第八章光波分復(fù)用系統(tǒng)概述

1、本章要點(diǎn) 本章主要介紹以波分復(fù)用（WDM）為代表的多信道光纖通信系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)，以及光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)原理。 2DWDM的特點(diǎn)1、充分利用光纖的巨大帶寬，帶寬可達(dá)25THz和更長的傳輸距離。2、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，減少投資和維護(hù)費(fèi)用。3、可節(jié)約大量光纖，擴(kuò)容方便。4、可完成各種電信業(yè)務(wù)的綜合和分離。5、可透明傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。6、可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)，具有高度生存性。及更靈活的組網(wǎng)方式 SDM(Space Division Multiplexer)時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用 TDM(Time Division Multiplexer)波分復(fù)用波分復(fù)用 WDM(Wavelength Division

2、 Multiplexer)8.1 波分復(fù)用原理8.1.1 WDM系統(tǒng)基本概念 光波分復(fù)用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）技術(shù)是在一根光纖上能同時(shí)傳送多波長光信號的一項(xiàng)技術(shù)。它是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來（復(fù)用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號分開（解復(fù)用）并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號送入不同的終端。因此，此項(xiàng)技術(shù)稱為光波長分割復(fù)用，簡稱光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)。復(fù)用技術(shù)是為了提高通信線路的利用率，而采用的在同一傳輸線路上同時(shí)傳輸多路不同信號而互不干擾的技術(shù)。6圖8-1 單模光纖的帶寬資源可用譜寬可用譜寬

3、(dB/km)(nm)130014001500160012601360148015807單模光纖的帶寬資源 由圖8-1可見，1310nm波長段和1550nm波長段一共約有200nm低損耗區(qū)可用，這相當(dāng)于30THz的頻帶寬度。但在目前的實(shí)際光纖通信系統(tǒng)中由于光纖色散和調(diào)制速率的限制，單信道TDM系統(tǒng)的通信速率一般被限制在1040Gbit/s或以下，所以單模光纖尚有絕大部分的帶寬資源有待開發(fā)。 8CWDM 與 DWDM 根據(jù)WDM系統(tǒng)中不同信道之間的波長或頻率間隔，可以分為信道間隔較大、復(fù)用信道數(shù)較小的稀疏波分復(fù)用（CWDM）系統(tǒng)和密集波分復(fù)用（DWDM）。CWDM系統(tǒng)的信道間隔一般為20nm，而

4、DWDM系統(tǒng)信道間隔可以為1.6nm、0.8nm或更低。98.1.2 WDM系統(tǒng)的應(yīng)用形式 雙纖單向傳輸 單纖雙向傳輸 光分路插入傳輸10優(yōu)點(diǎn)：各信道通過不同光波長攜帶，彼此不會混淆。同一波長可以在兩個(gè)方向重復(fù)利用缺點(diǎn)：光纖及光器件資源利用率不高11圖8-2 雙纖單向傳輸WDM系統(tǒng)圖8-3 單纖雙向傳輸WDM系統(tǒng) 12優(yōu)點(diǎn)：雙向光纖可以減少使用光纖和線路放大器的數(shù)量，節(jié)約成本。缺點(diǎn)：要求較高，需要解決多通道干擾，要進(jìn)行光放大，以延長傳輸距離圖圖8-4 光分路插入傳輸光分路插入傳輸WDM系統(tǒng)系統(tǒng)13423132,43,光發(fā)射機(jī)光分插復(fù)用器OADM光分插復(fù)用器OADM光接收機(jī)光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)光纖光

