華為的波分原理教程

1、采用采用SDM，鋪設(shè)多芯新光纜，鋪設(shè)多芯新光纜(需考慮時間與成本需考慮時間與成本)使用更高比特率使用更高比特率TDM。STM-1-STM-64波分復(fù)用（波分復(fù)用（WDM）技術(shù)已經(jīng)）技術(shù)已經(jīng)成熟，成為很好的擴(kuò)容成熟，成為很好的擴(kuò)容 方式方式把不同波長的光信號復(fù)用到一根光纖中進(jìn)行傳送把不同波長的光信號復(fù)用到一根光纖中進(jìn)行傳送(如每個如每個波承載一種波承載一種TDM 電信號）的方式統(tǒng)稱為波分復(fù)用。電信號）的方式統(tǒng)稱為波分復(fù)用。121 2 nOAf fNf f1S S1S S2TxNM M P PI I- -S Sf f2Tx2Tx1S Sn MUXR R M M P PI I- -R RS SS S

2、D D 1R R1R R2R Rn DEMUXR Rm m 1R Rm m 2R Rm m nS SD D 2S SD D nRxNRx2Rx1OAf fNR R1R R2RxNM M P PI I- -R Rf f2Rx2Rx1 DEMUXS SM M P PI I- -S SR R S S2 MUXS SD D 2S SD D D D nR Rm m 2R Rm m nTxNTx2Tx1OSC單單 纖纖 雙雙 向向 傳傳 輸輸 方方 式式光波長復(fù)分用器光波長復(fù)分用器功 率 /前 置放 大功 率 /前 置放 大光 線 路 放 大東 向 1 -N西 向 1 -N 紅 帶E D F A1 5 4

3、 7 .5 1 5 6 0 .5 n m 藍(lán) 帶E D F A1 5 2 7 .5 1 5 4 2 .5 n mW D M耦 合 器W D M耦 合 器O S C 1 5 1 0 n mO S C 1 6 2 5 n m比單向傳輸節(jié)約一半光纖器件，而且由于兩個方向傳輸?shù)男盘柌划a(chǎn)生比單向傳輸節(jié)約一半光纖器件，而且由于兩個方向傳輸?shù)男盘柌划a(chǎn)生FWM產(chǎn)物；產(chǎn)物；需要采用特殊的措施來對付光反射，雙向光纖放大器等元件噪聲系數(shù)差。需要采用特殊的措施來對付光反射，雙向光纖放大器等元件噪聲系數(shù)差。單纖單向系統(tǒng)和單纖雙向系統(tǒng)單纖單向系統(tǒng)和單纖雙向系統(tǒng)開放式開放式 D-WDM系統(tǒng)在終端復(fù)用設(shè)備中，具備光接口變換功

4、系統(tǒng)在終端復(fù)用設(shè)備中，具備光接口變換功能；可以和任何廠家的能；可以和任何廠家的 SDH 設(shè)備互連通。設(shè)備互連通。集成式集成式 D-WDM系統(tǒng)終端復(fù)用設(shè)備中不具備光接口變換功能；系統(tǒng)終端復(fù)用設(shè)備中不具備光接口變換功能；SDH 設(shè)備中的光發(fā)送單元性能必須滿足設(shè)備中的光發(fā)送單元性能必須滿足D-WDM系統(tǒng)的要求系統(tǒng)的要求（G.692）集成式與開放式集成式與開放式密集波分系統(tǒng)與粗波分系統(tǒng)密集波分系統(tǒng)與粗波分系統(tǒng) 粗波分系統(tǒng)中，通道間隔一般在粗波分系統(tǒng)中，通道間隔一般在10nm左右，從而大大降低左右，從而大大降低了對器件的要求，從而降低了成本。但受到放大器工作窗口了對器件的要求，從而降低了成本。但受到放大

5、器工作窗口的限制，粗波分系統(tǒng)大多用于城域網(wǎng)或接入網(wǎng)中。的限制，粗波分系統(tǒng)大多用于城域網(wǎng)或接入網(wǎng)中。波分系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 超大容量；超大容量； 對數(shù)據(jù)率對數(shù)據(jù)率“透明透明” ； 升級時可最大限度地保護(hù)已有投資；升級時可最大限度地保護(hù)已有投資； 組網(wǎng)靈活、經(jīng)濟(jì)、可靠；組網(wǎng)靈活、經(jīng)濟(jì)、可靠； 可與全光交換網(wǎng)兼容；可與全光交換網(wǎng)兼容；1、衰減、衰減3、非線性效應(yīng)、非線性效應(yīng)2、色散、色散YDN 120-1999 光波分復(fù)用系統(tǒng)總體技術(shù)要求光波分復(fù)用系統(tǒng)總體技術(shù)要求暫行規(guī)定暫行規(guī)定YD/T1060-2000 322.5Gbit/s光波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)要求光波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)要求YD/T1143-2001 32/16

