光纤通信系统波分复用系统_WDM共64页文档
光波分复用(WDM)技术
光波分复用(WDM)技术一、波分复用技术的概念波分复用(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。
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。
CWDM和DWDM的区别主要有二点：一是CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。
由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。
CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。
CWDM是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。
在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。
二、波分复用技术的优点WDM技术之所以在近几年得到迅猛发展是因为它具有下述优点：(1) 传输容量大，可节约宝贵的光纤资源。
对单波长光纤系统而言，收发一个信号需要使用一对光纤，而对于WDM系统，不管有多少个信号，整个复用系统只需要一对光纤。
例如对于16个2.5Gb/s系统来说，单波长光纤系统需要32根光纤，而WDM系统仅需要2根光纤。
光纤波分复用器原理
光纤波分复用器原理
光纤波分复用器（WDM）是一种利用光子技术将多个不同波长的
光信号同时传输在同一根光纤中的设备。
其原理基于光的波长分立
特性，允许在同一光纤中传输多个不同波长的光信号，从而实现了
光纤通信的高密度和高带宽传输。
光纤波分复用器的原理主要包括两个方面，波长选择和波长复用。
首先，波长选择是指通过一定的光学元件（如光栅、滤波器等）选择特定波长的光信号，然后将这些不同波长的光信号合并在一起。
这样的波长选择过程可以通过光栅等光学元件实现，光栅可以分散
不同波长的光信号，并将它们聚焦到不同的位置上，从而实现波长
的选择。
其次，波长复用是指将多个不同波长的光信号合并在一起传输
到光纤中。
这一过程可以通过光学耦合器实现，光学耦合器可以将
多个不同波长的光信号合并成一个复合的光信号，然后通过光纤传
输到目的地。
总的来说，光纤波分复用器的原理是利用波长选择和波长复用技术，将多个不同波长的光信号合并在一起传输到光纤中，从而实现了光纤通信的高密度和高带宽传输。
这种技术在光纤通信中得到了广泛的应用，极大地提高了光纤通信系统的传输容量和效率。
WDM_原理
理解WDM的技术原理和关键技术实现方法；
理解WDM的网络单元与影响传输的因素； 了解WDM光传输系统的技术规范。
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第1章：波分复用技术概述 第2章：WDM传输媒介
第3章：WDM关键技术
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什么是波分复用？
加油站
高速路
巡逻车
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WDM概念
把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送的方式统称
为波分复用。
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光源λN
单向波分复用系统采用两根光纤，一根光纤只完成一个方向光信号的
传输，反向光信号的传输由另一根光纤来完成。
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双向WDM
λ
１
λ …
２
λ
Ｎ
光 波 长 复 分 用 器
光线路放大
功率 / 前置 放大 1547.5 — 1560.5nm OSC 1625nm
功率 /前置 放大
光 波 长 复 分 用 器
λ λ
１
２
… λ
Ｎ
…
… 西向 1-N
… WDM 耦合器 WDM 耦合器 东向 1-N
…
OSC 1510 nm 1527.5 — 1542.5nm
光纤通信WDM系统结构设计(1)
目录第一章前言................................................................................................. ２第二章光纤通信原理...................................................................................... ３2.1光发射机............................................................................................. ３2.2光接收机............................................................................................. ３2.3光中继/放大器.................................................................................... ４第三章 WDM技术的主要特点及应用 ................................................................ ５3.1 WDM的特点 ......................................................................................... ５3.1.1传输容量超大 ........................................................................... ５3.1.2传输距离超长 ........................................................................... ５3.1.3节约光纤................................................................................... ５3.1.4系统平滑升级扩容.................................................................... ５3.1.5适合未来业务发展的需要 ........................................................ ６3.2 WDM系统的应用形式 .......................................................................... ６第四章光纤通信WDM系统结构设计思想........................................................ ８第五章光纤通信WDM系统结构设计 ............................................................ １０5.1信道中心频率(波长) ....................................................................... １０5.2波分复用器件 .................................................................................. １２5.3复用器.............................................................................................. １２5.4光放大器(OA) .................................................................................. １２5.5光波长转换器(OTU) ......................................................................... １３5.6色散补偿模块(DCM) ......................................................................... １４5.7主光通道指标 .................................................................................. １５第六章系统测试结果................................................................................... １７6.1测试参考点配置............................................................................... １７6.2测试项目.......................................................................................... １７参考文献 ....................................................................................................... １９致谢........................................................................................................... ２０摘要：随着人类社会信息时代的到来，对通信的需求呈现加速增长的趋势。
WDM(WavelengthDivisionMultiplexing波分复用)介绍
WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）是利用多个激光器在单条光纤上同时发送多束不同波长激光的技术。
每一个信号通过数据（文本、语音、视频等）调制后都在它特有的色带内传输。
WDM能使公司和其他运营商的现有光纤基础设施容量大增。
制造商已推出了WDM系统，也叫DWDM（密集波分复用）系统。
DWDM能够支持150多束不同波长的光波同时传输，每束光波最高达到10Gb/s的数据传输率。
这种系统能在一条比头发丝还细的光缆上提供超过1Tb/s的数据传输率密集波分复用器(DWDM)是密集波分复用(DWDM)系统中一种重要的无源光纤器件。
由密集波分复用器组成的合波和分波部份是系统的大体组成之一，它直接决定了系统的容量、复用波长稳固性、插入损耗大小等性能参数的好坏。
密集波分复用器还能够衍生为其它多种适用于DWDM的重要功能器件，如波长路由器——用于宽带效劳和波长选址的点对点效劳的全光通信网络；上路/下路器——用于指定波长的上/下路；梳状滤波器——用于多波长光源的产生和光谱的测量；波长选择性开关——不同波长信号的路由等，因此关于密集波分复用器的研究和制作具有重要的理论意义和良好的市场前景。
密集波分复用器的核心是窄带光滤波技术。
目前常见的光通信用滤波器要紧有以下几种：介质膜滤光片、光纤光栅、阵列波导光栅、M-Z干与仪和F-P标准具等。
DWDM（密集波分复用）无疑是现今光纤应用领域的首选技术，但其昂贵的价钱令很多手头不够宽裕的运营商很是迟疑。
有无或能以较低的本钱享用波分复用技术呢？面对这一需求，CWDM（稀疏波分复用）应运而生。
CWDM（稀疏波分复用）稀疏波分复用，顾名思义，是密集波分复用的近亲，它们的区别要紧有二点：一、CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称号的不同就由此而来；二、CWDM 调制激光荣用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
波分复用技术
浅议波分复用技术一、波分复用技术的概念波分复用(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。
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。
CWDM和DWDM的区别主要有二点：一是CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。
由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。
CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。
CWDM是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。
在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。
二、CWDM技术简介1．CWDM标准制定情况美国的1400nm商业利益组织正在致力于为CWDM系统制定标准。
