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光纤无源器件技术的发展方向

光纤无源器件技术的发展方向
光纤无源器件是光纤通信系统中的重要组成部分。按其功能分类，有光纤连接器、光纤耦合器、波分复用器、光开关、光衰减器、光隔离器和光环行器等。光纤通信系统正在向接入网、宽带网、密集波分复用系统和全光网方向发展，对光纤无源器件的技术提出了新的更高的要求。因此，如何把握光纤无源器件的技术发展方向，以适应市场的需求，已成为业内人士所关注的问题。本文首先介绍光纤无源器件的技术概况，然后就光纤无源器件的技术发展方向，概括地说，就是光纤连接器的小型化、光纤耦合器的宽带化、波分复用器的密集化、光开关的矩阵化以及光纤无源器件的集成化，进行粗浅地讨论。一、无源器件的技术概况 1.分类和应用光纤无源器件种类繁多，结构纷呈，一般按器件的功能进行分类。光纤（缆）连接器架与光端机的连接。光纤耦合器在光纤通信线路中个有分路或耦合功能的器件。按其端口配置的形式，又可分为树形耦合器和星形耦合器，一般由单个的 1×2（Y 型）耦合器和 2×2（X 型）耦合器级连而成，用于各种光纤网络，如光纤有线电视、局域网（LAN）等。波分复用器在光纤通信线路中可以对波长进行分割复用/解复用的器件。按复用波长的数量，可分为二波长复用器和多波长复用器；根据复用波长之间的间隔，又可分为粗波分复用器（CWDM）和密集波分复用器（DWDM），用于各种波分复用系统、光纤放大器等。光开关在光纤通信线路中具有光路转换功能的器件。按其端口的配置，又可以分为多路光开关（1×N）和矩阵光开关（N×N），一般由单个的 1×2 或 2×2 光开关级连而成，用于备用线路、测试系统和全光网络等。光衰减器光隔离器光环形器 2.结构和工艺光纤无源器件的结构和工艺大体可以分为 3 种。第一种是全光纤型结构。它们在光路中只有光纤，没有其他光学零件。例如光纤端面接触式（又称近场型）连接器，采用精密加工的插头体（单芯一般为陶瓷，多芯一般为聚合物），光纤插入并固定后进行研磨抛光，然后配以外围零件。又如熔融双锥耦合器（FBT），采用微火炬加热并拉伸平行接触的两要光纤耦合区，使用形成双锥，通常称为熔融拉锥法。第二种是分立元件组合型结构，又称微光器件。它们由光纤与自聚焦透镜、棱镜、滤波器等各种微小光学零件组成光路，其基本的光路是由光纤与 2 个 1/4 节距的自聚焦在光纤通信线路中可以按要求衰减一部分光信号能量的器件。按衰减量在光纤通信线路中使光信号只能单向传输的器件。使光信号只能沿固定途径进行环行传输的器件。的可调性，又可以分为固定衰减器和可调衰减器。在光纤通信线路中具有连接功能的器件。除光缆之间的固定接头外，大多是单芯或多芯的活动连接器，用于光缆与光配线架（ODF）的连接、光配线

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。

无源粗波分复用器简介

无源粗波分复用器简介无源粗波分复用器应用随着移动通信的发展，三大运营商对4G网络的建设刻不容缓。由于4G频点相对于2G和3G的频点更高，这就意味着覆盖同样的范围需要建设更多的基站，而在4G基站的建设中，由于宏站方式建设成本过高以及选址困难等原因，目前开始选择“集中式BBU+分布式RRU（C-RAN）”的基站建设方法。 C-RAN是根据现网条件和技术进步的趋势，提出的新型无线接入网构架。其本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。C-RAN的总目标是为解决移动互联网快速发展给运营商所带来的多方面挑战(能耗，建设和运维成本，频谱资源)，追求未来可持续的业务和利润增长。但是C-RAN 在实际的组网中也存在着出局光缆和接入光缆资源不足，开通压力大等问题。山东华辰泰尔信息科技股份有限公司作为三大运营商的接入厂商，针对C-RAN建设中存在的出局光缆和接入光缆资源不足的问题，提出有效的解决方案，即采用粗波分复用器(CWDM: Coarse Wavelength Division Multiplexing)来解决基站建设中光缆紧缺的问题，减小基站开通压力。应用方案如下：

