WDM原理基礎(chǔ)知識介紹優(yōu)秀公開課

WDM原理基礎(chǔ)知識4/7/2023課程內(nèi)容第一章波分復(fù)用技術(shù)概述第二章WDM的傳輸媒質(zhì)第三章DWDM的關(guān)鍵技術(shù)第四章WDM系統(tǒng)受限因素第五章典型組網(wǎng)信號流

Page2把不同波長的光信號復(fù)用到同一根光纖中進(jìn)行傳送，這種方式我們把它叫做波分復(fù)用（WavelengthDivisionMultiplexing

）。WDM的概念稀疏波分復(fù)用（CWDM）：波長間隔大，一般為20nm

密集波分復(fù)用（DWDM）：波長間隔小，小于等于0.8nmPage3WDM典型模型Page5課程內(nèi)容第一章波分復(fù)用技術(shù)概述第二章WDM的傳輸媒質(zhì)第三章DWDM的關(guān)鍵技術(shù)第四章WDM系統(tǒng)受限因素第五章典型組網(wǎng)信號流

Page6常規(guī)光纖損耗隨波長變化曲線圖波長不同，損耗不同

1380nm附近由于氫氧根粒子吸收，光纖損耗急劇加大，俗稱水峰

ITU-T將單模光纖在1260nm以上的頻帶劃分了O、E、S、C、L、U幾個波段

容易看出，在這6個波段中，C波段和L波段損耗最小90013001400150016001700波長:nm損耗dB/km231451200多模光纖（850~900nm）O波段E波段SCLUOH-Page7光纖中的色散特性光脈沖中的不同頻率或模式在光纖中的群速度不同，因而這些頻率成分和模式到達(dá)光纖終端有先有后，使得光脈沖發(fā)生展寬，這就是光纖的色散。光纖中的色散可分為模式色散、色度色散、偏振模色散：模式色散也稱為模間色散，模式色散主要存在于多模光纖中；色度色散（CD）也稱為模內(nèi)色散，可以分為材料色散和波導(dǎo)色散；偏振模色散（PMD）是由于信號光的兩個正交偏振態(tài)在光纖中有不同的傳播速度而引起的，偏振模色散是由隨機(jī)因素產(chǎn)生的，因而其為一隨機(jī)量，難補(bǔ)償；色度色散系數(shù)就是單位波長間隔內(nèi)光波長信號通過單位長度光纖所產(chǎn)生的時延差，用D表示，單位是ps/nm.km。偏振模色散系數(shù)則用PMDQ來表示，單位是ps/km?（n為1/2）Page9

從本質(zhì)上講，所有介質(zhì)都是非線性的，只是一般情況下非線性特征很小，難以表現(xiàn)出來。當(dāng)光纖的入纖功率不大時，光纖呈現(xiàn)線性特征，當(dāng)光放大器和高功率激光器在光纖通信系統(tǒng)中使用后，光纖的非線性特征愈來愈顯著；單模光纖的非線性效應(yīng)一般可以分：受激非彈性散射（受激拉曼散射SRS、受激布里淵散射SBS）、克爾效應(yīng)（自相位調(diào)制SPM、交叉相位調(diào)制XPM、四波混頻FWM）

注意：非線性效應(yīng)一旦產(chǎn)生，就無法消除或補(bǔ)償，必須盡量防止非線性效應(yīng)的產(chǎn)生！使用模場直徑大的光纖，可以降低通過光纖的功率密度，可以抑制非線性效應(yīng)的產(chǎn)生。最主要我們可以通過降低入纖光功率、采用大有效面積光纖等來防止非線性效應(yīng)的發(fā)生。非線性效應(yīng)與色散相關(guān)，色散并不是越小越好。單模光纖的非線性效應(yīng)Page10課程內(nèi)容第一章波分復(fù)用技術(shù)概述第二章WDM的傳輸媒質(zhì)第三章DWDM的關(guān)鍵技術(shù)第四章WDM系統(tǒng)受限因素第五章典型組網(wǎng)信號流

Page11DWDM光源技術(shù)DWDM系統(tǒng)的光源具有兩個最突出的特點：1、比較大的色散容限值；2、標(biāo)準(zhǔn)而穩(wěn)定的波長；因此選擇半導(dǎo)體激光器（LD）作為光源。對于應(yīng)用于高速光纖通信系統(tǒng)中LD光源，又分為多縱模（MLM）激光器和單縱模（SLM）激光器兩類。MLMSLMPage13光電檢測器光電檢測器的作用是把接收到的光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。半導(dǎo)體光檢測器主要有兩類：PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）。