5、纖光纖21,8.2 WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及分類8.2.1 WDM系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) WDM系統(tǒng)主要由光發(fā)送機(jī)、光中繼放大、光接收機(jī)、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等部分組成。14圖圖8-5 WDM系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖（單向）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖（單向）15光 合 波 器光轉(zhuǎn)發(fā)器11光轉(zhuǎn)發(fā)器2nBA光監(jiān)控信道發(fā)送器光發(fā)送機(jī)1n光纖光接收機(jī)s光 分 波 器光接收1lnPA光接收21n光纖光監(jiān)控信道接收器sLA 光監(jiān)控信道接收/ 發(fā)送器ss光中繼放大網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)8.2.2 WDM系統(tǒng)分類方法 根據(jù)WDM線路系統(tǒng)中是否設(shè)置有EDFA，可以將WDM線路系統(tǒng)分為有線路光放大器WDM系統(tǒng)和無線路光放大器WDM系統(tǒng)。16圖8-6

6、 有線路光放大器WDM系統(tǒng)的參考配置 Tx1TxnTx2Rx1RxnRx2OA/ODOM/OAOAS1RMPI-SRM1fnSnf2S2f1RMnRM2RnR2R1SMPI-RSD1SDnSD217*圖中給出的各參考點(diǎn)釋義見表8-1有線路光放大器WDM系統(tǒng)的分類與應(yīng)用代碼 應(yīng)用代碼一般采用以下方式構(gòu)成：nWx-yz，其中 n是最大波長數(shù)目 W代表傳輸區(qū)段（WL，V或U分別代表長距離、很長距離和超長距離） x表示所允許的最大區(qū)段數(shù)（x1） y是該波長信號的最大比特率（y4或16分別代表STM-4或STM-16） z代表光纖類型（z2，3，5分別代表G.652，G.653或G.655光纖）18表表

7、8-2 8-2 有線路放大器有線路放大器WDMWDM系統(tǒng)的應(yīng)用代碼系統(tǒng)的應(yīng)用代碼應(yīng) 用長距離區(qū)段（每個(gè)區(qū)段的目標(biāo)距離為80km）很長距離區(qū)段（每個(gè)區(qū)段的目標(biāo)距離為120km）區(qū)段數(shù)58354波長4L5-yz4L8-yz4V3-yz4V5-yz8波長8L5-yz4L8-yz8V3-yz8V5-yz16波長16L5-yz16L8-yz16V3-yz16V5-yz19圖8-7無線路光放大器WDM系統(tǒng)的參考配置Tx1TxnTx2Rx1RxnRx2OA/ODOM/OAS1MPI-SRM1fnSnf2S2f1RMnRM2RnR2R1MPI-RSD1SDnSD220*圖中給出的各參考點(diǎn)釋義見表8-38.2.

8、3 WDM系統(tǒng)波長規(guī)劃為了保證不同WDM系統(tǒng)之間的橫向兼容性，必須對各個(gè)波長通路的中心頻率（中心波長）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。ITU-T已經(jīng)制訂了兩個(gè)針對WDM系統(tǒng)的建議G.694.1和G.694.2，分別對應(yīng)于DWDM和CWDM系統(tǒng)。G.694.1標(biāo)準(zhǔn)主要針對的是光纖中最常用的C波段（15301560nm）和L波段（15601625nm）。21G.694.1波長規(guī)劃 規(guī)定DWDM系統(tǒng)中應(yīng)以193.1 THz為參考中心頻率（對應(yīng)的參考中心波長為1552.52nm），不同信道間的間隔可以為12.5 GHz、25 GHz、50GHz、100GHz或其整數(shù)倍，總的可用范圍為184.5 THz（1624.89nm

9、）至195.937 THz（1530.04nm）。若相鄰波長通路間隔為12.5GHz，可容納約915個(gè)波長；若相鄰波長通路間隔為25GHz，可容納約457個(gè)波長；若相鄰波長通路間隔為50GHz，可容納約228個(gè)波長；若相鄰波長通路間隔為100GHz，可容納約114個(gè)波長。22WDM波長規(guī)劃原則 除了考慮需要滿足的系統(tǒng)總?cè)萘浚◤?fù)用的波長總數(shù)）外，還要考慮以下因素：（1）避開傳輸光纖的零色散區(qū)域以減小和消除四波混頻（FWM）效應(yīng)的影響；（2）選取的波長應(yīng)盡可能處于光放大器的增益平坦區(qū)域，以避免在實(shí)際應(yīng)用時(shí)由于多個(gè)光放大器級聯(lián)造成的不同波長通路間輸出功率不同的情況。231. 中心頻率規(guī)劃 考慮到光纖