目前建议草案考虑的CWDM系统波长栅格分为三个波段。
“O 波段”包括四个波长: 1290、1310、1330和1350nm，“E波段”包括四个波长: 1380、1400、1420 和1440nm，“S＋C+L”波段包括从1470nm到1610nm的范围，间距为20nm的八个波长。
光纤通信技术：WDM系统
2 WDM系统结构与设备
2.2 WDM系统设备
1．光终端复用器
图6-11 OTM信号流向图
2 WDM系统结构与设备
2.2 WDM系统设备
2．光线路放大器
图6-12 OLA信号流向图
2 WDM系统结构与设备
2.2 WDM系统设备
3．光分插复用器
图6-13 静态OADM（32/2）信号流向图
图6-4 光信号的分出和插入传输
1 WDM技术概述
1.3 WDM系统类型
WDM系统可以分为集成式WDM系统和开放式WDM 系统两大类。
1．集成式WDM系统
图6-5 集成式WDM系统
1 WDM技术概述
1.3 WDM系统类型
2．开放式WDM系统
图6-6 开放式WDM系统
1 WDM技术概述
2.1 WDM系统的基本结构
一般来说，WDM系统主要由5部分组成：光 发射机、光中继放大、光接收机、光监控信 道和网络管理系统，如图6-10所示。
图6-10 WDM系统总体结构示意图（单向）
2 WDM系统结构与设备
2.2 WDM系统设备
WDM设备一般按用途可分为光终端复用器（OTM）、 光线路放大器（OLA）、光分插复用器（OADM） 和电中继器（REG）几种类型。下面以华为公司的 波分320G设备为例讲述各种网络单元类型在网络中
1 WDM技术概述
图6-1 WDM系统的基本组成及频谱示意图
1 WDM技术概述
1.1 WDM概述
2．WDM的概念和特点
（2）WDM技术的特点
① 充分利用光纤的巨大带宽资源。 ② 多种类型的信号可同时传输。 ③ 系统升级时能最大限度地保护已有投资。 ④ 高度的组网灵活性、经济性和可靠性。 ⑤ 降低器件的超高速要求。 ⑥ 可兼容全光交换。
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，随着科技的不断发展，渐渐成为了大规模数据传输场景下的关键技术。
而波分复用技术，又成为这一领域中的关键技术之一。
在这篇文章中，我们将深入探讨光纤通信系统中波分复用技术的研究和重要性。
一、光纤通信在探究波分复用技术前，我们需要先理解光纤通信的基础知识。
光纤通信，顾名思义，就是通过光纤进行的通信。
它是将信息信号转换成光信号再通过光纤传输，最后再将光信号转换成信息信号的技术。
相较于传统的电信号传输，光纤通信在带宽、传输距离等方面都有着明显的优越性。
而且，由于光信号的传输速度快，信号衰减小，抗干扰能力强，因此目前光纤通信已经在跨国、跨洲等远距离通信场景中占据了绝对优势。
二、波分复用技术的概述在实际应用中，随着光通信的应用场景越来越复杂，如何充分利用光纤的带宽就成为了一大挑战。
而波分复用技术，就是一种能够实现多路复用的技术。
简单来说，波分复用技术就是将不同波长的光信号，通过合适的器件，复用到同一根光纤中进行传输，由接收端的器件将光信号分离出来。
这样在相同带宽下，我们就可以同时传输多路信号，而不是只能单路传输。
三、波分复用技术的原理简单来说，波分复用技术的原理就是将不同波长的光信号合并后再通过传输介质（如光纤）进行传输。
通常，波分复用器根据其内部结构的分布，可以分为星型结构和树型结构两种。
星型结构的波分复用器，其内部的波分复用器只有一个，而且周围有很多个端口用于连接不同的光纤。
这种结构的波分复用器通常是被动性的，即不需要外加能量就可以复用和分解光信号。
在实际应用场景中，这种结构的波分复用器被广泛地应用在不断扩大的光纤网络中。
树型结构的波分复用器，通常也被称为元件级复用器或多通道多功率分组复合，是由若干个波分复用器串接而成的，不同的分支上可以赋予波长不同的光信号。
这种结构的波分复用器通常是主动性的，它需要外加一些调制器材，以及被动的信号分离器。
通常来说，这种结构被广泛应用于多信道传输、多个待测量和高级别光传输场景。
WDM
什么是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，然后传人单模光纤。
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，所以双向传输问题，迎刃而解。
根据不同的波分复用器（分波器，合波器X可以复用不同数量的波长。
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。
WDM与DWDM人们在谈论WDM系统时，常常会谈到DWDM（密集波分复用系统）。
WDM和DWDM 是同一回事吗？它们之间到底有那些差别呢？其实，WDM和DWDM应用的是同一种技术，它们是在不同发展时期对WDM系统的称呼，它们与WDM技术的发展历史有着紧密的关系。
波分复用
ITU-T G.692建议，DWDM系统的绝对参考频率为193.1THz（对应的波长为1552.52nm），不同波长的频率间隔应为100GHz的整数倍（对应波长间隔约为0.8nm的整数倍）
目前尚无工作于1310 nm窗口的实用化光放大器，所以波分复用系统的工作波长区为1510 nm。
WDM系统的工作波长范围分为两部分，C波段和L波段。C波段波长范围为：1528.77～1560.61 nm，对应的工作频率为：196.05～192.1THZ （1THZ=1000 GHZ）。 L波段波长范围为1577.86～1603.57nm，对应的工作频率为：190.00～186.95THZ。与一般单波长系统不同的是，WDM系统通常用频率来表示其工作范围 。当80波以内复用时，占用C波段，对应的工作频率为：196.05～192.1THZ。当160波复用时，占用C波段和L波段。196.05～192.1THZ 和190.00～186.95THZ。
开放式DWDM系统的特点是对复用终端光接口没有特别的要求，只要求这些接口符合ITU-T 建议的光接口标准。DWDM系统采用波长转换技术，将复用终端的光信号转换成指定的波长，不同终端设备的光信号转换成不同的符合ITU-T建议的波长，然后进行合波
波长转换器的主要功能就是进行波长转换。它可以把光通路信号的非标称波长转换成符合ITU-T建议G.692规定的标称光波长，然后接入WDM系统，从而使WDM系统具有开放性。 在现已商用的产品中，采用的依然是光/电/光（O/E/O）方法，即先用PIN或APD光二极管把接收到的光信号转换成电信号，然后再用该电信号对具有标称光波长的激光器进行调制，从而得到合乎要求的光波长信号。
实用的WDM系统大都采用双纤单向传输方式 、
合波器与分波器，又称光复用器与解复用器
λ1
1光源λN
N
……波分复用检测器λ1检测器λN…… 1 NλN……光源λ1波分复用