无源粗波分复用器概述粗波分复用器CWDM (CWDM: Coarse Wavelength Division Multiplexing)是粗波分复用系统中的最重要器件之一。CWDM具有设备成本低，提高光纤资源，灵活性和可扩展性好等优点。 HC-CWDM-8/HC-CWDM-8D为8路无源粗波分复用器具有以下特点： ?可实现最多8路单向业务在一根光纤中传输，或实现最多4路双向业务在一根光纤中传输 ?对业务信号完全透明，可接入任何速率的业务 ?具有优良的光学性能指标，如低插入损耗、低偏振敏感性、高回波损耗、通道隔离度高、高稳定性及高可靠性，不影响光信号的传输质量 ?无源产品，无需配置，维护简单， ?体积小，易安装 HC-CWDM-8/HC-CWDM-8D参数如下：

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

城域网中粗波分的优势

城域粗波分复用CWDM技术浅析上海贝尔有限公司成都光通信研发中心陈楠摘要：目前,密集波分复用（DWDM）技术是长途骨干网（广域网）建设的主流技术,在城域网（Metro）和接入网建设方面,DWDM高昂的系统成本极大地限制了它的应用,而粗波分复用（CWDM）技术在系统成本、性能及可维护性等方面的优势,正逐渐成为今后日益增长的城域网市场的主流技术。本文通过对CWDM技术优势的分析,探讨了CWDM在城域网建设方面的应用方案。关键词：城域网、DWDM、CWDM、宽带IP。一、概述城域网（Metro）原是与局域网和广域网相对应的计算机网络的概念,指城域范围的计算机网络。数据通信和电信技术的发展赋予城域网新的内涵,将城域网的概念延伸到整个通信网络,泛指运营商在城市及其郊区范围内提供多种业务的所有网络。它以宽带光传输为开放平台。各类网关实现话音、数据、图像、多媒体、IP接入合各种增值业务及智能业务,并与各运营商的长途网和公用电话交换网（PSTN）互通的本地宽带综合业务网。城域网与广域网的主要区别在于城域网的业务范围不仅有话音,还有数据和图像,是全业务网络。城域网需要支持各种客户层信号,而且要能很快地提供客户层信号所需的带宽。局域网的地域限制使各行各业形成了一个个信息孤岛,广域网的带宽限制又使信息高速公路上的宽带应用大打折扣,核心问题可归结为带宽与距离的矛盾。而城域网则是解决带宽和增加网络覆盖范围的很好方法,这使得城域网成为未来最具发展潜力的网络系统。宽带城域网的建设正成为电信建设的热点。由于密集波分复用(Dense Wave Divisionmultiplexer,DWDM) 技术的巨大带宽和传输数据的透明性,人们自然希望能把DWDM作为城域网中的传输平台。在长途传输中,由于DWDM采用了EDFA（掺铒光纤放大器）将光信号直接放大,节省了大量的电中继设备,从而大大节约了成本。但由于EDFA平坦增益带宽较窄和它本身某些增益特性的限制,人们不得不采用高波长稳定度的激光器和密集波分复用器和解复用器,并且在整个线路上进行光功率均衡；此外,由于电中继传输距离加长,对激光器的色散容限和啁啾特性也提出了很高的要求。这些技术的应用又提高了系统成本。尽管这些高性能的器件和部件价格昂贵,由于广域网传输距离很长,DWDM系统中多个波长通道共用光纤和放大器,仍然可以大幅度降低成本。而在城域网由于传输距离短（一般100公里以内）,不需要使用放大器,增加一根光纤成本也不高,如果简单采用和广域网一样的DWDM设备,无疑将得不偿失。解决的方法是采用粗波分复用（Coarse WDM,CWDM）技术。二、城域网对波分复用(WDM)技术的需求首先是成本需求。众所周知,城域网的用户群相对长途网络较小,如果按照用户数量分摊成本,城域WDM 技术占不到任何优势。考虑其它技术来降低用户成本,WDM技术才可能更有发展潜力。值得庆幸的是,城域网的传输距离较短,可以利用减少光纤放大器数目的办法初步降低设备成本。但这还是远远不够的,必须在系统内部找原因,减少关键部位的技术成本。其次是承载业务的灵活性需求。城域网的业务复杂多样,带宽颗粒分布几乎没有严格的规律及可预见性,对传输系统的适应性要求很强。而长途波分系统提供的波长通道一般为2.5G或10G。

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

波分复用光纤传输系统的结构设计及性能研究

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------------------------------------------------6 2.1 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-----------------------------------------------9 3.1 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------------------------------11 4.1 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

