DWDM波分功率计算公式
光纤密集波分复用DWDM
1.3.1 分类：宽波分复用WWDM；密集波分复用DWDM；粗波分复用CWDM。
区分：宽波分复用& 密集波分复用& 粗波分复用WWDM：工作在1310nm、1550nm等波长，应用场合受限制；DWDM：工作在C、L波段，波长间隔1.6nm ~ 2nm，工作信道数8--32波以上；CWDM：波长间隔20nm，工作信道数最多16波；例：分析该代码32V3-16,2所代表的含义，并计算该代码对应系统的容量。
G652：在1550nm有足够的色散，可以抑制FWM，可以用于支持WDM系统应用。
但色散太大，对于长距离或者高比特率的传输需要进行色散补偿。
G653：1550nm窗口为零色散窗口，不能抑制FWM，不能用在WDM系统中；G655：既达到对非线性抑制的作用，又小到足以进行长距离的高速传输，是WDM系统的理想首选。
1、直接调制（内调制）输出功率与调制电流成正比，但是由于调制电流的变化将引起激光器发光谐振腔的长度发生变化，导致发射激光的波长随着调制电流做线性变化，产生调制啁啾.这种方式无法克服波长（频率）的抖动。
啁啾的存在展宽了激光器的发射光谱的线宽，破坏了光源的光谱线特性，限制了系统的传输速率和距离.2、间接调制（外调制）在光源的输出通路上额外加入一个调制器对光波进行调制，这个调制器起到一个开关作用。
恒定光源是一个连续发送固定波长和功率的高稳定光源，在发光过程中不受电调制信号的影响，因此不产生调制频率啁啾，光谱的谱线宽度维持在最小。
3.2.1 光放大器分类1. 半导体光波导放大器：①.谐振式：法布里—泊罗型；②.行波式：半导体行波光放大器。
2. 光纤放大器：①.掺稀土元素光纤放大器：1550nm光纤放大器，如：掺铒光纤；1310nm光纤放大器，如：掺镨光纤。
②.非线性光纤放大器：拉曼光纤放大器；布里渊光纤放大器。
思考：1、EDFA 引入的噪声比RFA引入的噪声更（大）2、EDFA的泵浦波长比RFA泵浦波长更（大）3、EDFA的泵浦阈值比RFA泵浦阈值更（大）RFA 与EDFA不同之处：1）理论上只要有合适的拉曼泵浦源，就可以对光纤窗口内任一波长的信号进行放大，因此它具有很宽的增益谱；2）可以利用传输光纤本身作增益介质，使RFA可以对光信号的放大构成分布式放大，实现长距离的无中继传输和远程泵浦，尤其适用于海底光缆通讯等不方便建立中继站的场合；3）可以通过调整各个泵浦的功率来动态调整信号增益平坦度；4）具有较低的等效噪声指数，使RFA与常规的EDFA混合使用时可大大降低系统噪声指数。
密集型光波分复用(DWDM)技术概述
EDFA光放大器基本原理
前向泵浦
隔离器
WDM
EDF 隔离器
输入信号 泵浦激光器
输入信号
后向泵浦
隔离器 EDF
输入信号
WDM 隔离器
泵浦激光器
输入信号
隔离器
EDF
双向泵浦
输入信号 泵浦激光器
WDM 隔离器
泵浦激光器
输入信号
EDFA光放大器
EDFA在线路中的应用
线路放大器
合
分
波
波
器
器
功率放大器
前置放大器
* 高SNR
* 与偏振无关
光转发器（OTU）
* 操作简单
O-E
电信号处理
DFB 激光器
E-O
电光调制器
合波和分波无源部分
DWDM系统对合波和分波无源器件的 基本要求
DWDM 系 统 中 使 用 的 波 分 复 用 器 件 的 性 能 应 满 足 ITU-T G.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。
实现未来透明的、具有高度生存性的光联网
采用WDM前的扩容
采用WDM后的扩容
波分复用技术的发展
1310nm/1550nm窗口的波分复用
仍用于接入网，但很少用于长距离传输
1550nm窗口的密集波分复用(DWDM)
可广泛用于长距离传输，用于建设全光网络
DWDM系统的五大组成部分
光传输和光放大
小色度色散系数光纤 增益平坦和增益锁定的EDFA光放大器
频段 电力、电话 划分
DWDM光纤传输系统研究与分析
DWDM光纤传输系统研究与分析摘要介绍光纤传输系统密集波分复用（DWDM）光纤传输系统。
关键词光纤传输系统密集波分复用光纤传输一、概述光纤即为光导纤维的简称。
光纤通讯是以光波为载频，以光导纤维为传输媒介的一种通信方式。
光纤通讯之所以在最近短短的二十年中能得以迅猛的发展，是由于它具有以下的突出优点而决定：1．传输频带宽、通讯容量大。
光载波频率为5X1014 MHz, 光纤的带宽为几千兆赫兹甚至更高。
2．信号损耗低。
目前的实用光纤均采用纯净度很高的石英(SiO2)材料，在光波长为1550nm附近，衰减可降至0.2dB/km,已接近理论极限。
因此，它的中继距离可以很远。
3．不受电磁波干扰。
因为光纤为非金属的介质材料，因此它不受电磁波的干扰。
4．线径细、重量轻。
由于光纤的直径很小，只有0.1mm左右，因此制成光缆后，直径要比电缆细，而且重量也轻。
因此，便于制造多芯光缆。
