波分复用光纤传输系统的结构设计及性能研究
光通信网络中的波分复用技术研究与优化
光通信网络中的波分复用技术研究与优化随着互联网的不断发展与普及，光通信网络的需求也日益增长。
然而，随着数据量的急剧增大，传统的光通信技术已经无法满足现代高速、高容量数据传输的需求。
光通信网络中的波分复用技术应运而生，并逐渐成为解决高容量数据传输的有效手段。
本文将着重探讨光通信网络中波分复用技术的研究与优化。
波分复用技术是一种光通信技术，它通过将不同波长的光信号合并在一根光纤中传输，从而实现多路复用的目的。
在波分复用技术中，不同波长的光信号被称为通道。
由于光波长的特性，光通信网络中可以同时传输多个波长的信号，从而大大提高了数据传输的能力和效率。
在波分复用技术中，波分复用器是关键设备之一。
它主要负责将不同波长的光信号合并在一起，并将其发送到光纤中进行传输。
为了实现高效的波分复用，光通信网络中的波分复用器需要具备稳定性、灵活性和高容量的特点。
目前，光通信网络中常用的波分复用器有基于光栅的波分复用器和基于光栅的调制器。
除了波分复用器外，光通信网络中的光纤也需要进行相应的优化。
光纤是将光信号传输到各个节点的重要媒介，其质量和性能直接影响着数据传输的稳定性和速度。
为了提高光纤的传输性能，在光通信网络中，人们常常采用波分复用分散器和波分复用合并器来增强信号传输的稳定性和容量。
在波分复用技术的研究与优化中，还需要考虑其他一些因素，例如光信号的传播损耗、光放大器的选择和调制器的设计等。
这些因素的选择和优化对于波分复用技术的实施和发展至关重要。
另外，波分复用技术的研究还需要与其他传输技术进行结合，例如光电子器件、光开关和光网络架构等，以便更好地发挥波分复用技术的优势。
在实际应用中，波分复用技术已经得到广泛应用。
光通信网络中的波分复用技术可以用于长距离传输、高速数据存储和云计算等领域。
通过波分复用技术，可以实现数据传输的高速、高容量和低延迟，满足现代网络通信的需求。
因此，波分复用技术的研究与优化对光通信网络的稳定性和可靠性具有重要意义。
光波导芯片_波分复用_解释说明
光波导芯片波分复用解释说明1. 引言1.1 概述光通信作为一种高速、大容量的数据传输技术，已成为现代信息社会中不可或缺的基础设施。
然而，在面对日益增长的带宽需求和传输距离要求时，传统的电路板和金属导线等传输介质已经显得力不从心。
因此，光波导芯片作为一种新型的光学器件应运而生。
1.2 文章结构本文将首先介绍光波导芯片的定义、原理、结构和特点。
随后，我们将重点讨论波分复用技术，并详细解释其原理、基础概念以及相关设备和组成要素。
然后，我们将探讨光波导芯片在波分复用中的应用，包括其在光传输中的作用机制解析、在波分复用系统中关键功能的介绍，以及一些实际应用中的效果与案例分享。
最后，我们将总结主要观点和发现，并展望光波导芯片和波分复用技术未来发展方向。
1.3 目的本文旨在通过对光波导芯片和波分复用技术进行详细说明，帮助读者深入了解光通信领域中的重要概念和技术。
同时，通过介绍光波导芯片在波分复用中的应用，使读者对该技术在实际场景中的应用效果有更全面的认识。
最后，我们将展望未来光波导芯片和波分复用技术的发展方向，为相关研究和工程领域提供参考和启示。
2. 光波导芯片:2.1 定义和原理:光波导芯片是一种集成光学器件，其通过特殊的材料结构和工艺制作而成。
它利用高折射率的核心层将光信号引导在其表面附近传输，形成一条或多条光波导路径。
这些路径类似于管道，可以将光信号有效地控制、传播和分配。
光波导芯片原理基于总反射和电磁波的耦合效应。
当光线传入具有高折射率的核心层时，由于介质折射率的差异，部分能量会被全内反射并沿着波导路径传输。
在光波导芯片中，可以通过调整核心层和包围层之间的折射率差异来改变传播模式、控制波导路径和操纵光信号。
2.2 结构和特点:通常情况下，光波导芯片由三个主要组成部分构成：核心层、包围层和衬底。
核心层是最重要的部分，用于引导光信号；包围层则用于限制光信号的传播区域，并保持其在核心层内传输；衬底则为光波导芯片提供支撑和稳定性。
第八章 光波分复用系统
8.2.3 WDM系统波长规划
表8-4 32通路DWDM系统中心频率
序号 1 2 3 …… 标称中心频率（THz） 标称中心波长（nm） 192.10 192.20 192.30 …… 1560.61 1559.79 1558.98 ……
