HCNATS03_WDM_原理_ISSUE1.00

1、Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. WDM 原理Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page2前 言lWDM技術(shù)是一種比較先進的光纖通信新技術(shù)，并且相對成熟，已經(jīng)進入到商用階段，通過本課程的學(xué)習(xí)，使我們對于WDM的原理有一個基本的了解和認(rèn)識。 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page3培訓(xùn)目標(biāo)l學(xué)完本課程后，您應(yīng)

2、該能：p掌握WDM的基本概念及原理、傳輸方式和基本構(gòu)成；p了解WDM的傳輸媒介；p掌握WDM的技術(shù)原理和關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)方法；p了解WDM光傳輸系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page4目 錄1. 系統(tǒng)概述2. WDM的傳輸媒質(zhì) 3. WDM中的關(guān)鍵技術(shù)4. WDM的相關(guān)技術(shù)規(guī)范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page5系統(tǒng)擴容解決方案系統(tǒng)擴容解決方案 nSDMn鋪設(shè)新光纜n時間與成本n

3、TDMn更高的比特速率nSTM-16 STM-64n成本與復(fù)雜度nWDM n經(jīng)濟經(jīng)濟n快速快速n成熟成熟如何增加網(wǎng)絡(luò)容量？Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page6什么是波分復(fù)用？高速公路加油站巡邏車Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page7WDM概念121 2 nnSDH signalIP packageATM cellsl把不同波長的光信號復(fù)用到同一根光纖中進行傳送，這種方式我們把它叫做波分復(fù)用（

4、 Wavelength Division Multiplexing ）Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page8l N路波長復(fù)用的路波長復(fù)用的WDM系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要有：系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要有：p 光波長轉(zhuǎn)換單元（OTU）；p 波分復(fù)用器：分波/合波器（ODU/OMU）；p 光放大器（BA/LA/PA）；p 光/電監(jiān)控信道（OSC/ESC）。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)OTUOTUOTUOM/OAOA/ODOTUOTUOTUOSCOSCOSCOACopyright 2011Huawei Technologies Co.

5、, Ltd. All rights reserved. Page9傳輸模式l單纖單向M40M40MUXDMUXOTUOTUCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page10M40M40MUX/DMUXDMUX/MUX傳輸模式l單纖雙向OTUOTUCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page11應(yīng)用模式l開放式系統(tǒng)M40M40MUXDMUXOTUOTU客戶設(shè)備客戶設(shè)備客戶設(shè)備客戶設(shè)備Copyright 2011H

6、uawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page12應(yīng)用模式l集成式系統(tǒng)M40M40MUXDMUX客戶設(shè)備客戶設(shè)備客戶設(shè)備客戶設(shè)備Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page13WDM的優(yōu)勢l超大容量、超長距離傳輸l對數(shù)據(jù)的“透明”傳輸l系統(tǒng)升級時能最大限度地保護已有投資l高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟性和可靠性Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page1

7、4CWDM 與 DWDMlCWDM：稀疏波分復(fù)用lDWDM：密集波分復(fù)用擴展C波段 192個波長, 通道間隔25GHz196.075THz192.100THzC 波段 160個波長192.075THz擴展32個波長191.300THzITU-T G.694.1Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page15問 題l什么是 WDM, DWDM 和 CWDM?l兩種傳輸模式的差別 l兩種應(yīng)用模式的差別lWDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd.

8、All rights reserved. Page16目 錄1. 系統(tǒng)概述2. WDM的傳輸媒質(zhì)的傳輸媒質(zhì) 3. WDM中的關(guān)鍵技術(shù)4. WDM的相關(guān)技術(shù)規(guī)范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page17光纖的結(jié)構(gòu)l 光纖是由圓柱形玻璃纖芯和玻璃包層構(gòu)成，最外層是一種彈性耐磨的塑料護套，整根光纖呈圓柱形。 n2n1折射折射全反射包層包層纖芯纖芯護套護套Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page18衰耗9

9、001300 1400 15001600 1700nmdB/km231451200Multi-mode （850900nm）ObandES CLUOH-Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page19色散l色度色散:時間時間功率功率光脈沖信號光脈沖信號傳送傳送L1 (km)傳送傳送L2 (km)L2 (km)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page20色散系數(shù)色散系數(shù) G.6551550nm1310nm1

10、7ps/nm.kmG.653波長波長色散G.652：國內(nèi)大規(guī)模使用，具有1310nm零色散特性。G.653：1550nm零色散特性，F(xiàn)WM現(xiàn)象嚴(yán)重。G.655：1550nm少量色散，有效控制非線性效應(yīng)。Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page21色散補償l目前降低色度色散的影響主要是采用色散補償模塊對光纖中的色散累積進行補償,主要方式為使用DCF（色散補償光纖）。l色散補償光纖與普通傳輸光纖的不同之處是它在1550nm處具有負(fù)的色散系數(shù)，DCF補償法實際上就是利用這種負(fù)色散的光纖，抵消 G.652

11、 /G.655光纖中的正色散。色散系數(shù)色散系數(shù)G.652普通色散補償光纖DSCF: 色散斜率補償光纖波長波長Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page22問 題l光纖中的衰耗區(qū)間是如何分布的？lG.652、G.653以及G.655 光纖的特性分別是什么?l如何補償色度色散？Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page23目 錄1. 系統(tǒng)概述2. WDM的傳輸媒質(zhì) 3. WDM中的關(guān)鍵技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)4. W

