8L5- y.z 8L8- y.z
16L5- y.z 16L8- y.z
很长距离区段
（每个区段的目标距离 是120km）
3
5
4V3- y.z 4V5- y.z
主要内容
✓ DWDM的原理 ✓ DWDM关键技术和实现方式 ✓ 传输媒质（也就是光纤）的种类和特性 ✓ DWDM系统组网
6.1 WDM技术概述
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。
波分复用: 光纤通信中特有的一种传输技术，它利用了一根 光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点，将光纤的 低损耗窗口划分成若干个波段，每个波段用作一个独立的信道 传输一种预定波长的光信号。
通常把光信道间隔较大（几十个纳米，甚至在光纤的不同 窗口上）的复用称光波分复用(WDM， Wavelength Division Multiplexing)，而把在同一窗口中信道间隔较小（纳米级、零 点几个纳米级）的WDM称为密集波分复用（DWDM）(光纤上 的FDM)。
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DWDM密集波分复用系统（2U＋1U）介绍
2U机架式DWDM密集波分复用设备采用可灵活扩展的架构，支持模块化在线升级，易于扩容和维护,同时支持带内、带外网管，可灵活管理,设备业务接口丰富，配置灵活，组网经济，运行可靠，有效满足新时期城域大颗粒业务的传送、汇聚需求。
功能特点
◆设备容量大：DWDM密集波分复用设备单通道速率可达10G，总容量可达480G，C+L段可
扩容至1600G
◆设备组网灵活:可以组成点到点、点对多点、链状、环状、等网络拓扑结构。
◆多种业务灵活透明接入:支持以太网、PDH、SDH、CATV及专网等业务；
◆传输速率：支持125Mbps~10Gbps各种速率。
◆传输距离：10~120km等多种距离；支持中继，实现长距离的传输。
◆良好的可扩展性: DWDM密集波分复用设备最大可扩展到48波。
◆1＋1光复用段保护：光路倒换时间≤30ms，保证线路的安全可靠。
◆开放式结构：支持不同厂家设备互连、互通,支持客户端设备为单、多模、电口可选◆强大的网管功能：支持基于SNMP的网管，同时支持CLI、WEB、TELNET等网管方式
◆1＋1电源热备份：设备提供双电源1+1热备份功能，支持热插拔，交、直流可选。
技术服务
(1) 我方根据用户要求，配合集成商完成本项目的安装调试工作。
我方提供设备内部连线，包括多机框间的连线及由卖方提供的电源线由买方负责连接、布放。
(2) 我方提供系统安装调试时所需的工程资料，包括施工图纸、施工方案、技术咨询、现场技术支持、技术资料等。
(3) 对于每批设备安装调试期间技术保障服务，我方将视站点数量，派出不少于1人工程师来完成该项工作，并对现场人员进行指导。
服务的费用（包括由工厂至现场的来回旅费、每日费用）会列入商务报价中。
(4)在安装调试调试技术保障服务期间，设备出现故障，我方将立即处理。
(5)保修期内应提供7×24小时技术服务
(6) 我方对不同的故障等级分别做出响应。
故障等级与响应时间如下：
a) 一级，因设备故障造成业务中断或整个系统瘫痪，30分钟内响应。
300公里以内12小时到达现场，24小时内排除故障，恢复系统。
300公里以外24小时到达现场，36小时内排除故障，恢复系统。
b) 二级，因故障严重影响系统的运行，1小时内响应，48小时内排除故障，恢复
系统
c) 三级，因故障影响系统的效率，但系统可以运行，8小时内响应，60小时内排除
故障
d）四级，因软件升级，系统上的某些功能未能实现，但不影响业务，72小时内恢复系统
质量保证
我方提供从终验完成之后2年保修期，保修期间我方负责保修除消耗品外的所有设备。
本产品自出厂之日起一年内因我方设计、生产、包装等方面的原因造成的质量问题，本公司负责维修或更换。