30
31 32
195.00
195.10 195.20
37
8.1 波分复用原理
提高光纤通信系统的容量的方法包括时分复用（ TDM ）、 波分复用（WDM）、空分复用（SDM）、模分复用（MDM） 和极化复用（PDM）等 最常见的 TDM 方法的主要缺点是当电信号的传输速率达 到较高等级（如10Gbit/s或更高时），对于光器件（如激光 器和调制器）的开关速率等性能要求较高，实现难度较大， 同时光纤中的色散和非线性等也限制了调制信号的速率。 波分复用（ WDM ）为代表的多信道光纤通信系统成为实 现大容量传输的主要技术方案之一。
图8-2 双纤单向传输WDM系统 可以方便地分阶段动态扩容，可以根据实际业务量的需要
15 逐步增加波长来实现扩容，是目前最主要的应用形式。
8.1.2 WDM系统的应用形式
λ1
Tx1
复 用
Txn
λn
器
λ1······λ1n
解 复 用 器
λ1
Rห้องสมุดไป่ตู้1
λn
Rxn
λn+1
光纤放大器 解 复 用 器
复
Rxn+1
第8章 光波分复用系统
本章要点
本章主要介绍以波分复用（WDM）为代表的多 信道光纤通信系统及其关键技术，以及光时分复用 （OTDM）技术原理。
2
WDM系统和SDH系统的关系
在光网络传送层的关系：WDM系统与SDH系统均属于传送网 层，二者都是建立在光纤传输媒质。SDH系统是在电通道层上 进行的复用、交叉连接和组网，而WDM系是在光域上进行的复 用、交叉连接和组网。 对承载信号复用方式的区别：SDH是基于单波长（一根光纤 传输一个波长光路）的时分复用（TDM）系统；WDM技术在一根 光纤中同时传输不同波长的多个光载波信号，为FDM系统，充 分利用光纤带宽资源，增加系统传输容量。 信号的光接口标准：SDH设备的光接口符合ITU-T G.957和 G.691建议，该标准对工作中心波长没有特别规定。在WDM系统 中，光接口必须满足ITU-T G.692建议。该建议规定了每个光 通路的参考频率、通路间隔、标称中心频率（即中心波长）、 3 中心频率频率偏差等参数。
波分复用在光纤网中的应用
波分复用在光纤网中的应用（贺葵）
摘 要 本文简述了波分复用的基本概念；介绍了密集波分复用（DWDM）技术的发展；概要说明了目前光缆通信干线工程中所采用的DWDM技术。关键词 波分复用 密集波分复用 光缆通信 光纤放大器 同步数字体系 近几年随着多媒体通信的发展和计算机技术的广泛应用，信息交流的领域范围不断扩大，网络通信容量急剧增加，因而不断增加电信网络容量变得越来越重要。采用密集波分复用（DWDM）技术可在不投入大量资金的情况下，在原有单模光纤上提供更多的传输通道，且DWDM系统的建设周期短，能更好地实现信息传输的多元化，以较短的时间实现对光缆通信传输网的扩容，充分满足社会各界对各种带宽业务的需求。开发式的密集波分复用（DWDM）网络不仅采用光技术进行传输，而且通过光波长选择器件将不同波长的不同光信号合并和分离，在节点处实现光复用和光去复用，突破了电路的处理速度，为实现全光网络奠定了基础。1 波分复用（WDM）的原理 波分复用（WDM）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合在一起沿单根光纤传输，在接收端再用一定的方法将各个不同波长的光载波分开的通信方式。 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的传输，如声音、数据、文本、图形和影像。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扩容方案充分利用了光纤的带宽，可以混合使用各种速率，各种数据格式和各厂家的设备（开放式系统）；可以通过增加新的波长和特性，非常方便地扩充网络容量，以满足用户的要求。对于2.5Gbit／S以下速率的WDM，目前的技术已经完全可以克服由于光纤色散和光纤非线性效应带来的限制，满足对传输距离的各种要求，并且已经在我国的部分通信干Байду номын сангаас应用。当然，目前WDM光传输系统只适用于点到点的传输，如何在网络环路中使用，如何实现光网络层上的保护还需进一步研究。 在光缆通信干线传输网上采用WDM系统具有以下优点。 （1）可充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波传输容量增加几倍至几十倍。 （2）对于早期敷设的芯数不多的光缆，采用WDM进行扩容可不必对原有系统作较大的改动。 （3）由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输完全不同特性的信号，完成各种电信业务（包括数字信号和模拟信号）的综合和分离，以及PDH和SDH信号的综合与分离。 （4）利用DWDM选择路由技术实现网络交换和恢复，为实现未来透明的、具有高度生存性的光网络奠定了基础。2 密集波分复用（DWDM）系统 在一根光纤内同时使用两个窗口的系统（一个为1310nm波长，另一个为1550nm波长）一般称为宽带波分复用（W－WDM）系统。而在1550nm窗口的1540nm－1565nm波长范围内，按一定间隔分为多个波道（目前以8波段和16波段为主），每个波道传输一个系统，称为密集波分复用系统（WDM）。 DWDM系统主要由合波器、分波器和接饵光纤放大器（EDFA）等组成。 EDFA可以对波长在1530nm－1565nm范围内的光信号同时进行放大。在DWDM系统中，EDFA又可分为功率放大器（BA）、前置放大器（PA）及线路放大器（LA）。2.1 开放式、集成式密集波分复用系统 波分复用系统可分为两种：开放式DWDM系统和集成式DWDM系统。 开放式DWDM系统采用波长转换器（简称OTU），将目前使用的SDH系统的2.5Gbit／S光接口，即ITU—T的G.957建议的光接口变换成指定的频率，并符合ITU－T的G.692建议的光接口。 开放式DWDM系统的主要优点是：目前光缆通信干线传输网上已采用的2.5Gbit/S SDH设备均可接入DWDM系统中，DWDM系统的生产厂商的产品可以与SDH的多生产厂商的产品兼容；对于建成后的开放式DWDM系统，在工程中尚未配置2.5Gbit/S SDH传输设备的光通道，将来扩容时2.5Gbit／s SDH传输设备的选型可以不受限制。随着非话业务的迅速发展，将来IP路由器、 ATM交换机等均可直接接入。开放式DWDM系统不足之处是成本较高。 在集成式DWDM系统中，2.5Gbit／S SDH传输设备的光接口符合指定的频率，并符合ITU－T的G.692建议的光接口，即 2.5Gbit/SSDH传输设备的光接口为符合DWDM系统要求的光接口。其主要优点是省去了OUT，可以降低成本。集成式8个波长的DWDM系统的2.5Gbit／S SDH传输设备由于中心波长偏移等指标的限制，仅能用在相关生产厂家8个波长的DWDM系统上，设备的重复利用性较差。2.2 EDFA 这里的光纤放大器是指波长1．55μm窗口使用的掺饵光纤放大器。光纤放大器对于光纤通信来说具有革命性的作用，因为它避免了光／电与电／光转换过程，可以更好地满足大容量、长距离全光传输的要求。EDFA主要由掺饵光纤、泵浦光源、耦合器、隔离器等组成。它利用掺饵光纤的非线性效应，泵浦光输入到惨饵光纤中，当有信号光输入时，辐射光的相位和波长会自发地与信号光保持一致，这样在输出端就可得到功率较强的光信号，实现了对光信号的放大。EDFA具有高增益、低燥声、频带宽、不会引起串扰等特点。按其具体应用场合可分为功率放大器（BA），前置放大器（PA），线路放大器（LA）。BA是将EDFA放在发射光源之后对信号进行放大。 LA是将 EDFA直接插入到光纤传输链路中对信号进行放大的应用形式。在长距离光纤传输系统中，线路放大器可代替再生中继器用来进行光功率的补偿。PA也称预放大器，用于光接收机前对接收到的光信号进行预放大。3 密集波分复用技术的应用3.1 国内外应用情况 随着线路放大器的研究、开发，密集波分复用技术逐步趋于成熟，美国的一家电信公司，1996年4月推出8个波长的DWDM系统，同年10月推出16个波长的DWDM系统；1998年1月推出40个波长的DWDM系统。目前，实验室的DWDM系统已达到了数百个波长。美国的长途通信公司和Qwest通信公司联合投资20亿美元采用DWDM技术正在兴建全美SDH光纤通信网，传输速率在2.5Gbit/s-20Gbit/s之间。预计到2000年，我国将建成一个以DWDM传输系统为主，沟通各大区交换中心的大容量光缆通信干线传输网。我国光缆通信干线传输网将采用8X2.5Gbit/S单纤单向的DWDM系统，近几年仍采用G.652光纤，光监控信道波长取1510nm，监控速率为2Mbit/s。