10、損耗系數(shù)較低和光放大器增益較為平坦的都集中在C波段（15301565nm），因此16波長的WDM系統(tǒng)一般選取C波段設(shè)置波長，而對于32波長或更多復(fù)用波長的DWDM系統(tǒng)而言，可以把總的工作波長分為兩組（稱為紅帶和藍(lán)帶），分別進(jìn)行光放大和前向糾錯(cuò)等方法，使得系統(tǒng)的總體性能（如端到端的光信噪比）獲得優(yōu)化。24表表8-4 32通路通路DWDM系統(tǒng)中心頻率系統(tǒng)中心頻率序號標(biāo)稱中心頻率（THz）標(biāo)稱中心波長（nm）1192.101560.612192.201559.793192.301558.9830195.001537.4031195.101536.6132195.201535.8225表8-5 CWD

11、M系統(tǒng)標(biāo)稱中心波長標(biāo)稱中心波長（nm）127112911331135113711391157115911611262. 中心頻率偏差 中心頻率偏差定義為標(biāo)稱中心頻率與實(shí)際中心頻率之差，影響其大小的主要因素包括光源啁啾、信號帶寬、自相位調(diào)制（SPM）效應(yīng)引起的脈沖展寬、以及溫度和老化等。對于16通路WDM系統(tǒng)，通道間隔為100GHz（約0.8nm），最大中心頻率偏移為20GHz（約為0.16nm）；對于8通路WDM系統(tǒng)，通道間隔為200GHz（約為1.6nm）。為了未來向16通道系統(tǒng)升級，也規(guī)定對應(yīng)的最大中心頻率偏差為20GHz。278.3 WDM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 由于同時(shí)有多個(gè)不同波長通路在一根光

12、纖中同時(shí)傳輸，因此對于WDM系統(tǒng)而言會存在一些單信道光纖通信系統(tǒng)中沒有的問題，包括：（1） 光源的波長準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度（2）信道串?dāng)_（3）色散（4）非線性效應(yīng)（5）光放大器引入的傳輸損傷281. 光源的波長準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度問題 在WDM系統(tǒng)中，首先要求光源具有較高的波長準(zhǔn)確度，否則可能會引起不同波長信號之間的干擾。再有就是必須對光源的波長進(jìn)行精確的設(shè)定和控制，否則波長的漂移必然會造成系統(tǒng)無法穩(wěn)定、可靠地工作。所以要求在WDM系統(tǒng)中要有配套的波長監(jiān)測與穩(wěn)定技術(shù)。 目前采用的主要方法有溫度反饋控制法和波長反饋控制法來達(dá)到控制與穩(wěn)定波長的目的。 29光信道的串?dāng)_問題 光信道的串?dāng)_是影響接收機(jī)的靈敏度的重

13、要因素。信道間的串?dāng)_大小主要取決于光纖的非線性和復(fù)用器的濾波特性。在信道間隔為1.6nm或0.8nm的情況下，目前使用的光解復(fù)用器在系統(tǒng)中可以保證光信道間的隔離度大于25dB，可以滿足WDM系統(tǒng)的要求，但對更高速率的系統(tǒng)尚待研究。30光纖色散對傳輸?shù)挠绊憜栴} u WDM系統(tǒng)中普遍使用了光放大器，光纖線路的損耗得以有效解決，但隨著總傳輸距離不斷延長，色散累計(jì)值也會隨之增加，系統(tǒng)成為色散性能受限系統(tǒng)。對于WDM系統(tǒng)中單個(gè)信道速率達(dá)到10Gb/s乃至40Gb/s以上時(shí)，需要采取色散補(bǔ)償措施。u 由于光纖的色散系數(shù)與波長有關(guān)，因此對于WDM系統(tǒng)中的不同波長需要采取差異化或自適應(yīng)的色散補(bǔ)償措施，即針對光