PIN管由于其靈敏度比較低（一般為-20dBm左右）、過載點比較高（一般為0dBm左右）適用于短距離傳送。

APD管由于其靈敏度比較高（一般為-28dBm左右）、過載點比較低（一般為-9dBm左右），適用于長距離傳送。較高的反向偏壓以及較強(qiáng)的輸入光信號都可能導(dǎo)致反偏電流過大，使APD管被反向擊穿。因此在現(xiàn)場需要注意操作規(guī)范：1、使用OTDR表等能輸出大功率光信號的儀器對光路進(jìn)行測量時，注意將對端通信設(shè)備與光路斷開，一面強(qiáng)光損壞接收機(jī)。2、保證輸入光功率不超過器件允許的最大值，單板自環(huán)時注意加適當(dāng)?shù)乃p器。3、不能采用將光纖連接器插松的形式來代替光衰減器。Page14半導(dǎo)體光放大器(SOA)拉曼放大器(Raman)摻鉺光纖放大器(EDFA)放大器Page15目前最常用的有三種器件：耦合型、介質(zhì)膜型、AWG型。耦合型介質(zhì)膜型AWG型合波器與分波器Page17監(jiān)控技術(shù)DWDM對光監(jiān)控信道有以下要求：光監(jiān)控通道不限制光放大器的泵浦波長；光監(jiān)控通道不限制兩個光線路放大器之間的距離；光監(jiān)控通道不限制未來在1310nm波長的業(yè)務(wù)；線路放大器失效時光監(jiān)控通道仍然可用；Page18典型OSC信息的幀結(jié)構(gòu)監(jiān)控通路的2Mbit/s系統(tǒng)物理接口應(yīng)符合G.703要求。其幀結(jié)構(gòu)和比特率符合G.704的規(guī)定：Page19課程內(nèi)容第一章波分復(fù)用技術(shù)概述第二章WDM的傳輸媒質(zhì)第三章DWDM的關(guān)鍵技術(shù)第四章WDM系統(tǒng)受限因素第五章典型組網(wǎng)信號流

Page21ASE噪聲積累OSNR劣化系統(tǒng)性能

色度色散偏振模色散（PMD）光纖非線性效應(yīng)SPM/XPM/…DWDM系統(tǒng)受限因素四大受限因素：衰耗、色散（色度色散和偏振模色散）、信噪比、非線性。其中衰耗用放大器解決，已不是主要問題40G對光纖傳輸提出了更加嚴(yán)格的要求，在同等物理條件下與DWDM10G傳輸系統(tǒng)相比，

40G有如下限制：信噪比（OSNR）劣化4倍（6dB）、色度色散容限降低16倍、偏振模色散（PMD）劣化4倍、非線性效應(yīng)變得更加明顯Page22提高系統(tǒng)的OSNR：

1、采用低噪聲前置光放大器+高增益功率光放大器；

2、采用拉曼放大器，使之與EDFA配合使用，降低NF；降低系統(tǒng)的OSNR的容限：

1、采用前向糾錯技術(shù)－FECorEFECorAFEC2、使用特殊碼型技術(shù)如何提高信噪比裕量Page23課程內(nèi)容第一章波分復(fù)用技術(shù)概述第二章WDM的傳輸媒質(zhì)第三章DWDM的關(guān)鍵技術(shù)第四章WDM系統(tǒng)受限因素第五章典型組網(wǎng)信號流

Page25華為波分網(wǎng)絡(luò)單元類型按用途可分為：光終端復(fù)用設(shè)備(OTM)光線路放大設(shè)備(OLA)光分插復(fù)用設(shè)備(OADM)電中繼設(shè)備(REG)下面以BWS1600G設(shè)備為例，介紹組網(wǎng)信號流。Page261600G組網(wǎng)示意圖DMXDMXDMXDMXOTULOTULOTUOTUCMUXMUXMUXOTULOTUCOTUOTUSC1ITLITLITLSC1SC2SC2OADMOADMFIUOTMOLAOADMOTMCLFIUFIUFIUFIUFIUCMUXITLLBandModuleCBandModule50GHz50GHz50GHz50GHzC/LBandModuleDMXDMXDMXDMXOTULOTULOTUOTUCMUXMUXMUXOTULOTUCOTUOTUSC1ITLITLITLSC1SC2SC2OADMOADMFIUOTMOLAOADMOTMCLFIUFIUFIUFIUFIUCMUXITLDMXDMXOTUOTUCMUXCOTUOTUSC1ITLSC1SC2SC2OADMFIUOTMOLAOADMOTMCFIUFIUFIUFIUFIUCMUXITLMUXCOTUOTUCMUXITLITLDMXDMXOTUOTUCCITLITL50GHz25GHz50GHz50GHz25GHz新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)只采用C波段模塊，增加一級25GHz波長間隔的Interliver，放棄了昂貴的L波段器件，支持模塊化升級方式。Page291600