DWDM的线路保护主要有采用在SDH层面上保护和光网络层的保护两种方式。由于光网络层上的保护目前很难达到，因此目前的线路保护方式只能采用在SDH层面上的保护。 由于LA仅是对光纤中的光信号进行增益补偿，并不还原成电信号，因此DWDM系统一般均设置自身独立使用的光监控信道（OSC），将LA的故障数据和运行状态等情况，通过OSC传送给网管系统，以便对DWDM系统进行实时监视，同时也解决了LA之间的公务联络问题。另外，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。目前采用DWDM系统的工程中首先选用1510nm波长、2Mbit/S信号速率的OSC信号。3.2 光纤的选择 G.652光纤又称色散未位移光纤，是目前使用最为广泛的单模光纤。G.652是1310nm波长性能最佳的单模光纤，它同时具有1310nm和1550nm两个窗口。以前的PDH系统利用的就是1310nm零色散窗口，SDH系统则是利用1550nm最小衰减窗口。由于 G.652光纤在我国已大量敷设，因此利用原有的光纤采用DWDM技术实现超高速传输是当前的首选方案。 G.653光纤又称色散位移光纤，零色散窗口为1550nm，它在1550nm窗口同时具有最小色散和最小衰减，此种光纤在我国也有少量使用，它是单波长系统的最佳选择，但是由于高速传输的串扰现象使多路WDM系统很难开通，而WDM技术在传输网上的使用将是大势所趋，因此在我国已不提倡使用G.653光纤。 G.655光纤又称非零色散位移光纤，它是为了克服G.653光纤严重的4波混频而设计的一种新型光纤。对G.653光纤的零色散点进行了搬移，使1530nm－1550nm区间的色散值保持较低的水平，从而可方便地开通DWDM系统。G.655成功地克服了G.652的色散受限和G.653无法开通WDM的缺点，升级非常灵活，既可以采用TDM系统也可以采用WDM技术，从理论上讲G.655光纤的传输容量可达到1Tbit/S以上。但光纤价格较贵，采用该光纤的光缆价格为常规光缆的1.5倍。摘自《电信工程技术与标准化》
光纤通信系统中的波分复用技术应用分析
光纤通信系统中的波分复用技术应用分析光纤通信技术是现代信息通信领域的重要组成部分，而波分复用技术则是光纤通信系统中的关键技术之一。
波分复用技术通过将多个不同频率的光信号同时传输在一根光纤中，大大提高了光纤通信系统的传输容量和效率。
因此，波分复用技术在光纤通信系统中得到了广泛的应用。
本文将对波分复用技术在光纤通信系统中的应用进行分析。
首先，波分复用技术可以提高光纤通信系统的传输容量。
在传统的光纤通信系统中，每根光纤通常只能传输一路光信号。
而通过波分复用技术，可以将多路不同频率的光信号同时传输在同一根光纤中，从而提高了通信系统的传输容量。
波分复用技术可以将光信号分为不同频段的波长，每个波长对应一个光通道，因此一个光纤可以传输多个光通道的信号。
通过不同波长的光信号在光纤中的复用，光纤通信系统可以实现多路复用，提高了传输容量。
其次，波分复用技术可以提高光纤通信系统的传输效率。
在传统的光纤通信系统中，由于每根光纤只能传输一路光信号，因此需要铺设大量的光纤来满足通信需求。
而通过波分复用技术，只需要一根光纤即可同时传输多路光信号，从而减少了光纤的铺设和维护成本。
此外，波分复用技术还可以实现光信号的同时传输和接收，进一步提高了系统的传输效率。
此外，波分复用技术还可以提高光纤通信系统的抗干扰能力。
在传统的光纤通信系统中，由于每个光路之间的信号相互干扰，导致信号质量下降。
而通过波分复用技术，不同光通道的信号在光纤中是相互独立的，彼此之间没有干扰，可以在同一根光纤中实现多路光信号的传输，大大提高了系统的抗干扰能力。
这对于长距离传输和大容量传输的光纤通信系统尤为重要。
此外，波分复用技术还可以实现光纤通信系统的灵活配置。
在传统的光纤通信系统中，由于每根光纤只能传输一路光信号，因此需要铺设大量的光纤来满足不同信号的传输需求。
而通过波分复用技术，可以在光纤中灵活地配置不同波长的光通道，根据实际需求调整光通道的数量和位置。
这样可以大大提高系统的灵活性和可配置性，满足不同用户和应用的需求。
光通信中的波长分复用和调制技术研究
光通信中的波长分复用和调制技术研究第一章绪论近年来，随着互联网、移动通讯、云计算等领域的快速发展，信息传输的需求也越来越高。
