波分复用技术论文

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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

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。

波分复用技术在电信本地网中应用论文

波分复用技术在电信本地网中应用论文

浅析波分复用技术在电信本地网中的应用【摘要】本文在现代光通信的基础上,主要对dwdm技术的基本原理、关键技术、特点和影响因素做一个全面的论述。

同时结合实际的工程应用,进一步论证了这种技术的广泛应用前景,最后论述了下一代密集波分复用(dwdm)系统的发展趋势和面临的问题。

【关键词】波分复用技术;密集波分复用;网络设计;组网1 引言随着光纤通信技术的发展,现在已经进入密集波分复用技术(dense wavelength division multiplexing, dwdm)阶段,dwdm 技术由于具有超大容量传输、节省光纤资源、信道传输透明、可实现超长距离传输、提高系统可靠性以及可以组成全光网络等优点,在国内外都得到了广泛的应用。

2 波分复用的原理及关键技术光的波分复用,就是将波长间隔为数10nm的多个光源独立进行调制,让其在同一条光纤中传输,可使光纤中传输的信息容量增加几倍至几十倍。

在波分复用系统中,发送端有n个发出不同波长光的激光器,把它们分别进行调制后,利用光的复用器(又称合波器)合起来,耦合进一根光纤中传输。

在接收端再利用光的解复用器(又称分波器),把这n束波长不同的光载波分开,分别送至相应的光检波器,得出各自的信息[1]。

如图2-1所示。

图2-1 光的波分复用原理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。

2.1 光源技术dwdm光网络对光源的要求是高速、低噪声、工作波长稳定。

从目前发展趋势上看集成光源是首选方案,激光器与调制器的集成具有激光器波长稳定、可调,以及调制器的高速、低啁啾等功能。

目前,主要有两种集成光源:一是dfb半导体激光器与电吸收调制器的单片集成;二是dfb半导体激光器与m-z型调制器的单片集成[2]。

2.2光合波与分波技术光合波与分波器在超高速、大容量波分复用系统中起着关键作用,其性能的优劣对系统的传输质量有决定性影响。

毕业设计(论文)-用于波分复用的全光纤通信技术

毕业设计(论文)-用于波分复用的全光纤通信技术

毕业设计(论文)题目用于波分复用的全光纤通信技术姓名所在学院专业班级学号指导教师日期摘要近年来,通信行业发展迅速,大量的通信新业务不断涌现,信息高速公路正在全球范围内以惊人的速度发展建立起来。

所有这些应用都对大容量通信提出了越来越高的要求,使得光纤通信技术向着速度高、容量大、可伸缩性好的方向发展。

波分复用(WDM)系统的发展正是适应了这一时代潮流。

应用这种技术可以在同一根光纤上传输多路信道,从而使通信容量成倍的扩大。

不过,随着掺铒放大器(EDFA)在系统中的大量使用,也会带来一系列相关问题,如:色散、增益失衡、非线性效应等等。

在建立一个WDM光纤通信系统的时候,必须很好地解决这些问题。

在本文中,将讨论这些WDM 系统的关键技术,并给出一个WDM光纤通信系统的总体设计。

主要工作如下:1.在对国内外WDM系统理论和实验研究进展进行广泛研究的基础上,重点讨论实现WDM 系统的关键技术和如何克服色散、增益失衡和非线性等影响性能的因素。