5．资源丰富。
光纤通讯除了上述优点之外，还有抗化学腐蚀等特点。
当然光纤本身也有缺点，如光纤质地脆、机械强度低；要求比较好的切断、连接技术；分路、耦合比较麻烦等。
二、光纤和光缆1．光纤的分类①按照传输模式来划分：光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁场场形，或者说是光场场形(HE)。
各种场形都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。
各种模式是不连续的离散的。
由于驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场，即各种光斑。
若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若为两个以上光斑，我们称之为多模光纤。
◆单模光纤(Single-Mode)单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。
由于完全避免了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光纤通讯。
单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm。
如图1单模光纤光线轨迹图。
◆多模光纤(Multi-Mode)在一定的工作波长下(850nm/1300nm)，有多个模式在光纤中传输，这种光纤称之为多模光纤。
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。
1.OTN波分基础概述
时延
色散功率代价
色散功率代价随传输距离、比特率、光谱宽度和光纤色散系数这四个参数值的 增加而迅速增加 一般认为1dB功率代价是最大可以容忍的数值，因而将1dB功率代价所对应的 光通道色散值定义为光通道最大色散值 第 14 页
时间
1.光纤-传输特性
色散的解决办法
压缩光源的谱宽。由于脉冲展宽取决于传输光纤的色散系数和光源发送的光波 的频谱宽度，所以通过选用频率啁啾【 zhōu jiū ，鸟语、鸟叫】系数小的激光 器，可以减小传输线路色散的影响。（啁啾现象，表现为波长稳定性差，光谱 宽。是由注入电流的变化引起载流子密度的变化导致）
波分础
华北分院·传输培训
一
波分概念
二
三 四
光纤与波段
光放大器 DWDM
第 2页
WDM-波分复用
WDM：wave-division multiplexing 定义：为了使若干独立信号能在一条公共光通路上传输，而将其分别配置在分立 的波长上的复用。【实质是频分复用】 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。 通常讲的波分复用主要指密集波分复用DWDM。【波分家族分为CWDM、DWDM】
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1.光纤-传输特性
3、非线性效应：非线性效应的强弱不仅仅与光强有关，而且与相互作 用的长度有关，由介质的非线性极化产生 ，包括光学谐波，倍频，受 激啦曼散射，双光子吸收，饱和吸收，自聚焦，自散焦等。
波分计算公式
1再生段光衰耗、色散、光信噪比、Q值、BER值、DGD值计算说明1.1衰耗受限计算采用最坏值法设计：L=（Ps-Pr-C）/a式中：Ps：为光放大器（OAU板）单信道的最小输出功率，单位为dBm。
光功率放大器OAU单信道输出功率取为＋1dBm。
Pr：为单信道接收端的最小允许输入功率，单位为dBm。
C：所有光连接器的衰减和，每个光连接器的衰减为0.5dB。
a：为光纤损耗系数（dB/km），包含了光纤衰减、光纤熔接衰减和光纤富裕度，默认值取0.275dB/km 。
衰耗受限距离计算：对于发端配置OAU（+1dB输出）、收端配置OAU(-32dB接收)的33dB的光中继段：L=（Ps-Pr-C）/a=[1-(-32)-2×0.5]/0.275=116km注：DWDM系统是OSNR受限系统，以上数据仅表明光放大器的在此距离内是不受限的。
本次工程站间距离及衰减已经过测试，指标值标注在传输系统配置图中。
1.2色散受限距离计算DCM的补偿方法详见3.1色散容限配置部分。
1.3级联光放大器时的光信噪比OSNR计算(1)、单个放大器产生的ASE噪声功率：一个光放大器产生的自发辐射噪声功率PASEˊ为PASEˊ=2Nsp(G-1)hv·△v（mw）式中：Nsp是放大器自发辐射因子v是光中心频率h是普朗克常数G是放大器的增益(倍数)△v是光接收机的带宽(取0.1nm)。
进而可以推导出，一个光放大器产生的以dBm计的自发辐射噪声功率：PASE = -58 + NFi + Gi（dBm）(1) 其中：NFi为光放大器噪声系数（dB）；Gi为光放大器的增益（dB）。