传统的通信方式已经难以满足这些需求，为此，光通信技术应运而生。
光通信技术利用光作为信息的传输媒介，拥有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点。
其中，波长分复用技术和调制技术是光通信中的核心技术，也是其能够实现高速传输的关键。
本文将重点讨论光通信中的波长分复用和调制技术的研究现状以及未来发展趋势。
第二章波长分复用技术研究2.1 波长分复用技术的概念波长分复用技术是一种将不同波长的光信号分别传输在同一光纤中的技术。
在传统单波长光通信中，每根光纤只能传输一路信号，而且带宽有限。
而采用波长分复用技术，可以将多路信号合并传输在同一光纤中，从而提高了光纤的传输效率。
2.2 波长分复用系统的分类根据光信号处理方式的不同，波长分复用系统可以分为两种类型：基于波分复用（WDM）的系统和基于密集波分复用（DWDM）的系统。
基于波分复用的系统是将不同波长的信号合并在一起传输，其带宽受限于每个波长的带宽。
基于DWDM的系统是将信号的波长分得更加密集，实现更高的带宽效率。
DWDM系统采用的是更高精度的技术，以逐渐缩小波长间隔，从而在同一光纤上传输更多的光信号。
2.3 波长分复用技术的发展趋势随着科技的进步和市场需求的增长，波长分复用技术有望实现更高的速率和更大的容量。
未来的发展方向包括多种不同类型的复用、多种不同类型的光纤和更加高效的元器件。
第三章调制技术研究3.1 调制技术的概念调制技术是将电信号转化为光信号的过程。
调制技术可以控制光的强度、相位和频率，以实现信息的传输。
3.2 调制技术的分类调制技术可以分为三种类型：幅度调制（AM）、相位调制（PM）和频率调制（FM）。
幅度调制是指将信号的幅度变化转化为光信号的强度变化。
相位调制是指将信号的相位变化转化为光信号的相位变化。
频率调制是指将信号的频率变化转化为光信号的频率变化。
高性能WDM光纤通信系统设计及实现
高性能WDM光纤通信系统设计及实现随着信息技术的快速发展，光纤通信系统正成为通信领域的主要选择。
而高性能WDM光纤通信系统是一种高速、高带宽的通信系统，其具有传输距离远、传输速率高、抗干扰能力强等诸多优点。
因此，本文将探讨高性能WDM光纤通信系统的设计和实现。
一、WDM光纤通信系统简介WDM光纤通信系统是一种基于波分复用技术的通信系统，其主要将不同波长的光信号通过一根光纤进行传输，由此实现多路光信号同时进行传输。
而WDM技术又可以分为两种类型：密集波分复用（DWDM）和波分复用（CWDM）。
DWDM技术相较于CWDM技术更加稳定，可以实现更高密度光波的传输，因此在光纤通信系统中得到了广泛应用。
二、高性能WDM光纤通信系统设计的关键技术（一）光源技术高性能WDM光纤通信系统的光源技术是决定传输能力的重要技术之一。
在光源的选择方面，一般我们会选用激光器和LED光源。
而在高性能WDM光纤通信系统的设计中，我们通常采用激光器作为光源，其具有发射光的单色性好、谱宽度小、波长可调范围大等优点。
（二）光纤技术光纤技术是光纤通信系统中不可或缺的重要技术，对于高性能WDM光纤通信系统而言，光纤技术尤为重要。
我们常用的光纤有单模光纤和多模光纤两种。
在高性能WDM光纤通信系统中，我们通常使用单模光纤，因为其传输距离远、损耗小、带宽大的特点。
（三）光电转换技术光电转换技术是将光信号转化为电信号或将电信号转化为光信号的技术。
在高性能WDM光纤通信系统中，光电转换技术是非常关键的一项技术。
而我们通常采用的光电器件包括：光电二极管、PIN光电二极管以及APD光电二极管等，其中APD光电二极管的灵敏度最高，但其价格也相对较高。
（四）WDM解复用技术在WDM系统中，解复用技术是非常重要的一部分。
其将多个不同波长的光信号分离开来，以便接收器能够对其进行处理。
而经典的WDM解复用技术包括两个部分，即光纤的束流分离器以及光栅解密器。
其中，光纤的束流分离器采用光束分离器将光束分离成多条光束，而光栅解密器则是通过光学的方式将多条光束重新组合成单条光束。
wdm
DWDM能够在同一根光纤中，把不同的波长同时进行组合和传输。为了保证有效，一根光纤转换为多个虚拟光 纤。所以，如果你打算复用8个光纤载波（OC），即一根光纤中传输8路信号，这样传输容量就将从2.5 Gb/s提高 到20 Gb/s。由于采用了DWDM技术，单根光纤可以传输的数据流量最大达到40Gb/s。随着厂商在每根光纤中加入 更多信道，每秒兆兆位的传输速度指日可待。