2.基于国际电联的ITU-T系列参考标准和信息产业部的相关标准,进行32×10 Gbit/s480km的WDM光纤通信系统总体设计和规划。

给出系统的详细参数并对系统性能进行相关计算,讨论优化系统的技术和手段。

关键词:WDM 光纤通信传输系统大容量系统AbstractRecently communication industry develop very fast,a large new communication services appered,the world is now building Cyber-high way. All these bring the need for larger and larger communication capacity,which stimulate fiber communication system develop towards adaptive,high speed,large capacity data transmission.Wavelength division multiplexing (WDM) system developed following the trend. The system can greatly increase the transmission capacity by increasing th channels in a single fiber. But multi-wavelength transmission and thd employment of Erbiumdoped Droped Fiber Amplifier (EDFA) will cause a number of new problems,such as chromatic dispersion,gain fluctuation,fluctuation and non-linear effects etc. Ths problems should be solved in building WDM fiber transmission system. In this paper,the key technologeis in WDM system are discussed. The main parts in this project are as follows:1.Based on the widely studing of references,the development on the theory and experiments of WDM system is reviewed. The degradation of the performance of the system,which is caused by chromatic dispersion,gain fluctuation and fluctuation and non-linear effects in fiber,is analysed and some scenarios are suggested to solve them.2.Based on the revelant standards of ITU-T and related references,is designed. The general scheme of 32 X 10Gbit/s 480km WDM transmission system are designed for the most systems which fiber are model G.652. The parameters of the system are defined,and the performance is calculated.Key words: WDM; Optical fiber communication; Transmission system; Large capacity system;目录摘要 (i)Abstract (i)第一章引言............................................................ - 1 -第二章全光纤OWDM通信系统. (2)2.1 波分复用技术在光传输系统中的应用 (2)2.2 系统构成描述 (2)2.2.1 光纤激光器 (2)2.2.2 EDFA掺铒光纤放大器 (4)2.2.3 FBG滤波器 (4)2.2.4 光检测器 (5)2. 2. 5 OWDM系统的指标 (6)2.3 波分复用技术的优点及其特点 (7)第三章光纤通信技术原理及存在的问题 (8)第四章光纤通信技术的研究现状与前景 (12)4.1 波分复用器在光纤通信中的应用 (13)4.2 光纤技术的发展及应用趋势 (14)4.3 波分复用未来的发展趋势 (17)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (23)第一章引言在新一代高速全光通信网的研究中,作为相应的用于传输节点的高速信息传输技术, 光波分复用(OWDM)技术必将得到普遍推广,将成为未来全光高速率、长距离、大容量光通信系统及宽带综合业务数字网(B-ISDN)的重要基础技术之一。