14、纖的色散斜率進(jìn)行補(bǔ)償。u 此外，還要考慮偏振模色散（PMD）和高階色散等對系統(tǒng)性能的影響。31光纖的非線性效應(yīng)問題 對于常規(guī)的單信道光纖通信系統(tǒng)來說，入纖光功率較小，光纖呈線性狀態(tài)傳輸，各種非線性效應(yīng)對系統(tǒng)的影響較小，甚至可以忽略。但在WDM系統(tǒng)中，隨著EDFA等放大器的使用，入纖的光功率顯著增大，光纖在一定條件下將呈現(xiàn)非線性特性，會對系統(tǒng)的性能，包括信道間串?dāng)_和接收機(jī)靈敏度等產(chǎn)生影響。32光放大器引入的傳輸損傷 在WDM系統(tǒng)中，各光信道之間的信號傳輸功率有可能發(fā)生起伏變化，這就要求EDFA能夠根據(jù)信號的變化，實(shí)時(shí)地動態(tài)調(diào)整自身的工作狀態(tài)，從而減少信號波動的影響，保證整個(gè)信道的穩(wěn)定。在WDM系

15、統(tǒng)中，如果有一個(gè)或幾個(gè)信道的輸入光功率發(fā)生變化甚至輸入中斷時(shí)，剩下的信道增益即輸出功率會產(chǎn)生躍變，甚至?xí)鹁€路阻塞。所以EDFA必須具有增益鎖定功能來避免某些信道完全斷路時(shí)對其他信道的影響。338.3.1 光源技術(shù) 對WDM系統(tǒng)采用的光源技術(shù)主要有： 波長可調(diào)諧激光器 波長可調(diào)諧濾波器 高精度光源 外調(diào)制技術(shù)348.3.2波分復(fù)用器/解復(fù)用器 光波分復(fù)用/解復(fù)用器（WDM/DWDM）是波分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵器件。其功能是將多個(gè)波長不同的光信號復(fù)合后送入同一根光纖中傳送（波分復(fù)用器）或?qū)⒃谝桓饫w中傳送的多個(gè)不同波長的光信號分解后送入不同的接收機(jī)（解復(fù)用器）。波分復(fù)用器和解復(fù)用器也分別被稱為合波器

16、和分波器，是一種與波長有關(guān)的光纖耦合器。 光波分復(fù)用器/解復(fù)用器性能的優(yōu)劣對于WDM系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量有決定性的影響。 35WDM/DWDM器的結(jié)構(gòu)原理 根據(jù)制造的特點(diǎn)，WDM器件大致有熔錐光纖型、干涉濾波器型和光柵型等幾種類型。 熔錐光纖型 干涉濾波器型 光柵型 集成光波導(dǎo)型 36熔錐光纖型37介質(zhì)薄膜干涉濾波器型介質(zhì)薄膜干涉濾波器型38薄膜濾波器自聚焦透鏡自聚焦透鏡122143211234432112341N分路器光柵型光柵型391準(zhǔn)直透鏡光柵光纖12344321光纖44321光柵自聚焦透鏡(a) 用傳統(tǒng)透鏡作準(zhǔn)直器件(b) 用自聚焦透鏡作準(zhǔn)直器件23集成光波導(dǎo)型集成光波導(dǎo)型40WDM/DWD

17、M器件性能 插入損耗 隔離度 回波損耗 工作波長范圍 通路帶寬4121.5logiLNiijijPPClg10irPPRLlg108.3.3 光轉(zhuǎn)發(fā)器（OTU） 根據(jù)光接口的兼容性可以分成開放式和集成式兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。集成式系統(tǒng)要求接入光接口滿足DWDM光接口標(biāo)準(zhǔn)（即ITU-T G.692波長標(biāo)準(zhǔn)），開放式系統(tǒng)在波分復(fù)用器前加入了波長轉(zhuǎn)換器（OTU），將SDH光接口（即ITU-TG.957）轉(zhuǎn)換成符合ITU-TG.692規(guī)定的接口標(biāo)準(zhǔn)。OTU 的基本功能是完成G.957到G.692的波長轉(zhuǎn)換功能，使得包括SDH在內(nèi)的各類不具備WDM標(biāo)準(zhǔn)波長的光纖通信系統(tǒng)能夠接入WDM系統(tǒng)，另外，OTU還可以根據(jù)