(2)、复用通路光接收机输入端的信噪比①、系统模型包括N个级联光放大器的WDM系统模型如下图所示图中：L1、L2、… Ln-1分别是第1、2、… n-1个区段的衰减(dB)；G1、G2、… Gn分别是第1、2、… n个光放大器的增益(dB)。
②、各光放大器产生的ASE噪声功率利用已经推导出的公式，首先分别计算出每个光放大器产生的ASE噪声功率PASEi (dBm)。
光纤波分复用技术及WDM工作原理
λ1 λ2 λ3 λn 波 分 复 用 器
光纤 解 复 用 器
λ1 λ2 λ3
为帮助了解WDM的潜在通信容量，我们回忆一下普通单模石英光纤中光传输 损耗与波长的关系（见图1.1.3）。根据此图我们知道，在长波长波段，光纤有 两个低损耗传输窗口即1310nm和1550nm窗口。这两个窗口的波长范围分别从 1270nm 到1350nm和1480nm到1600nm，分别对应着80nm和120nm的谱宽范 围。而目前光纤通信系统中所使用的高质量的1550nm的光源，其调制后的输 出谱线宽度最大不超过0.2nm，考虑到老化及温度引起的波长漂移，给出约 0.4nm~1.6nm的谱宽富余量，应是合乎情理的。即使这样，单个系统的谱宽也 只占用了光纤传输带宽的几十分之一到几百分之一。为充分利用单模光纤的低 损耗区的巨大带宽资源，在光纤低损耗窗口采用多个相互间有一定的波长间隔 的激光器作为光源，经各光源调制的信号同时在光纤中传播，这就是WDM技 术。可以说，WDM技术使得光纤具有巨大带宽这一优点得以充分体现。以一 种工作在1550nm的窄线宽DFB激光器为例，它可在0.8nm的谱带内发射信号， 因此在1525nm~1565nm共40nm的范围内，WDM系统可传送50个信道。若每 个信道的传输速率为10Gbit/s，则系统总的传输速率即为50×10Gbit/s，比单 信道传输的容量增加了50倍。
3 WDM系统中的关DM系统对光源的要求 目前的光纤通信系统所采用的光源一般有半导体发光二极管(LED)和 半导体激光器(LD)。通过学习第一章和第三章的内容我们已经知道， LED与LD的特性有很大的不同。LED所产生的光不是单波长的光，谱 线很宽，约为50~100nm；LED的输出功率比激光器低很多；LED的最 高调制速率约为几百Mbit/s。因此，LED不适合作为WDM系统的光源。 LD输出虽然不是理想的单波长的光，但其谱线宽度却可以达到很窄。 虽然普通的F-P腔LD的谱宽约为8nm，但具有布拉格光栅的高质量的 DFB或DBR LD的谱宽可达10-3nm，即使考虑因调制而产生的啁啾所导 致的谱线展宽，其调制后的输出谱线宽度最大也不超过0.2nm。所以， 只有LD才能满足WDM系统对于光源波长的要求。另一方面，LD的调制 频率可达数Gbit/s，特别适合于高速传输系统。与此同时，LD输出的光 功率要比LED高很多，而且由于输出的光为相干光，大部分光能量很容 易被耦合进光纤中，因而信号可以传输更远的距离。
DWDM密集波分 简要原理
第一章DWDM简要原理一、什么是波分复用？不管是PDH还是SDH都是在一根光纤上传送一个波长的光信号，这是对光纤巨大带宽资源的极大浪费。
可不可以在一根光纤中同时传送几个波长的光信号呢？就象模拟载波通信系统中有几个不同频率的电信号在一根电缆中同时传送一样？实践证明是可以的。
在发送端，多路规定波长的光信号经过合波器后从一根光纤中发送出去，在图一在一根光纤中传送的相临信道的波长间隔比较大的时候（比如为两个不同的传输窗口），我们称其为波分复用（WDM）；而在同一传输窗口内应用有较多的波长时，我们就称其为密集波分复用（DWDM）；8波、16波以及32波的DWDM已经是比较成熟并开始大量应用，在我们平常所说的或所听到的“波分”一般就是指的密集波分复用（DWDM）。
实际系统中有双纤双向系统和单纤双向系统。
单纤双向系统虽然能减少一半光器件和一般光缆，但技术难度较大，目前应用中双纤双向系统还是居多。
图一所示系统就是双纤双向系统。
二、波分复用系统对光纤的要求常见单模光纤有G.652、G.653、G.654、G.655几种。
我国大量铺设的是G.652光纤，在1550nm传输窗口，它的色散系数比较大：17~20ps/nm.Km，适合速率不高的TDM信号和多波信号传输；G.653光纤主要铺设在日本，1550nm窗口处，色散为“零”，非常适合传输高速率的TDM信号，但是不适合传输多波长信号，因为会有比较严重的四波混频效应；G.654光纤主要用于海底光缆中，衰减很小；G.655光纤色散系数比较小：在1550窗口处色散系数为4~6ps/nm.Km，色散不为“零”，可以有效抑制四波混频效应；另外色散又不大，可以满足高速率TDM的传输要求。
在光纤的性能中，我们突出关心的两个指标是：衰减系数和色散系数，两者都限制了电再生距离的长短。
对衰减，大家都比较熟悉，主要是后者：色散。
色散积累的结果是信号脉冲在时域上展宽，严重时就影响到接收机的接收。