波分复用系统WDM结构原理和分类

波分复用系统(WDM),波分复用系统(WDM)结构原理和分类波分复用系统简要介绍光波分复用技术是在一根光纤中传输多波长光信号的一项技术。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，在接收端又将组合波长的光信号分开〔解复用)，并进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。具体如下。如图1所示。发送端内有N个发射机：发射机所发出的光的波长是不同的，它们的波长分别为波长1-N。每个光波承载1路信号。再把N个光发射机发出的光信号(光信号1-N)集中为1个光的群信号，送进光纤线路，直到接收端。若线路很长，光信号太弱，就加一光放大器，把光信号放大。在接收端有N个光滤波器(1-N)。滤波器1对载有信号1的光信号(波长1)有选择通过的作用，……滤波器N对载有信号N的光信号(波长N)有选择通过的作用。光接收机的作用是把载有信号的光信号还原为原信号。光波分复用的关键器件 (1)分布反馈多量子阱激光器(DFB MQW—LD) (2)光滤波器 (3)光放大器

图1 波分复用系统原理波分复用系统的发展与现状 WDM 波分复用并不是一个新概念在光纤通信出现伊始人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输但是在20世纪90年代之前该技术却一直没有重大突破其主要原因在于TDM 的迅速发展从155Mbit/s 到622Mbit/s 再到2.5Gbit/s系统TDM 速率一直以过去几年就翻4 倍的速度提高人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术1995 年左右WDM 系统的发展出现了转折一个重要原因是当时人们在TDM 10Gbit/s 技术上遇到了挫折，众多的目光就集中在光信号的复用和处理上WDM 系统才在全球范围内有了广泛的应用。 WDM技术还具有以下若干优点：1 )能同时传输多种不同类型的信号;2)能实现单根光纤双向传输;3)有多种应用方式;4)节约线路投资;5)降低器件的超高速要求;6)对数据格式透明，能支持IP业务;7)具有高度的组网灵活性、经济性和可靠性。在80年代中，已有人采用1．3微米和1．55微米两个频道的光波分复用技术，制造出简便实用的光纤通信系统。在90年代初，光波分复用的关键器件有突破，它包括：高精确和稳定的波长的激光器、滤光器和光放大器。于是，所谓密集光波分复用(DWDM，dense wavelenght division multiplex)光纤通信系统研制成功。通过引入光交叉连接( OXC,Optical Cross-Connected)和光分插复用器(OADM, Optical Add-Drop Multiplexing)，组建下一代智能化的宽带大容量的高度可靠的自动交换光网络将成为可能。WDM技术首先是作为一种点到点的传输技术而提出的，它发展很快并很快走向成熟，目前在骨干光纤网上己经得到广泛的推广和应用。从1995年到1999年，美国各大长途电话公司已经完成在其干线网络中配置WDM设备的工作。1998到1999年，中国

光纤通信波分复用系统的研究与设计

武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）光纤通信波分复用系统的研究与设计 Research And Design Of Optical Fiber Communication Wavelength Division Multiplexing System 学生姓名谭辉学号1030210221 专业班级通信技术1002（光纤通信方向）指导教师陈义华 2013年5月

作者声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注的地方外，没有任何剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或组织的科研成果及专利。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。毕业设计（论文）成果归武汉工程大学邮电与信息工程学院所有。特此声明。作者专业：作者学号：作者签名： ____年___月___日

摘要 20世纪90年代以来光纤通信得到了迅速的发展，光纤通信中的新技术也在不断涌现，其中波分复用技术就是光纤通信中重要的技术之一。波分复用(WDM)是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。本文首先介绍了光纤通信的发展、特点、基本组成和波分复用技术(WDM)的基础知识、应用状况及目前存在的问题和发展状况，其中重点介绍了稀疏波分复用(CWDM)技术和密集波分复用(DWDM)技术的特点及其应用。其次深入分析了波分复用技术的基本原理与基本结构，同时深入分析了WDM系统的基本形式和主要特点及存在的问题，最后对现在的WDM的发展方向和前景做了进一步的探讨。关键词：光纤通信；波分复用；技术研究

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

密集波分复用(DWDM)传输原理考试题

密集波分复用（DWDM）传输原理考试题一、填空题 1.DWDM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的高容量WDM系统。 2.DWDM系统的工作方式主要有双纤单向传输和（单纤双向传输）。 3.G.652光纤有两个应用窗口，即1310nm和1550nm，前者每公里的典型衰耗值为0.34dB，后者为（0.2dB）。 4.G.653光纤又称做色散位移光纤是通过改变折射率的分布将1310nm附近的零色散点，位移到（1550）nm附近，从而使光纤的低损耗窗口与零色散窗口重合的一种光纤。 5.G.655在1530～1565nm之间光纤的典型参数为：衰减＜（0.25）dB/km；色散系数在1~6ps/nm·km之间。 6.克尔效应也称作折射率效应，也就是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的（非线性）现象。 7.在多波长光纤通信系统中，克尔效应会导致信号的相位受其它通路功率的（调制），这种现象称交叉相位调制。 8.当多个具有一定强度的光波在光纤中混合时，光纤的（非线性）会导致产生其它新的波长，就是四波混频效应。 9.光纤通信中激光器间接调制，是在光源的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）的作用。 10.恒定光源是一个连续发送固定波长和功率的（高稳定）光源。 11.电光效应是指电场引起晶体（折射率）变化的现象，能够产生电光效应的晶体称为电光晶体。 12.光耦合器的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。 13.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的光信号。 14.DWDM系统中λ1中心波长是（1548.51nm）。