光通信中的波分复用技术研究与应用

光通信中的波分复用技术研究与应用

光通信中的波分复用技术研究与应用随着信息时代的发展,对于高速、大容量的通信需求也日益增长,传统的电信通信方式逐渐不能满足发展的要求。

在此背景下,光通信技术应运而生,成为实现高效、大容量通信的重要手段之一。

而波分复用技术作为光通信中的重要技术之一,在其研究与应用上也逐渐得以突破和应用。

波分复用技术是一种通过将不同波长的光信号复用在一根光纤中传输的技术。

它的工作原理是利用光的波长特性,每个波长都可以携带一定量的信息,因此,在光纤中光信号的传输可以同时包含多个不同波长信号,从而实现多路复用的目的。

波分复用技术的主要优势在于它能够大幅提高光传输的利用率和传输容量,有效地解决了传统光通信中光纤资源有限和传输效率低的问题。

在波分复用技术的研究与应用中,有几个关键的方面值得探讨。

首先,需要深入研究光纤的衰减特性和非线性效应,这些因素会影响到波分复用技术的传输质量和传输距离。

了解和解决这些问题对于确保波分复用系统的稳定性和可靠性至关重要。

其次,在波分复用技术的应用中,高密度的光波长分布需要精细的管理和控制。

一方面,需要研究和开发具有高灵活性和可重构性的光波长分配方案,能够实时调整波长搭配,从而更好地应对不同传输需求。

另一方面,波分复用系统还需要解决波长间的互相干扰问题,以提高系统的稳定性和传输质量。

另外,波分复用技术的发展也需要不断创新和突破。

研究人员可以探索更高效的调制和解调技术,以提高光信号的传输速率和传输距离。

同时,探索新型的光纤材料和器件也是波分复用技术发展的重要方向之一。

波分复用技术在光通信领域的应用也是多方面的。

在光纤通信中,波分复用技术可以将多个光信号同时传输在同一根光纤中,从而大幅提高了光纤传输的频谱利用率和传输容量。

相比于传统的电信通信方式,波分复用技术不仅能够满足更大的通信需求,还可以降低通信成本,提高传输效率和质量。

此外,波分复用技术在无线通信领域也有广泛的应用。

通过将基站和用户终端之间的通信信号转换为光信号,再利用波分复用技术进行传输,可以显著提高无线通信的传输速率和传输距离。

光纤通信中的波分复用技术研究

光纤通信中的波分复用技术研究

光纤通信中的波分复用技术研究引言光纤通信是现代通信领域的关键技术之一,已经成为了跨越长距离传输信号的主要手段。

随着信息时代的到来,对于通信容量的需求也越来越大。

为了满足这种需求,波分复用技术应运而生,成为提高光纤通信容量的主要手段之一。

本文将对光纤通信中的波分复用技术进行深入研究。

第一章波分复用技术的基本原理光纤通信中的波分复用技术利用光在光纤中传输时的特性,将多个不同波长的光信号同时传输在同一根光纤中,从而提高通信系统的传输容量。

其基本原理是利用波分复用器将输入的不同波长的光信号分别调制并复用在光纤中,通过解复用器将各个波长的光信号分开。

第二章波分复用技术的关键技术2.1 波分复用器波分复用器是波分复用技术中的核心设备,用于将多个波长的光信号复用在光纤中。

常见的波分复用器包括多通道光纤光栅,光纤光栅耦合器等。

多通道光纤光栅是目前应用最广泛的波分复用器之一,其优点是结构简单,制造成本较低。

2.2 光滤波器光滤波器是波分复用技术中的关键部件之一,用于对多个波长的光信号进行筛选和锁定。

常用的光滤波器有光纤波分复用滤波器和尺寸波分复用滤波器。

光滤波器能够准确地选择并筛选出需要的光信号,提高传输效率。

2.3 波分复用信号的调制与解调波分复用信号的调制和解调是波分复用技术中的重要环节。

调制过程将不同波长的光信号调制在载波上,解调过程则将调制后的光信号解调出来。

常见的波分复用信号调制与解调技术包括干涉调制、调频调制等。

第三章波分复用技术在光纤通信中的应用3.1 光纤通信系统中的波分复用技术波分复用技术在光纤通信系统中的应用是最为广泛的。

通过波分复用技术,光纤通信系统可以实现多个信道的数据传输,大大提高通信容量和传输速率。

同时,波分复用技术还可以减少通信系统所需的光纤数量,降低建设和运营成本。

3.2 波分复用技术在数据中心中的应用随着大数据时代的到来,数据中心的规模和容量也在不断增加。

波分复用技术可以将数据中心内的不同波长光信号复用在一根光纤中进行传输,大大提高了数据中心的传输能力和整体效率。

光纤通信系统中的波分复用技术研究