18、需要增加定時(shí)再生的功能。42圖8-13 OTU應(yīng)用示例43SDH系統(tǒng)DWDM系 統(tǒng)O/EE/O定時(shí)再生G957G692OTUOTU應(yīng)用場合44圖8-17 基于XGM原理OTU示意圖SOACWttsCW連續(xù)波激光器SOA半導(dǎo)體光放大器s包含信息的原始波長信號t目標(biāo)波長信號1 0 10 1 0458.3.4 光纖傳輸技術(shù) WDM系統(tǒng)中的光纖傳輸技術(shù)與一般的光纖通信系統(tǒng)相比，由于存在傳輸速率高和信道數(shù)量多等特點(diǎn)，因此存在著一些特殊的要求，包括光纖選型、色散補(bǔ)償技術(shù)和色散均衡技術(shù)等。461. 光纖選型 在使用1550nm波長段的光纖通信系統(tǒng)中，對單波長、長距離的通信采用G.653光纖（DSF光纖）具有

19、很大的優(yōu)越性。但當(dāng)G.653光纖用于WDM系統(tǒng)中時(shí)，可能在零色散波長區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的非線性效應(yīng)，其中四波混頻FWM對系統(tǒng)的影響尤為明顯。 FWM效應(yīng)產(chǎn)生的大量寄生波長或感生波長與初始的某個(gè)傳輸波長一致，造成嚴(yán)重的干擾。如在已有的G.653光纖線路上開通WDM系統(tǒng)，一般可以采用非等間隔布置波長和增大波長間隔等方法。但總的來看，G.653光纖不適合于高速率、大容量、多波長的WDM系統(tǒng)。47WDM系統(tǒng)中不能使用G.653光纖原因：四波混頻效應(yīng)原理示意48f12f331f221f332f223f13f321f231f312f132f213f123f3f2f1頻率信道1信道3信道2fFWM=f1f2f3由于

20、四波混頻（FWM）效應(yīng)，多個(gè)波長會激發(fā)出新的感生波長，對原有信道產(chǎn)生影響和干擾。G.653光纖在1550nm波長處色散為零，F(xiàn)WM效應(yīng)明顯，因此不適合用于WDM系統(tǒng)。DWDM系統(tǒng)光纖選型 為了有效抑制四波混頻效應(yīng)，可以選擇G.655非零色散位移光纖（NZ DSF）。這樣既避開了零色散區(qū)（避免FWM效應(yīng)），同時(shí)又保持了較小的色散值，利于傳輸高速率的信號。而為了適應(yīng)WDM系統(tǒng)單個(gè)信道的傳輸速率需求，可以使用偏振模色散性能較好的G.655B和G.655C光纖。從系統(tǒng)成本角度考慮，尤其是對原有采用G.652光纖的系統(tǒng)升級擴(kuò)容而言，在G.652光纖線路上增加色散補(bǔ)償元件以控制整個(gè)光纖鏈路的總色散值也是一

21、種可行的辦法。未來WDM系統(tǒng)中可能會利用整個(gè)O、S、C和L波長段，因此色散平坦光纖G.656光纖可能會得到較大的應(yīng)用，如果單信道速率要求較低的話，無水峰的G.652C和G.652D也可以選擇。492. 色散補(bǔ)償技術(shù) 隨著現(xiàn)代通信網(wǎng)對傳輸容量要求的急劇提高，原有光纖線路中大量使用的G.652光纖已不能適應(yīng)，采用波分復(fù)用和色散補(bǔ)償技術(shù)在現(xiàn)有光纖系統(tǒng)上直接升級高速率傳輸系統(tǒng)是目前較為適宜的技術(shù)方法。5051色散補(bǔ)償原理色散補(bǔ)償原理普通光纖普通光纖光纖光柵光纖光柵光環(huán)形器光環(huán)形器低頻低頻高頻高頻高頻高頻低頻低頻Lg色散補(bǔ)償光纖DCF 對光纖一階群速度色散（GVD）完全補(bǔ)償?shù)臈l件為 （8-4） 式中 傳