6、10Gbit/s光波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)要求光波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)要求G.652單模光纖光纜的特性單模光纖光纜的特性G.655 非零色散單模光纖光纜的特性非零色散單模光纖光纜的特性G.661/ G.662 / G.663/G.681 與放大器相關(guān)的系列標(biāo)準(zhǔn)與放大器相關(guān)的系列標(biāo)準(zhǔn)G.671 無源光器件要求無源光器件要求G.957 SDH系統(tǒng)和設(shè)備的光接口系統(tǒng)和設(shè)備的光接口G.691 具有光放大器具有光放大器SDH單信道和單信道和STM-64系統(tǒng)的光接口系統(tǒng)的光接口G.692 有光放大器多通路系統(tǒng)的光接口有光放大器多通路系統(tǒng)的光接口M.3100 通用網(wǎng)絡(luò)信息模型通用網(wǎng)絡(luò)信息模型G.otn 光傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)光傳送

7、網(wǎng)結(jié)構(gòu)G.655=0.25dB/KM(1550nm窗口窗口)G.652=0.22dB/KM(1550nm窗口窗口)衰耗dB波長波長 nmOH-吸收峰吸收峰 S波段波段 C波段波段 L波段波段 1310nm波段波段 光纖的特性參數(shù)衰耗系數(shù) 由于光纖所傳送信號的不同頻率成分或模式成分的群速度不同，由于光纖所傳送信號的不同頻率成分或模式成分的群速度不同，而引起傳輸信號畸變的一種物理現(xiàn)象而引起傳輸信號畸變的一種物理現(xiàn)象3 13 13 31 1TT+T色散色散包括：材料色散、波導(dǎo)色散、模式色散。色散包括：材料色散、波導(dǎo)色散、模式色散。材料色散：材料色散：纖芯材料折射率隨頻率的變化引起的。纖芯材料折射率隨

8、頻率的變化引起的。波導(dǎo)色散：波導(dǎo)色散：光纖中具有同一模式但攜帶不同頻率信號。光纖中具有同一模式但攜帶不同頻率信號。模式色散：模式色散： 在多模光纖中，光信號的不同模式間傳播速率的在多模光纖中，光信號的不同模式間傳播速率的不一致而引起的不一致而引起的由于材料色散和波導(dǎo)色散的效果正好相反，所以我們可以通過控制他們的作用來控制光纖的色散為零窗口色散系數(shù)色散系數(shù)(ps/nmkm)正色散系數(shù)正色散系數(shù)G.655光纖光纖波長波長(nm)負(fù)色散負(fù)色散系數(shù)系數(shù)G.655光纖光1550nm波長區(qū)具有最小色散和衰減，波長區(qū)具有最小色散和衰減，適合適合DWDM系統(tǒng)、高速信號傳輸系統(tǒng)、高速信

9、號傳輸2.應(yīng)用：應(yīng)用：TrueWave真波光纖真波光纖(正色散區(qū)正色散區(qū)的的SPM效應(yīng)有利于傳輸效應(yīng)有利于傳輸)；LEAF-大有效大有效面積光纖（克服非線性效應(yīng)）面積光纖（克服非線性效應(yīng)）G.652光纖光纖:大量鋪設(shè)，大量鋪設(shè)，傳高速信號需色散補(bǔ)償傳高速信號需色散補(bǔ)償G.653光纖光纖:1550nm波長區(qū)波長區(qū)混頻嚴(yán)重，不適合混頻嚴(yán)重，不適合DWDMuDCF色散補(bǔ)償光纖色散補(bǔ)償光纖G.652、G.655(LEAF、TRUEWAVE)在在1550窗口有正色窗口有正色散系數(shù)及正色散斜率，信號傳輸時造成正色散的累積，散系數(shù)及正色散斜率，信號傳輸時造成正色散的累積，使脈沖展寬。使脈沖展寬。補(bǔ)償原理：補(bǔ)