光纤通信系统中的波分复用技术研究

光纤通信系统中的波分复用技术研究引言:随着现代通信技术的不断发展,人们对于数据传输速度和容量的需求不断增加。

为了满足这一需求,光纤通信系统中的波分复用技术应运而生。

本文将深入探讨光纤通信系统中的波分复用技术研究,并对其原理、应用、优势和挑战进行详细分析。

1. 波分复用技术的原理1.1 简介波分复用技术利用不同波长的光信号分别传输不同的数据,将这些波长进行组合传输,从而提高了光纤通信系统的传输效率和容量。

1.2 原理与实现波分复用技术基于光的特性和光纤的传输性能。

通过分析不同波长光的色散特性和光纤传输特性,可以实现多个波长的光信号共享同一根光纤传输。

1.3 波分复用的基本组成波分复用系统由光源、波分复用器、光纤以及波分复用器等组成。

光源产生多个不同波长的光信号,波分复用器将这些光信号进行组合,并通过光纤进行传输。

2. 波分复用技术的应用2.1 光纤通信系统波分复用技术已广泛应用于光纤通信系统中。

通过将不同波长的光信号进行复用传输,可以大大提升光纤传输的带宽和容量,满足人们对于高速、大容量通信的需求。

2.2 科学研究波分复用技术也被广泛应用于科学研究领域。

例如,在天文学领域中,利用波分复用技术可以同时观测多个天体,提高观测效率和精度。

2.3 数据中心随着云计算和大数据的快速发展,数据中心对于高速、大容量的通信需求也日益增加。

波分复用技术可以满足数据中心的高带宽、低延迟的通信需求,提高数据中心的运行效率。

3. 波分复用技术的优势3.1 高传输容量波分复用技术使得多个波长的光信号共享同一根光纤进行传输,大大提高了光纤通信系统的传输容量,远远超过了传统的单波长传输。

3.2 低成本波分复用技术可以将多个信号通过同一根光纤传输,在一定程度上减少了光纤的使用量,降低了通信系统的建设成本。

3.3 高抗干扰能力波分复用技术可以使不同波长的光信号共存于同一光纤中,相互之间不会产生干扰,大大提高了通信系统的抗干扰能力和稳定性。

波分复用技术论文

波分复用技术论文

波分复用技术论文在当前这个信息技术高速发展的时代背景下,对波分复用技术进行充分的研究对于通信领域而言具有十分重大的作用。

这是店铺为大家整理的波分复用技术论文,仅供参考!波分复用技术论文篇一波分复用系统技术发展研究提要随着固定及移动运营商网络的飞速发展,IPTV、3G等的应用对光通信网络提出了更高的要求。

本文就光通信网络中的WDM系统中的相关技术发展方向做出研究,包括对于器件和接口标准化发展。

关键词:WDM;光器件;OTN中图分类号:F62文献标识码:A运营商传统的光传输网络一般为分为多个层面分级管理,比如接入、汇聚、核心和骨干网。

以MSTP技术为代表的SDH设备根据业务接入容量以及保护特性不同占据着汇聚和核心层面,但是骨干网络由于要求传输容量巨大,主要由WDM设备承建,其系统结构如图1所示。

(图1)根据图1所示,WDM系统主要可以分为发射机和接收机、波长复用器和解复用器、光放大器;接收机类型一般比较稳定,分为PIN(光电二极管)型和APD(雪崩二极管)型,波长复用器和解复用技术目前相对来说也比较成熟,聚焦在AWG(波导阵列光栅)上,WDM系统器件的发展主要是发射机和光放大器。

发射机采用的激光器要求精度较高,因为WDM系统的工作波长较为密集,一般波长间隔为20纳米到0.8纳米,这就要求激光器工作在一个标准波长上,并且具有很好的稳定性;另一方面DWDM系统的无电再生中继长度从单个SDH系统传输50~60km增加到600km甚至更多,要求系统色散受限距离必须很大,为了克服光纤的非线性效应,如受激布里渊散射效应(SBS)、受激拉曼散射效应(SRS)、自相位调制效应(SPM)、交叉相位调制效应(XPM)以及四波混频效应(FWM)等,要求WDM系统的光源使用技术更为先进、性能更为优越的激光器。

根据对光源的不同调制方法,激光器的发展经历了三个阶段:直接调制、电吸收间接调制和M-Z调制。

直接调制即直接对光源进行调制,通过控制激光器驱动(调制)电流的大小来改变激光器输出光波的强弱,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,引起波长随着调制电流线性变化,是一种直接调制光源无法克服的波长抖动(啁啾),使光源的光谱特性变坏,限制了系统的传输速率和距离。