WDM服务使实现一个用于Windows NT和Windows 95快速反应的模型成为可能。WDM提供了多个执行优先级包 括核心态和非核心态线程、IRQ级别、和被延缓的程序调用（DPC）。所有的WDM类和微型驱动程序都作为核心态 （第0层）的特权级线程（不会被CPU调度程序中断）执行。32个IRQ级可以被用于区分硬件中断服务的优先级。 对于每个中断，DPC被排入队列等到被启用中断的IRQ服务例程完成后再执行。DPCs通过有效的减少中断被禁止的 时间，使系统对中断的响应获得了很大的提高。对于使用多处理器的基于x86的PC系统，在Windows NT下对中断 的支持是以Intel的多处理器规范1.4版本为基础的。
WDM的关键目标是通过提供一种灵活的方式来简驱动程序的开发，使在实现对新硬件支持的基础上减少并 降低所必须开发的驱动程序的数量和复杂性。WDM还必须为即插即用和设备的电源管理提供一个通用的框架结构。 WDM是实现对新型设备的简便支持和方便使用的关键组件。
为了实现这些目标，WDM只能以Windows NT I/O子系统提供的一组通用服务为基础。WDM改进了由一组核心 扩展构成的功能实现对即插即用、设备电源管理、和快速反应I/O流的支持。除了通用的平台服务和扩展外，WDM 还实现了一个模块化的、分层次类型的微型驱动程序结构。类型驱动程序实现了支持通用总线、协议、或设备类 所需的功能性接口。类驱动程序的一般特性是为逻辑设备的命令设置、协议、和代码重用所需的总线接口实现标 准化提供必要的条件。WDM对标准类接口的支持减少了Windows 95和Windows NT所需的设备驱动程序的数量和复 杂性。
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通信工程专业综合实践课程名称：专业综合实践设计题目：波分复用光纤传输系统的结构设计及性能研究学院：电气信息学院专业年级：通信工程2011级指导教师：姓名：学号：时间：在当今的时代光纤通信系统的发展速度越来越快。
很多光纤系统应运而出，这些系统通常有很多个信号的通道以及不同种类的拓扑结构，另外这些系统的非线性器件和非高斯噪声源也是有许多的不同，所以这就需要大量人员去对这些系统进行设计和分析。
WDM作为现在光通信的主流技术，对它的研究有重要的现实意义。
在本论文将对W DM光传输系统的调制方式、EDFA和WDM光传输系统进行设计仿真，并得到一些有参考价值的结论。
论文的主要工作及成果是对掺饵光纤放大器(EDFA)进行设计仿真，用optical system仿真软件对WDM光传输系统进行仿真，验证2路信道下的系统性能，并提出一个方案，达到系统性能与传输速率的平衡。
关键字：WDM 光纤放大器EDFA 掺饵光纤WDM光传输系统摘要---------------------------------------------------------------2 目录---------------------------------------------------------------3 第一章绪论--------------------------------------------------------4 1.1 研究背景及意义---------------------------------------------------------4 1.2 光纤通信技术的发展-----------------------------------------------------4 1.3 波分复用技术的发展-----------------------------------------------------5 1.4 TDM FDM WDM的特点及应用场合---------------------------------------------5 1.5 仿真软件OptiSystem的使用-----------------------------------------------6 第二章波分复用技术------------------------------------------------62.1 