10、償原理：DCF光纖有負(fù)色散系數(shù)，在傳輸光纖中接入光纖有負(fù)色散系數(shù)，在傳輸光纖中接入這種光纖可抵消正色散，使脈沖得到壓縮（這種光纖可抵消正色散，使脈沖得到壓縮（DCF色散補(bǔ)色散補(bǔ)償器）。償器）。SDH系統(tǒng)補(bǔ)償，只需一定的色散補(bǔ)償量；系統(tǒng)補(bǔ)償，只需一定的色散補(bǔ)償量；DWDM系統(tǒng)補(bǔ)系統(tǒng)補(bǔ)償，色散量一定，且要求償，色散量一定，且要求DCF有適當(dāng)?shù)呢?fù)色散斜率。有適當(dāng)?shù)呢?fù)色散斜率。單模光纖的非線性效應(yīng) 受激非彈性散射受激非彈性散射 受激拉曼散射 受激布里淵散射 克爾效應(yīng)克爾效應(yīng) 自相位調(diào)制 交叉相位調(diào)制 四波混頻四波混頻 1. 低啁啾、高波長穩(wěn)定性的激光源低啁啾、高波長穩(wěn)定性的激光源2. 低噪聲系數(shù)、增益

11、平坦的光放大器低噪聲系數(shù)、增益平坦的光放大器3. 穩(wěn)定可靠的各種光無源器件（復(fù)用器、解穩(wěn)定可靠的各種光無源器件（復(fù)用器、解復(fù)用器、光纖光柵、隔離器等）復(fù)用器、光纖光柵、隔離器等）無源光器件無源光器件放大器放大器光源光源光接收機(jī)光接收機(jī)1) 良好的光譜特性（超低啁啾聲、適宜的光良好的光譜特性（超低啁啾聲、適宜的光譜寬度）。譜寬度）。2）輸出具有較高的光信噪比。）輸出具有較高的光信噪比。直調(diào)光源電吸收調(diào)制光源馬赫-策恩德爾調(diào)制光源最大色散ps/nm12002400720012800大于12800成本適中貴昂貴波長穩(wěn)定性較好好很好光接收模塊 光收模塊主要是把接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號的模塊，其主光收

12、模塊主要是把接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號的模塊，其主要部分是光電檢測器，光纖通信系統(tǒng)中使用二類光電檢測器，要部分是光電檢測器，光纖通信系統(tǒng)中使用二類光電檢測器， 光電二極管（光電二極管（PIN） 雪崩光電二極管（雪崩光電二極管（APD） 半導(dǎo)體光放大器半導(dǎo)體光放大器(SOA)拉曼放大器拉曼放大器(Raman)摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器(EDFA)EDFARaman技術(shù)成熟度很成熟、大量應(yīng)用比較成熟增 益高 低帶 寬較 寬很寬入纖功率藕合效率高高成 本適 中很 高EDFA的工作原理 摻鉺光纖中Er3+離子受激輻射和自發(fā)輻射泵 浦 光E2 亞 穩(wěn) 態(tài)E3激 發(fā) 態(tài)1550nm信 號 光E1 基 態(tài)

13、1550nm信 號 光放大的自發(fā)輻射（ASE）是噪聲的最主要來源。EDFA的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：工作波長與單模光纖的最小衰減窗口一致。耦合效率高。增益高、輸出功率大，噪聲指數(shù)較低、信道間串?dāng)_很低。增益特性穩(wěn)定缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：增益波長范圍固定。增益帶寬不平坦。光浪涌問題 。在長距離組網(wǎng)中，噪聲指數(shù)較大前置放大器PA功率放大器BA增 益適中適中噪聲系數(shù)低適中應(yīng)用場合接收機(jī)前發(fā)送機(jī)后放大器增益不平坦的級聯(lián)放大放大器增益不平坦的級聯(lián)放大放大器增益平坦的級聯(lián)放大放大器增益平坦的級聯(lián)放大Raman 放大器當(dāng)光纖結(jié)晶晶格中的分子受入射光子震動而相互作用時將產(chǎn)生受激當(dāng)光纖結(jié)晶晶格中的分子受入射光子震動而相互作用時將