WDM波分复用技术

WDM波分复用技术

WDM波分复用技术1 绪论本论文主要研究的是WDM波分复用技术,其中包括WDM技术的产生背景,WDM 的基本概念和特点,WDM的关键技术,WDM的网络生存性,WDM技术发展现状及发展趋势等,下面将分别从以上几个方面讨论。

2 WDM技术产生背景随着科学技术的迅猛发展,通信领域的信息传送量正以一种加速度的形式膨胀。

信息时代要求越来越大容量的传输网络。

近几年来,世界上的运营公司及设备制造厂家把目光更多地转向了WDM 技术,并对其投以越来越多的关注,增加光纤网络的容量及灵活性,提高传输速率和扩容的手段可以有多种,下面对几种扩容方式进行比较。

1. 空分复用SDM(Space Division Multiplexer)空分复用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。

在光缆制造技术已经非常成熟的今天,几十芯的带状光缆已经比较普遍,而且先进的光纤接续技术也使光缆施工变得简单,但光纤数量的增加无疑仍然给施工以及将来线路的维护带来了诸多不便,并且对于已有的光缆线路,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,不可能总是采用敷设新光纤的方式来扩容,事实上,在工程之初也很难预测日益增长的业务需要和规划应该敷设的光纤数。

因此,空分复用的扩容方式是十分受限。

2. 时分复用TDM(Time Division Multiplexer)时分复用也是一项比较常用的扩容方式,从传统PDH 的一次群至四次群的复用,到如今SDH 的STM-1、STM-4、STM-16 乃至STM-64 的复用。

通过时分复用技术可以成倍地提高光传输信息的容量,极大地降低了每条电路在设备和线路方面投入的成本,并且采用这种复用方式可以很容易在数据流中抽取某些特定的数字信号,尤其适合在需要采取自愈环保护策略的网络中使用。

时分复用的扩容方式有两个缺陷:第一是影响业务,即在“全盘”升级至更高的速率等级时,网络接口及其设备需要完全更换,所以在升级的过程中,不得不中断正在运行的设备;第二是速率的升级缺乏灵活性,以SDH 设备为例,当一个线路速率为155Mbit/s 的系统被要求提供两个155Mbit/s 的通道时,就只能将系统升级到622Mbit/s,即使有两个155Mbit/s 将被闲置,也没有办法。

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波分复用技术摘要波分复用(WND)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。

关键词波分复用技术(WDM),光纤,光传输网,交叉连接引言 WDM是一种在光域上的复用技术,形成一个光层的网络既全光网,将是光通讯的最高阶段。

建立一个以WDM和OXC(光交叉连接)为基础的光网络层,实现用户端到端的全光网连接,用一个纯粹的“全光网”消除光电转换的瓶颈将是未来的趋势。

现在WDM技术还是基于点到点的方式,但点到点的WDM技术作为全光网通讯的第一步,也是最重要的一步,它的应用和实践对于全光网的发展起到决定性的作用。

1 波分复用技术指在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息,称为光波分复用技术,简称WDM。

光波分复用包括频分复用和波分复用。

光频分复用(FDM)技术和光波分复用(WDM)技术无明显区别,因为光波是电磁波的一部分,光的频率与波长具有单一对应关系。

通常也可以这样理解,光频分复用指光频率的细分,光信道非常密集。

光波分复用指光频率的粗分,光倍道相隔较远,甚至处于光纤不同窗口。

光波分复用一般应用波长分割复用器和解复用器(也称合波/分波器)分别置于光纤两端,实现不同光波的耦合与分离。

这两个器件的原理是相同的。

光波分复用器的主要类型有熔融拉锥型,介质膜型,光栅型和平面型四种。

其主要特性指标为插入损耗和隔离度。

通常,由于光链路中使用波分复用设备后,光链路损耗的增加量称为波分复用的插入损耗。

当波长11,l2通过同一光纤传送时,在与分波器中输入端l2的功率与11输出端光纤中混入的功率之间的差值称为隔离度。

光波分复用的技术特点与优势如下:1.1 充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。

目前我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。

1.2 具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵活取出或加入信道。

1.3 对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动,具有较强的灵活性。

1.4 由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。

1.5 有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。

1.6 系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。

目前,由于多路载波的光波分复用对光发射机、光接收机等设备要求较高,技术实施有一定难度,同时多纤芯光缆的应用对于传统广播电视传输业务未出现特别紧缺的局面,因而WDM的实际应用还不多。