22、輸光纖在波長處的色散系數(shù)； 色散補(bǔ)償光纖在波長處的色散系數(shù)； 傳輸光纖的長度； 色散補(bǔ)償光纖的長度。 520)()(ccttLDLD)(tD)(cDtLcLDCF的品質(zhì)因數(shù) DCF的品質(zhì)因數(shù)FOM（Figure of Merit）定義為 （8-6）式中 FOM為品質(zhì)因數(shù)，單位（ps/nmdB）；D色散系數(shù)，單位（ps/nmkm）衰減系數(shù)，單位（dB/km）。 FOM是DCF的重要參數(shù)，可以用來對不同類型的DCF進(jìn)行性能比較。 53DFOM 色散補(bǔ)償光纖DCF與常規(guī)單模光纖色散特性D/ps/kmnm/nm+20-20-50+5+1513101550G.652DCF54常規(guī)單模光纖在1550nm附

23、近具有高的色散，不利于高速率光纖通信系統(tǒng)色 散 補(bǔ) 償 光 纖 在1550nm附近具有負(fù)色散，可以抵消常規(guī)單模光纖的正色散其他色散補(bǔ)償技術(shù)u預(yù)啁啾技術(shù)u色散均衡器u光相位共軛色散補(bǔ)償553. 偏振模色散補(bǔ)償u電補(bǔ)償技術(shù)u光電結(jié)合補(bǔ)償方法u光域補(bǔ)償564. 色散均衡技術(shù) 在原有采用G.652光纖的系統(tǒng)中，采用色散補(bǔ)償技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)整個(gè)鏈路或者其中部分?jǐn)?shù)字段的總色散為零，但是由于色散補(bǔ)償元件是分段式的使用的，這就可能造成光纖鏈路的色散值呈現(xiàn)起伏波動的情況，這也不利于WDM系統(tǒng)。因此需要引入色散均衡技術(shù)，在保證整個(gè)鏈路色散最小的同時(shí)，中間任意數(shù)字段的色散起伏都不會很大。578.3.4光放大器增益箝制技

24、術(shù)WDM系統(tǒng)中，個(gè)別波長通道的故障或者波長上下路等網(wǎng)絡(luò)配置的更改，都會引起光纖鏈路中實(shí)際傳輸波長數(shù)量的變化，光功率也隨之變化。為了保證每個(gè)波長通道的輸出功率穩(wěn)定，光放大器的增益應(yīng)能隨實(shí)際應(yīng)用的波長數(shù)進(jìn)行自動調(diào)整，即需要光放大器的泵浦源輸出功率能夠隨著輸入信號的變化進(jìn)行自動調(diào)整。光放大器的增益箝制技術(shù)就是指當(dāng)輸入功率在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，光放大器的增益隨之變化并使得其他波長通道的輸出功率保持溫度的技術(shù)。光放大器的增益箝制實(shí)現(xiàn)機(jī)制主要包括總功率控制法、飽和波長法、載波調(diào)制法和全光增益箝制法等。588.3.5 光監(jiān)控信道技術(shù) 在使用光放大器作為中繼器的WDM系統(tǒng)中，由于光放大器中不提供業(yè)務(wù)信號的上下，