WDM技术简介------------------------------------------------------------6 2.2 波分复用技术的特点-----------------------------------------------------8 2.3 波分复用在光纤中的应用-------------------------------------------------8 第3章 WDM的结构设计-----------------------------------------------93.1 WDM系统的基本形式------------------------------------------------------9 3.2 WDM系统的基本结构-----------------------------------------------------10 3.3 光波分复用器和解复用器------------------------------------------------10 3.4 WDM技术目前存在的问题-------------------------------------------------11第四章 WDM光传输系统的性能研究及仿真------------------------------114.1 点到点2信道WDM光传输系统仿真系统图-----------------------------------11 4.2 点到点2信道WDM光传输系统仿真结果图-----------------------------------12 4.3 点到点2信道在频率为120,100,80下的输入频谱图--------------------------15 4.4 点到点2信道在频率为120,100,80下的输出频谱图--------------------------17第五章系统仿真结果分析-------------------------------------------18参考文献----------------------------------------------------------19第一章绪论1.1 研究背景及意义我国在1970年的时候，在光纤通信技术上有了一个重大的突破，例如光纤性能的损耗，半导体激光器的各项性能等，也就是这个时候，宣告了我国正式开始了光纤通信的实际应用阶段，此后的30多年里，我国对半导体激光发射器又有了进一步的研究，只在光线的技术也十分成熟了，从原来的10公里、44兆比特每秒的低速率近距离传输发展到如今数十到百G比特每秒、数千公里的高速率、远距离传输。
如今光纤通信飞速的发展使人们应接不暇，远远超越了人们的预期，光纤通信技术已成为当今社会的一个必不可少的存在，回想过去80年代后期的PDH系统，到90年代中期的SDH系统，再到如今的WDM光纤通信网络系统，无一不证明着光纤通信的飞速发展，以及其在未来通信技术里的地位。
随着Internet 的迅猛发展，因特网业务和其它新型数据通信业务在整个世界范围内得到了极大应用，这就对整个通信骨干网的传送带宽提出了很大的要求，并出现了光纤耗尽现象和对带宽的无限渴求。
WDM光传输系统能解决传送网面临着巨大带宽需求和网络业务调度等压力，能更好地利用光纤的带宽资源，能提供更多的带宽，减低中继成本，同时支持业务的灵活调度。
所以该门技术可以应用的方面十分的广阔。
WDM技术的研究现状十分可观，不仅长途干线传输网中有其技术的支持，在城域网中该门技术也有着十分重要的地位。
如今WDM光通信系统应经在实际的网络生活中有了大量的应用，成为了整个骨干光纤通信网络的首选的重要技术。
1.2 光纤通信技术的发展光纤通信是以信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。
光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，给世界通信技术乃至国民经济、国防事业和人民生活带来了巨大变革。
光纤通信的发展可以分为以下几个进程：第一代光纤通信系统，是以1973-1976年的850nm波长的多模光纤通信系统为代表。
第二代光纤通信系统，是70年代末，80年代初的多模和单模光纤通信系统。