但是,随着有线电视综合业务的开展,对网络带宽需求的日益增长,各类选择性服务的实施、网络升级改造经济费用的考虑等等,WDM的特点和优势在CATV传输系统中逐渐显现出来,表现出广阔的应用前景,甚至将影响CATV网络的发展格局。

2 发展过程2.1 发展阶段光纤通信飞速发展,光通信网络成为现代通信网的基础平台。

光纤通信系统经历了几个发展阶段,从80年代末的PDH系统,90年代中期的SDH系统,WDM系统,光纤通信系统快速地更新换代。

双波长WDM(1310/1550nm)系统80年代在美国AT&T网中使用,速率为2×17Gb/s。

2.2 90年代中期90年代中期,WDM系统发展速度并不快,主要原因在于:2.2.1 TDM(时分复用)技术的发展,155Mb/s-622Mb/s-2.5Gb/sTDM技术相对简单。

据统计,在2.5Gb/s系统以下(含2.5Gb/s系统),系统每升级一次,每比特的传输成本下降30%左右。

因此在系统升级中,人们首先想到并采用的是TDM技术。

2.1.2 波分复用器件不成熟。

波分复用器/解复用器和光放大器在90年代初才开始商用化,1995年开始WDM技术发展很快,特别是基于掺铒光纤放大器EDFA的1550nm窗口密集波分复用(DWDM)系统。

Ciena推出了16×2.5Gb/s系统,Lucent公司推出8×2.5Gb/s系统,目前试验室已达Tb/s速率。

2.3 发展迅速的原因2.3.1 光电器件的迅速发展,特别是EDFA的成熟和商用化,使在光放大器(1530~1565nm)区域采用WDM技术成为可能;2.3.2 利用TDM方式已接近硅和镓砷技术的极限,TDM已无太多的潜力,且传输设备价格高;2.3.3 已敷设G.652光纤1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb/s系统的传输,光纤色散的影响日益严重。

从电复用转移到光复用,即从光频上用各种复用方式来提高复用速率,WDM技术是能够商用化最简单的光复用技术。

3 技术原理在模拟载波通信系统中,通常采用频分复用方法提高系统的传输容量,充分利用电缆的带宽资源,即在同一根电缆中同时传输若干个信道的信号,接收端根据各载波频率的不同,利用带通滤波器就可滤出每一个信道的信号。

同样,在光纤通信系统中也可以采用光的频分复用的方法来提高系统的传输容量,在接收端采用解复用器(等效于光带通滤波器)将各信号光载波分开。

由于在光的频域上信号频率差别比较大,一般采用波长来定义频率上的差别,该复用方法称为波分复用。

WDM技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源,根据每一信道光波的频率(或波长)不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器(合波器)将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。

在接收端,再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。

由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

将两个方向的信号分别安排在不同波长传输即可实现双向传输。

根据波分复用器的不同,可以复用的波长数也不同,从2个至几十个不等,一般商用化是8波长和16波长系统,这取决于所允许的光载波波长的间隔大小。

WDM本质上是光频上的频分复用(FDM)技术。

从中国几十年应用的传输技术来看,走的是FDM-TDM- TDM FDM的路线。

开始的明线、同轴电缆采用的都是FDM模拟技术,即电域上的频分复用技术,每路话音的带宽为4KHz,每路话音占据传输媒质(如同轴电缆)一段带宽;PDH、SDH系统是在光纤上传输的TDM基带数字信号,每路话音速率为64kb/s;而WDM技术是光纤上频分复用技术,16(8)×2.5Gb/s的WDM系统则是光频上的FDM模拟技术和电频率上TDM数字技术的结合。