密集波分复用(DWDM)传输原理试题

第二章密集波分复用(DWDM)传输原理一、填空题 1. DWDM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的高容量WDM系统。 2. DWDM系统的工作方式主要有双纤单向传输和单纤双向传输。 3. G.652光纤有两个应用窗口，即1310nm和1550nm，前者每公里的典型衰耗值为0.34dB，后者为0.2dB 。 4. G.653光纤又称做色散位移光纤是通过改变折射率的分布将1310nm附近的零色散点，位移到1550 nm附近，从而使光纤的低损耗窗口与零色散窗口重合的一种光纤。 5. G.655在1530～1565nm之间光纤的典型参数为：衰减< 0.25 dB／km；色散系数在1～ 6ps／nm·km之间。 6. 克尔效应也称作折射率效应，也就是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的非线性现象。 7. 在多波长光纤通信系统中，克尔效应会导致信号的相位受其它通路功率的调制，这种现象称交叉相位调制。 8. 当多个具有一定强度的光波在光纤中混合时，光纤的非线性会导致产生其它新的波长，就是四波混频效应。 9. 光纤通信中激光器间接调制，是在光源的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的作用。 ⒑恒定光源是一个连续发送固定波长和功率的高稳定光源。 ⒒电光效应是指电场引起晶体折射率变化的现象，能够产生电光效应的晶体称为电光晶体。 ⒓光耦合器的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。 ⒔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的光信号。 ⒕DWDM系统中λ1中心波长是1548.51nm 。 ⒖DWDM系统中λ2中心频率是193.5THz 。二、单项选择题 ⒈光纤WDM明线技术中的FDM模拟技术，每路电话( B)。 A、2kHz B、4kHz C、6kHz D、8kHz ⒉光纤WDM中的小同轴电缆60路FDM模拟技术，每路电话( B )。 A、2kHz B、4kHz C、6kHz D、8kHz ⒊光纤WDM中的中同轴电缆1800路FDM模拟技术，每路电话( B )。

波分复用技术论文

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

CWDM(粗波分复用)传输技术出现,使电信运营商找到一

粗波分复用关键技术及应用张成良粗波分复用（CWDM）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。本文将讨论CWDM 特点、波长选择、光纤类型等关键技术，并对CWDM 和DWDM 进行详细比较，最后对CWDM 的应用和发展予以了展望。 1、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。 1.1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。 1.2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4瓦左右，CWDM的无致冷激光器及其控制电路每波长只需要约0.5瓦左右。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。 1.3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?1.65cm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，因此有可能设计成结构紧凑的台式或者是盒式设备，非常方便安装和维护。 2、CWDM 关键技术 2.1 波长选择国际电联（ITU）建议G.694.2定义了18个从1270nm～1610nm CWDM标称波长，波长间隔为20nm，这种间隔允许在使用无致冷光源条件下，各个波长的同时传输，CWDM波长涵盖了单模光纤系统的O、E、S、C、L等五个波段。无致冷激光器通常工作温度(管壳温度)范围为0?C~70?C，其热漂移系数约为0.08nm/?C。标称中心波长值是指在常温下即23?C激光器输出波长。无源器件滤波特性（如复用器）几乎不随温度变化，一般认为无源器件标称中心波长应该对准激光器35?C时的输出信号波长，因为35?C在整个工作温度范围的中间。也就是说，无源器件标称中心波长应该是λ0加上激光器输出从23?C 到35?C的波长漂移值，即λ0 + 0.08nm/?C *(35?C -23?C) = λ0+1nm。为了解决激光器波长标称温度与实际工作温度不同造成的波长差异问题。ITU将建议G.694.2波长上移1nm（为1271nm/1291nm/…/1611nm），从而使激光器波长在实际环境刚好工作在（1270nm/1290nm/…/1610nm）。