25、同時(shí)在業(yè)務(wù)信號的開銷位置中（如SDH的幀結(jié)構(gòu)）也沒有對光放大器進(jìn)行監(jiān)控的冗余字節(jié)，因此缺少能夠?qū)夥糯笃饕约胺糯笾欣^信號的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的手段。此外，對WDM系統(tǒng)的其他各個(gè)組成部件的故障告警、故障定位、運(yùn)行中的質(zhì)量監(jiān)控、線路中斷時(shí)備用線路的監(jiān)控等也需要冗余控制信息。為了解決這一問題，WDM系統(tǒng)中通常采用的是業(yè)務(wù)以外的一個(gè)新波長上傳送專用監(jiān)控信號，即設(shè)置光監(jiān)控信道（OSC）。59OSC的設(shè)置原則uOSC的波長不應(yīng)與光放大器的泵浦波長重疊；uOSC不應(yīng)限制兩線路放大器之間的距離；uOSC提供的控制信息不收光放大器的限制，即線路放大器失效時(shí)監(jiān)控信道應(yīng)盡可能可用；uOSC傳輸應(yīng)該是分段的，且具有均衡

26、放大、識別再生、定時(shí)功能和雙向傳輸功能，在每個(gè)光放大器中繼站上，信息能被正確的接收下來；u只考慮在兩根光纖上傳輸?shù)碾p向系統(tǒng)，允許OSC在雙向傳輸，以便若其中一根光纖被切斷后，監(jiān)控信息仍然能被線路終端接受到。60OSC實(shí)現(xiàn)技術(shù) 帶外監(jiān)控技術(shù)n 對于使用EDFA作為線路放大器的WDM系統(tǒng)，需要一個(gè)額外的光監(jiān)控信道。ITU-T建議采用一個(gè)特定波長作為光監(jiān)控信道，傳送監(jiān)測管理信息。此波長位于業(yè)務(wù)信息傳輸帶寬之外時(shí)可選用151010nm，速率為2048kb/s。 帶內(nèi)監(jiān)控技術(shù)n 選用位于EDFA增益帶寬內(nèi)的波長15324.0nm作為監(jiān)控信道波長。此時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的速率可取為155Mbit/s。 61圖8-2

27、8 帶外波長監(jiān)控示意圖分波器合波器監(jiān)控系統(tǒng)2048kbit/sEDFAPDLD下光路上光路628.4 WDM設(shè)備與組網(wǎng)uWDM設(shè)備類型u光交叉連接（OXC）和光分插復(fù)用器（OADM）uWDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)u廣播選擇網(wǎng)和波長選路網(wǎng)uWDM網(wǎng)絡(luò)保護(hù)u光通道層保護(hù)和光復(fù)用段層保護(hù)631OADM(1) OADM的功能波長上、下話路的功能。具有波長轉(zhuǎn)換功能。具有光中繼放大和功率平衡功能。提供復(fù)用段和通道保護(hù)倒換功能，支持各種自愈環(huán)。具有多業(yè)務(wù)接入功能。(2) OADM的基本結(jié)構(gòu) 由分波器、空間交換單元和合波器組成的OADM 由耦合單元、濾波單元和合波器構(gòu)成的OADM 電聲光可調(diào)濾波器構(gòu)成的OADM 由波長光柵

28、路由器(WGR)構(gòu)成的OADM OADM節(jié)點(diǎn)主光通道的體系結(jié)構(gòu)框圖 圖是基于分波器、空間交換單元和合波器組成的OADM 圖由耦合單元、濾波單元和合波器構(gòu)成的OADM結(jié)構(gòu) 圖由電聲光可調(diào)濾波器構(gòu)成的OADM結(jié)構(gòu) 圖是由波長光柵路由器(WGR)構(gòu)成的OADM的結(jié)構(gòu)圖 71光分插復(fù)用器（光分插復(fù)用器（OADM）有點(diǎn)像電中繼器的作用有點(diǎn)像電中繼器的作用，但不同的是在光域內(nèi)對信道進(jìn)行取出和插入。，但不同的是在光域內(nèi)對信道進(jìn)行取出和插入。 具有OADM和光放大器的點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)波長管理波長管理E/O 1 2 N.光纖光纖 1 2 N光光復(fù)復(fù)用用E/OE/OOAOADM k k光纖光纖 1 2 N光光解解復(fù)復(fù)用