14、產(chǎn)生受激RAMANRAMAN散射。原子吸收散射。原子吸收PUMP光，然后發(fā)出一個與激發(fā)光脈沖頻率相光，然后發(fā)出一個與激發(fā)光脈沖頻率相同的光子。同的光子。PumpGain30nm70100nm Raman 放大器泵 浦 1泵 浦泵 浦 370100nm30nm2增 益l固有的低噪聲指數(shù)固有的低噪聲指數(shù)l超寬帶放大超寬帶放大l增益介質(zhì)為傳輸光纖本身增益介質(zhì)為傳輸光纖本身l增益平坦增益平坦Raman放大器EDFASpan 1Raman Pump發(fā)送接收EDFASpan kRaman Pumpl 泵浦的光子效率較低，需要高功率泵浦；泵浦的光子效率較低，需要高功率泵浦；l 強(qiáng)烈的偏振相關(guān)增益，采用正交泵

15、浦方式；強(qiáng)烈的偏振相關(guān)增益，采用正交泵浦方式；l 光器件和光纖承載高光功率；光器件和光纖承載高光功率；l 現(xiàn)場光纖的增益特性不一致；現(xiàn)場光纖的增益特性不一致；傳輸有關(guān)傳輸有關(guān)DWDM系統(tǒng)管理和監(jiān)控信息系統(tǒng)管理和監(jiān)控信息1.工作波長優(yōu)選工作波長優(yōu)選1510nm2.速率優(yōu)選速率優(yōu)選2Mb/s，保證不經(jīng)放大也超長傳輸，保證不經(jīng)放大也超長傳輸3.接入和解出接入和解出不應(yīng)限制不應(yīng)限制OA上的泵浦光波；上的泵浦光波；不應(yīng)限制未來不應(yīng)限制未來1310nm波長的業(yè)務(wù)；波長的業(yè)務(wù)；OA失效時仍有效；可超長傳輸；失效時仍有效；可超長傳輸；0時隙時隙:幀定位字節(jié)幀定位字節(jié)1時隙時隙: E1字節(jié)（中繼段公務(wù)字節(jié)（中繼

16、段公務(wù)) 2時隙時隙:F1字節(jié)字節(jié)3-14時隙時隙: D1D12 (數(shù)據(jù)通信通道數(shù)據(jù)通信通道)15時隙時隙:E2字節(jié)字節(jié)(復(fù)用段公務(wù)復(fù)用段公務(wù))16-31時隙時隙:保留字節(jié)保留字節(jié)01311415 1623OMOD2BAPAODOM 2OSC 信息入信息入OSC 信息出信息出DWDM原理課程原理課程結(jié)束結(jié)束,謝謝大家！謝謝大家！TC202201 OptiX BWS 1600G R1 設(shè)備信號流及光纖連接光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品培訓(xùn)部OTMOTM1.OTM1.OTMOADM2.OADM2.OADM3.OLA3.OLA4.REG4.REGREGREGWDM NE TypesOTMOTUDeMUXOTUMUXOp

17、tical AmplifierOptical AmplifierOSCOLAOptical amplifierOSCOptical amplifierOADMOTUOADMOSCOAOATMUXOAOAREGDeMUXMUXOptical amplifierOSCOTUDeMUXMUXOptical amplifierOTU引入在在DWDM系統(tǒng)當(dāng)中，網(wǎng)元的基系統(tǒng)當(dāng)中，網(wǎng)元的基本類型有：本類型有：客戶端設(shè)備1600G(OTM)1600G(OLA)1600G(OADM)1600G(REG)1600G(OTM)客戶端設(shè)備1600G(OLA)ADDDROP第一章 業(yè)務(wù)信號流 第二節(jié)第二節(jié) OLA信號流

18、信號流 第三節(jié)第三節(jié) OADM信號流信號流 第四節(jié)第四節(jié) 背靠背靠背背OTM及及REG信號流信號流OTM信號流（發(fā)送端）ITLITLOAUOAUMCA-CFIUDCMDCMOTU C-ODD C-EVEN L-ODD L-EVENSC1140140140140OTUOTUOTUMCA-LM40M40M40M40OTM信號流（接收端）ITLITLMCA-CFIUDCMDCMOTUC-ODDC-EVENL-ODDL-EVENSC1RPAOAUOAU401OTU401OTU401OTU401D40D40D40D40MCA-LOLA信號流（單向）FIUFIUOAUOAUOAUDCMDCMDCMDCMSC2RPARPAC-bandL-bandC-bandL-bandOAUOADM信號流FIUFIUOAUOAUOAUSC2L-bandL-bandC-bandITLOADMITLOTUOADMOTUOBUC-bandITLOADM