第三代光纤通信系统，是80年代中期以后的长波长单模光纤通信系统。
第四代光纤通信系统，是指进入90年代以后的同步数字体系光纤传输网络。
1966年，英籍华人高锟预见利用玻璃可以制成衰减为20db/km的通信光导纤维。
当时，世界上最优秀的光学玻璃衰减达1000db/km左右。
1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20db/km的光纤。
同一年贝尔实验室研制成功室温下可以连续工作的半导体激光器，其体积小、重量轻、功耗低、效率高，是光纤通信的理想光源。
从此，光纤就进入了实用化的发展阶段，世界各国纷纷开展光纤通信的研究。
1.3 波分复用技术的发展两波长WDM(1310/1550nm)80年代在AT&T网中使用。
90年代中期，发展缓慢，从155M －622M － 2.5G－10G TDM，技术的相对简单性和波分复用器件的发展还没有完全成熟，到1995年开始高速发展。
我国光通信的先行者武汉邮电科学研究院研制的波分复用技术，为光网络传输提供了实现“高速信息公路”的可能。
1997年，武汉邮电科学研究院承担了具有国际领先水平的波分复用光网络技术的研究与开发。
1999年，国产首条密集波分复用系统工程在山东投入实际运行，表明我国光通信产业在该领域中已取得了重大的突破，并一跃成为世界上少数能够开发、生产这一设备的国家之一。
目前，我国已能够自行提供从集成式，半开放式到全开放式整个系列的密集波分复用系统。
该系统将覆盖国家干线网，本地网、教育网。
1.4 TDM FDM WDM的特点及应用场合频分复用(FDM，Frequency Division Multiplexing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。
频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一)。
频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
频分复用技术除传统意义上的频分复用(FDM)外，还有一种是正交频分复用(OFDM)。
波分复用(WDM， Wavelength Division Multiplexing)其本质上是频分复用而已。
WDM 是在1根光纤上承载多个波长(信道)系统，将1根光纤转换为多条“虚拟”纤，当然每条虚拟纤独立工作在不同波长上，这样极大地提高了光纤的传输容量。
由于WDM系统技术的经济性与有效性，使之成为当前光纤通信网络扩容的主要手段。
波分复用技术作为一种系统概念，通常有3种复用方式，即1 310 nm和1 550 nm波长的波分复用、粗波分复用(CWDM，Coarse Wavelength Division Multiplexing)和密集波分复用(DWDM，Dense Wavelength Division Multiplexing)。
时分复用(TDM，Time Division Multiplexing)就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片(简称时隙)，并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。
时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变，所以有时也叫同步时分复用。
其优点是时隙分配固定，便于调节控制，适于数字信息的传输；缺点是当某信号源没有数据传输时，它所对应的信道会出现空闲，而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道，因此会降低线路的利用率。
时分复用技术与频分复用技术一样，有着非常广泛的应用，电话就是其中最经典的例子，此外时分复用技术在广电也同样取得了广泛地应用，如SDH，ATM，IP和 HFC网络中CM与CMTS的通信都是利用了时分复用的技术。
1.5 仿真软件OptiSystem的使用OptiSystem这个通讯系统模拟软件是一个功能强大且十分好入门操作的一款软件，应用该门软件可以实现对各种与光纤通信技术系统有关（各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接）的设计、测试和优化。