WDM本质上是光频上的频分复用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,与过去同轴电缆FDM技术不同的是:3.1 传输媒质不同,WDM系统是光信号上的频率分割,同轴系统是电信号上的频率分割利用。

3.2 在每个通路上,同轴电缆系统传输的是模拟信号4KHz语音信号,而WDM系统目前每个波长通路上是数字信号SDH2.5Gb/s或更高速率的数字系统。

4 主要特点WDM技术具有很多优势,得到快速发展。

可利用光纤的带宽资源,使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍;多波长复用在单模光纤中传输,在大容量长途传输时可大量节约光纤;对于早期安装的电缆,芯数较少,利用波分复用无需对原有系统作较大的改动即可进行扩容操作;由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立,因而可以传输特性完全不同的信号,完成各种电信业务信号的综合与分离,包括数字信号和模拟信号,以及PDH信号和SDH信号的综合与分离;波分复用通道对数据格式透明,即与信号速率及电调制方式无关。

一个WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号,如ATM、IP等;在网络扩充和发展中,是理想的扩容手段,也是引入宽带新业务(例如CATV、HDTV和B-ISDN等)的有利手段,增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量;利用WDM技术实现网络交换和恢复,从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络;在国家骨干网的传输时,EDFA的应用可以减少长途干线系统SDH中继器的数目,从而减少成本。

5存在的问题以WDM技术为基础的具有分插复用和交叉连接功能的光传输网具有易于重构、良好的扩展性等优势,已成为未来高速传输网的发展方向,很好的解决下列技术问题有利于其实用化。

5.1 WDM是一项新的技术,其行业标准制定较粗,因此不同商家的WDM产品互通性极差,特别是在上层的网络管理方面。

为了保证WDM系统在网络中大规模实施,需保证WDM系统间的互操作性以及WDM系统与传统系统间互连、互通,因此应加强光接口设备的研究。

5.2 WDM系统的网络管理,特别是具有复杂上/下通路需求的WDM网络管理不是很成熟。

在网络中大规模采用需要对WDM系统进行有效网络管理。

例如在故障管理方面,由于WDM 系统可以在光通道上支持不同类型的业务信号,一旦WDM系统发生故障,操作系统应能及时自动发现,并找出故障原因;目前为止相关的运行维护软件仍不成熟;在性能管理方面,WDM 系统使用模拟方式复用及放大光信号,因此常用的比特误码率并不适用于衡量WDM的业务质量,必须寻找一个新的参数来准确衡量网络向用户提供的服务质量等。

5.3 一些重要光器件的不成熟将直接限制光传输网的发展,如可调谐激光器等。

通常光网络中需要采用4~6个能在整个网络中进行调谐的激光器,但目前这种可调谐激光器还很难商用化。

6 发展方向WDM技术问世时间不长,但由于具有许多显著的优点迅速得到推广应用,并向全光网络的方向发展。

全光技术的发展表现在以下几个方面:可变波长激光器。

光纤通信用的光源即半导体激光器只能发出固定波长的光波。

将来会出现激光器光源的发射波长可按需要进行调谐发送,其光谱性能将更加优越,而且具有更高的输出功率、稳定性和可靠性。

不仅如此,可变波长的激光器更有利于大批量生产,降低成本。

全光中继器。

中继器需要经过光-电-光的转换过程,即通过对电信号的处理来实现再生(整形、定时、数据再生)。

电再生器体积大、耗电多、成本高。

掺铒光纤放大器虽然可以用来作再生器使用,但它只是解决了系统损耗受限的难题,而无法解决色散的影响,这就对光源的光谱性能提出了极高的要求。

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