29、用O/E.O/EO/E光放光放大器大器信道信道信道信道信道信道12N信道信道信道信道信道信道12NOA具有OADM節(jié)點(diǎn)和集線器環(huán)網(wǎng) 1 2 N. . . .E/OOADM j j解解復(fù)復(fù)用用O/E.復(fù)復(fù)用用OADM i iOADM k kIPSTM 1 2 N. . . . 1 2 N. . . . 1 2 N. . . .1路路由由器器IPSTM集集線線器器N73通信業(yè)務(wù)種類很多，有同步的（STM，如SDH）和異步（ATM）的，實(shí)時(shí)的（如話音）和非實(shí)時(shí)的（如數(shù)據(jù)），低帶寬的和高帶寬的，以及電路交換的和非電路交換的等。DWDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)成支持幾種業(yè)務(wù)，一種可能的方法是把不同種類的業(yè)務(wù)用不同的波長

30、傳輸。另一種可能是對不同種類的業(yè)務(wù)打包，然后采用第六章介紹的復(fù)用技術(shù)復(fù)用他們，在同一個(gè)波長上傳輸。DWDM系統(tǒng)集線器系統(tǒng)集線器波波長長管管理理E/OTCP/IPATMSTME/OE/OTCP/IPATMSTMO/EO/EO/ETCP/IPATMSTMTCP/IPATMSTM 1 2 N 1 2 N光光復(fù)復(fù)用用光光解解復(fù)復(fù)用用 1 2 N. . . .光光纖纖時(shí)時(shí)鐘鐘提提取取.74廣播星形耦合器WDM分配網(wǎng)絡(luò) 多址接入網(wǎng) 星形耦合器節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)發(fā)射機(jī)1解復(fù)用器WDM光接收機(jī).電接口發(fā)射機(jī)2解復(fù)用器WDM光接收機(jī).電接口節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)234N. 星形耦合器信號輸入調(diào)諧電流 單頻激光器信號輸出光調(diào)諧接收

31、器光接收機(jī)1N12N351光發(fā)送機(jī) 在圖中，每個(gè)信道使用單獨(dú)的光載波頻率發(fā)送電信號，所有發(fā)送機(jī)的輸出功率復(fù)合進(jìn)無源星形耦合器，并且分配相等的功率到所有的接收機(jī)。每個(gè)用戶接收所有的信道，使用調(diào)諧光接收機(jī)選擇它們中的一個(gè)。這種網(wǎng)絡(luò)有時(shí)也叫做廣播-選擇網(wǎng)絡(luò)。2OXC(1) OXC的功能 與SDH網(wǎng)絡(luò)中的DXC設(shè)備的功能相比，它們在網(wǎng)絡(luò)中的地位和作用相同，但功能上存在下列區(qū)別。OXC是在光域完成交叉連接功能的，而DXC是在電層上進(jìn)行交叉連接。OXC可以對不同速率和采用任何傳輸格式的信號進(jìn)行交叉連接操作；DXC設(shè)備針對不同傳輸格式和不同傳輸速率的信號的處理方式不同。DXC受電子速率的限制，交叉連接速率較低；OXC無論在交叉連接速率、接入速率以及總?cè)萘康确矫?，都?yōu)于DXC。OXC中無需進(jìn)行時(shí)鐘信號同步與開銷處理，便于網(wǎng)絡(luò)升級(無需更換設(shè)備)，而DXC必須進(jìn)行時(shí)鐘信號同步與開銷處理，在網(wǎng)絡(luò)升級時(shí)必須更換設(shè)備。(1) OXC的功能 OXC的實(shí)現(xiàn)方式OXC共有三種實(shí)現(xiàn)方式：光纖交叉連接波長交叉連接波長轉(zhuǎn)換交叉連接(1) OXC的功能 OXC的主要功能OXC可以在光纖和波長兩個(gè)層面上為網(wǎng)絡(luò)提供帶寬管理，如動態(tài)重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)、提供光信道的交叉連接以及本地上、下話路操作、動