通信双频波分复用原理

实验一通信双频波分复用原理一、实验目的 1、熟悉WDM器件的使用。 2、掌握WDM器件的插入损耗及串扰的测试。 3、掌握经过同一光纤信道的多机通信。二、实验原理波分复用（WDM）通信的基本原理波分复用是指一条光纤中同时传输具有不同波长的几个载波，而每个载波又各自载荷一群数字信号，因此波分复用又称为多群复用。如图1所示。具有不同波长、各自载有信息信号的若干个载波经由CH1、CH2、…….CHn等进入合波器，被耦合到同一条光纤中去，再经此光纤长距离传输，到终端进入合波器，由其按波长将各载波分离，分别进入各自通道CH1’、CH2’、…….CHn’，分别解调，从而使各自载荷信息重现。同样过程可沿与上述相反的方向进行，如图１中的虚线所示，这样的复用称为双向复用，显然，双向复用的复用量将增大一倍，如一个通道传输的信息为B，单向复用传输的则为NB，双向复用传输的则为2NB。波分复用器波分复用器的工作原理来源于物理光学，如利用介质薄膜的干涉滤光作用、利用棱镜和光栅的色散分光作用等。图1 波分复用原理图（1）干涉滤光片型波分复用器由薄膜光学原理得知，具有高折射率nH、低折射率nL的两种材料交替组成的膜系呈现出滤光效应，如图2所示。在λ0处吸收最小，即透过率最大，因此起到了滤光作用。不过，比较来说，由于Δλ难以作到很窄，故复用的路数是有限的，而且要求被分割的两路波长之间不能靠的太近，以防止串扰。这些都属于干涉滤光片型波分复用器的缺点。

图2 干涉滤波WDM原理 (2)光栅型波分复用器光栅是一种等间隔分割光波波面的光学装置，它具有明显的角色散作用，因此可以用来做分光和合光器件，如下图所示，光源S发出的光通过光栅G，在其后焦面的P点上得到光强可以写成如下形式：其中u,v是与光栅常数（a,b）有关的系数，显然，当V=kл时可获得最大光强，或者说，在满足下列方程（即光栅方程）的方向（θ角）上，会出现亮线：这样，当入射光为多种波长组成的复合光时，则由上两式确定出，不同的波长将沿不同的方向出射，从而达到分光的目的；如沿反方向传播，则作用相反，即起到合光作用，光栅靠的是角色散作用分光合光的，角色散的大小可由下式求出，即由此可以得出：为获得较大的角色散，应取较高的级次（k），如果再考虑高级次有足够的能量，因此使用闪烁型光栅最为适宜，如图3所示，目前使用或研制的光栅型复用器几乎均采用此类型光栅。与滤光片型比较，光栅型复用器的最大优点是：分路（合路）的路数多；缺点是：插入损耗大，制作工艺相对复杂些。图3 光栅型波分复用器 (3)棱镜型波分复用器和光栅一样，棱镜也是一种熟知的角色散器件，因此也具有显著的分光作用，棱镜的角色散为其中n是折射率，a是棱镜的折射角，（dn/dλ）是色散率，由此可见，为了实现较多路数的分波和合波，即要求较大的角色散，则应选择大的折射角和高色散率的棱镜。由于棱镜型复用器件的工艺复杂，制作较难，因此单独使用的较少，一般多将它与其它类型的复用器件结合使用，构成复合型的复用器件。（4）光纤耦合型波分复用器上述几种复用器件虽各有优点，但他们有一个共同的缺点，即

CWDM关键技术及应用

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。本文将讨论CWDM特点、波长选择、光纤类型等关键技术，并对CWDM和DWDM进行详细比较，最后对CWDM的应用和发展予以了展望。 1CWDM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。 1.1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50GHzDWDM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。 1.2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0.5W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。 1.3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′1.65cm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，因此有可能设计成结构紧凑的台式或者是盒式设备，非常方便安装和维护。 2CWDM关键技术 2.1波长选择 G.694.2定义了18个从1270nm～1610nmCWDM标称波长，波长间隔为20nm，这种间隔允许在使用无致冷光源条件下，各个波长的同时传输，CWDM波长涵盖了单模光纤系统的O、E、S、C、L等五个波段。无致冷激光器通常工作温度(管壳温度)范围为0°C~70°C，其热漂移系数约为0.08nm/°C。标称中心波长值是指在常温下即23°C激光器输出波长。无源器件滤波特性（如复用器）几乎不随温度变化，一般认为无源器件标称中心波长应该对准激光器35°C时的输出信号波长，因为35°C在整个工作温度范围的中间。也就是说，无源器件标称中心波长应该是l0加上激光器输出从23°C到3 5°C的波长漂移值，即l0+0.08nm/°C*(35°C-23°C)=l0+1nm。为了解决激光器波长标称温度与实际