12、DM的相關(guān)技術(shù)規(guī)范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page24WDM中的關(guān)鍵技術(shù)l光源技術(shù)光源技術(shù)l光放大器技術(shù)光放大器技術(shù)l監(jiān)控技術(shù)監(jiān)控技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)l光復(fù)用器與解復(fù)用器光復(fù)用器與解復(fù)用器Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page25WDM對于光源的要求1較大的色散容限2輸出標(biāo)準(zhǔn)且穩(wěn)定的波長Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All righ

13、ts reserved. Page26直接調(diào)制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page27電吸收(EA)調(diào)制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page28LD直 流驅(qū)動ITU 調(diào)制電流馬赫-策恩德爾(M-Z)調(diào)制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page29幾種調(diào)制技術(shù)的對比類型類型直接調(diào)制直接調(diào)制電吸收調(diào)制

14、電吸收調(diào)制M-Z調(diào)制調(diào)制色散容限 (ps/nm)1200400072001280012800成本適中貴昂貴波長穩(wěn)定性好較好很好Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page30光放大器EDFARFA拉曼光纖放大器摻鉺光纖放大器光放 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page31受激輻射lEr3+離子能極圖摻鉺光纖放大器E2 暫穩(wěn)態(tài)E3 激發(fā)態(tài)E1 基態(tài)1550nm信號光子信號光子1550nm信號光子信號光子9

15、80nm泵浦光子泵浦光子Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page32EDFA的結(jié)構(gòu)耦合器摻鉺光纖隔離器泵浦源隔離器光電檢測PINTAP信號輸入TAP信號輸出光電檢測PINCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page33EDFA的特性p工作波長與單模光纖的最小 衰減窗口一致p耦合效率高p能量轉(zhuǎn)換效率高p增益高、噪聲指數(shù)較低、輸 出功率大p良好的增益穩(wěn)定性p增益區(qū)間固定受限 p增益不平坦性p光浪涌問題優(yōu)點優(yōu)點

16、缺點缺點Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page34自動增益控制(AGC)PinPout增益1 n1 n增益保持不變EDFAPIN泵浦PINDSP分離器分離器EDF輸入光功率: Pin 輸出光功率: Pout增益= Pout / Pin 保持不變！耦合器Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page35拉曼放大器l 受激拉曼散射（SRS：Stimulated Raman Scattering）PumpGai

17、n30nm 13THz (70100nm) Pump370100nm30nmGainPump2Pump1Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page36拉曼放大器的特性p靈活的增益區(qū)間p結(jié)構(gòu)簡單 p利用了非線性效應(yīng)p低噪聲特性p高泵浦功率p低能量轉(zhuǎn)換效率p成本較高優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page37光放大器的應(yīng)用BA功率放大器功率放大器LA線路放大器線路放大器PA前置放大器前置放大

18、器M40OTUOTUM40M40OTUOTUM40MUXDMUXOAOAOACopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page38光復(fù)用器與解復(fù)用器光復(fù)用器 1 1 2 2 n n 1 1 2 2 n n光解復(fù)用器 1 1 2 2 n n 1 1 2 2 n nTFFAWG波導(dǎo)陣列光柵 介質(zhì)薄膜濾波器Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page39 1- 4 4 2 3自聚焦透鏡 1 濾波器 3 濾波器玻璃 1介質(zhì)

19、薄膜濾波器(TFF)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page40波導(dǎo)陣列光柵(AWG)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page41監(jiān)控技術(shù)OSC光監(jiān)控技術(shù)ESC電監(jiān)控技術(shù)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page42光監(jiān)控通道l對光監(jiān)控的要求： p不應(yīng)限制OA上的泵浦光波長；p不應(yīng)限制未來1310nm波長的

20、業(yè)務(wù)；pOA失效時仍有效；p可超長傳輸；具有分段雙向傳輸功能。M40M40FIUOTU1OTU2OTU3OTU4OTU1OTU2OTU3OTU4FIUOSCOSCS SC CC CS SC CC CCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page43OSC幀結(jié)構(gòu)TS0FA 定幀字節(jié)TS17F2 字節(jié)TS1E1 字節(jié)TS18F3 字節(jié)TS2F1 字節(jié)TS19E2 字節(jié)TS14ALC 字節(jié)Others保留TS3-TS13, TS15D1-D12 字節(jié)TS0TS1TS2TS3TS14TS15TS16TS31Co

21、pyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page44電監(jiān)控信道l特點：p 結(jié)構(gòu)簡單，成本低；p 支持冗余備份；p 改善光功率預(yù)算；p 降低系統(tǒng)復(fù)雜度。M40M40OTU1OTU2OTU3OTU4OTU1OTU2OTU3OTU4S SC CC CS SC CC CCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page45問 題lEA調(diào)制光源的機理是什么？l適用于波分系統(tǒng)的光復(fù)用器的類型分別有哪幾種？lEDFA和Raman光放大器的區(qū)別是什么?lOSC信號的工作波長和比特速率是多少？Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page46目錄1. 系統(tǒng)概述2. WDM的傳輸媒質(zhì) 3. WDM中的關(guān)鍵技術(shù)4. WDM的相關(guān)技術(shù)規(guī)范的相關(guān)技術(shù)規(guī)范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page47ITU-T 相關(guān)技術(shù)規(guī)范lG.