密集波分复用系统浅析

密集波分复用系统浅析

密集波分复用系统浅析

提要：随着中国下一代广播电视网（NGB）上海示范网启动运营的背景下，全市有线网络改造的任务也已正式启动。密集波分复用系统是一种适合多业务、大容量的传输系统，其可靠性、安全性可以满足上海有线主干网络未来的发展需求。内容将对波分复用系统的概念、组成及优缺点进行浅析。

关键词：波分复用，DWDM ，光，传输

Abstract: as China's next generation broadcast networks (NGB) Shanghai demonstration nets start operation background, the cable network reconstruction task has also official start. DWDM system is a more suitable for business, large capacity transmission system, and its reliability and safety of main network of Shanghai cable can satisfy the demand for the development of the future. Content of WDM systems will the concept, composition and their advantages and disadvantages are analysed.

Keywords: WDM, DWDM, light, transmission

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、引言

近年来，随着全球通信市场的发展，以IPTV业务、高速上网业务、语音业务为主导的新兴接入业务发展迅速、数据业务和存储业务持续增长，对接入设备和传输设备的带宽要求越来越高，特别是传输网络的容量，已经成为网络发展的瓶颈，如何提高网络系统带宽成为了通讯发展的重大问题。由于光纤的传输带宽是无限大的，然而传统的光纤传输技术PDH和SDH采用一纤一波的方式，对光纤资源造成了

巨大的浪费，波分复用正是为解决这一矛盾应运而生技术，伴随带宽需求的日益增长和密集波分复用技术的逐渐成熟，高速率大容量密集波分系统在各大电信业务运营商新建的骨干传输网中应用越来越普遍。

二、波分复用系统分析

（一）波分复用的概念

密集波分复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，简称DWDM）技术就是在单根光纤中，将一系列载有信息的光载波采用不同的波长，在发送端经复用器汇聚并耦合后传输，为克服光纤传输中的损耗在传输过程中使用光纤放大器进行光放大，在接收端再经解复用器将各个不同波长的光载波分开的技术。由于在同一光纤中每个不同波长通道的光信号都是独立传输的，因此在一根纤芯中可实现多种信息的传输，如声音、图像和数据等，实现真正意义上的业务综合。

随着宽带化的大潮，DWDM也在不断变化以适应承载业务的发展，干线密集波分设备波道从原先的40波逐渐成长到80波，甚至160波系统也逐渐展开部署（DWDM主要使用C波段（1530~1565纳米）通信窗口，随着相关技术发展，现已经扩展到L波段（1565~1620纳米），若遵循0.8纳米波道间距，大约可以传送100个波道；若采用0.4纳米波道间距，则可以传送200个左右波道。）；单波传送容量也从早期的2.5G/10G扩容到40G，今年1月烽火通信公司率先完成首个100G 测试，华为、中兴和贝尔等厂商也紧跟其后，单波100G商用时代也已临近，华为甚至在今年3月的美国光纤通讯展览会及研讨会上发布并现场演示了业界首个400G DWDM光传送系统，该系统可支持单光纤C波段20T容量，1000公里以上无电中继传输。在网络兴起带来的海量数据面前，DWDM系统为我们提供了对带宽需求的解决方案。

（二）密集波分复用系统的组成

经典的DWDM系统的核心器件主要有光合波器（OMU）、光放大器（OA）、光分波器（ODU）、光波长转换器（OTU）和光分插复用器（OADM）等，其系统原理图如下（图1）

图 1 密集波分复用系统原理图

光合波器和光分波器是用于波分复用等传输方式中的无源光器件。可将发送端发出的波长不同且精度和稳定度能满足一定要求的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输，或者反过来说，将从一根光纤传输来的不同波长的复合光信号，按不同光波长分开。前者称为合波器，后者称为光分波器。由于光路可逆，光合波器和分波器一般可以互换使用。

光波长转换器可对缺乏标准的独立波长进行频率转换，可以实现光网络上的光信号任意波长和任意模式变换，因此，光波长转换器是光网络中的一个重要器件，它赋予光网络灵活性和扩容性。

光放大器是光通信系统中不可或缺的器件，可以在链路中直接将光放大，以补偿传输中的光纤损耗。根据放大器在系统中的位置和作用，可以分成以下三种类型：

功率放大器（BA）处于合波器之后，作用是在传输前对合波产生的的多个波长信号进行功率提升，要求放大后有比较大的输出功率，对噪声指数等指标要求比较宽松。

线路放大器（LA）处于光传输线路中，用于周期性地补偿线路传输损耗，一般要求比较大的输出光功率和较小的噪声指数。

前置放大器（PA）处于分波器之前，作用是将信号放大，以提高接收机的灵敏度，对输出光功率没有太大要求，但噪声指数要求很小。

光分插复用器的主要功能是从多波长信道中分出或插入一个或

多个波长。在DWDM系统中OADM可以从传输设备中有选择地下落（Drop）一个波长到本地用户，同时可以上路（Add）本地用户往另一节点用户的光信号，并不影响其他波长的传输。

（三）DWDM系统的优缺点

DWDM系统充分利用了光纤的带宽资源，将多个波长复用在单根光纤中传输，使一根光纤的传输容量比单波传输增加几倍甚至几百倍，目前商用DWDM系统常用复用速率为10G、40G等，复用的通道数一般有40至80波，使整个系统带宽达到了T级别，并能通过放大器将信号放大，实现超长距离的大容量传输；DWDM系统具有良好的可扩展性，光缆扩容不需要敷设光纤，只要增加波长或者更换板卡就能