光通信集成式密集波分復用（DWDM）系統(tǒng)的優(yōu)勢-基礎電子

精品文檔-下載后可編輯光通信集成式密集波分復用（DWDM）系統(tǒng)的優(yōu)勢-基礎電子一、概述傳統(tǒng)的光通信系統(tǒng)都是遵循“光－電－光”的工作原理，線路傳輸速率受電子電路處理信號速率的限制。通常，電子技術處理的（傳輸）速度以１０Ｇｂｉｔ/ｓ為限，要提高到２０Ｇｂｉｔ/ｓ就相當困難。因此，在光纖通信系統(tǒng)和光纖通信網(wǎng)絡中，電子技術就成為其進一步發(fā)展的瓶頸。為了克服這一瓶頸，充分開發(fā)光纖通信的帶寬優(yōu)勢，光波分復用（ＷＤＭ）技術便應運而生。密集波分復用（ＤＷＤＭ）光傳輸?shù)难该桶l(fā)展，得益于光纖承載介質(zhì)技術的不斷創(chuàng)新，光纖由過去標準單模光纖（Ｇ．６５２）、色散位移光纖（Ｇ．６５３），到非零色散位移光纖（Ｇ．６５５），實現(xiàn)了新型的全波光纖（Ａｌｌ－ｗａｖｅＦｉｂｅｒ）。由于光纖制造工藝的改進，基本消除了光纖制造過程中引入的水份，常規(guī)光纖在１３８５ｎｍ波長附近由ＯＨ根離子造成的損耗峰消失，使傳輸率耗從初的２ｄＢ/Ｋｍ降到０．３ｄＢ/Ｋｍ以下，在１３１０？１６００ｎｍ波段上衰減趨于平坦，光纖可利用的波長增加１００ｎｍ左右，相當于１２５個波長通道（１００ＧＨｚ通道間隔）。根據(jù)國際電聯(lián)ＩＴＵ-ＴＧ．６９２建議，ＤＷＤＭ技術是在波長１５５２．５２ｎｍ窗口附近（對應的頻率為：１９３．１ＴＨＺ）的１５３０？１５６０ｎｍ波長范圍內(nèi)，選用密集的但相互又有一定波長間隔的多路光載波（摻鉺光纖放大器ＥＤＦＡ對這些光載波能平坦增益），受不同數(shù)字信號的調(diào)制，將不同波長的光信號復用在一根光纖上傳輸，大大提高了光纖的傳輸容量。二、ＤＷＤＭ系統(tǒng)結構分析ＤＷＤＭ從結構上分，目前有集成系統(tǒng)和開放系統(tǒng)。集成式系統(tǒng)：要求接入的單光傳輸設備終端的光信號是滿足Ｇ．６９２標準的光源。開放系統(tǒng)，是在合波器前端及分波器的后端，加波長轉(zhuǎn)移單元ＯＴＵ，將當前通常使用的Ｇ．９５７接口波長轉(zhuǎn)換為Ｇ．６９２標準的波長光接口。這樣，開放式系統(tǒng)采用波長轉(zhuǎn)換技術？使任意滿足Ｇ．９５７建議要求的光信號能運用光－電－光的方法，通過波長變換之后轉(zhuǎn)換至滿足Ｇ．６９２要求的規(guī)范波長光信號，再通過波分復用，從而在ＤＷＤＭ系統(tǒng)上傳輸。目前的ＤＷＤＭ系統(tǒng)可提供１６/２０波或３２/４０波的單纖傳輸容量，可到１６０波，具有靈活的擴展能力。用戶初期可建１６/２０波的系統(tǒng)，之后根據(jù)需要再升級到３２/４０波，這樣可以節(jié)省初期投資。其升級方案原理：一種是在Ｃ波段紅帶１６波加藍帶１６波升級為３２波的方案；另一種是采用ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ，在Ｃ波段由２００ＧＨｚ間隔１６/３２波升級為１００ＧＨｚ間隔２０/４０波。進一步的擴容求，可提供Ｃ＋Ｌ波段的擴容方案，使系統(tǒng)傳輸容量進一步擴充為１６０波。國內(nèi)各大運營商現(xiàn)在網(wǎng)運行的ＤＷＤＭ？大量使用的幾乎都是開放式ＤＷＤＭ系統(tǒng)，而實際上，集成式密集波分復用系統(tǒng)，有其自身的眾多優(yōu)點：１、集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)的合波器和分波器在發(fā)端和收端是分別使用的，即：在發(fā)端只有合波器，在收端只有分波器，同時在收端和發(fā)端均去掉了ＯＴＵ轉(zhuǎn)換設備（此部分費用較大）？因此ＤＷＤＭ系統(tǒng)設備的投資可節(jié)省６０％以上。２、集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)在收端和發(fā)端僅使用無源器件(如：合波器或分波器)，電信運營單位可向器件廠家直接訂貨，減少供應環(huán)節(jié)，費用更低，從而節(jié)省設備成本。３、開放式ＤＷＤＭ的網(wǎng)管系統(tǒng)負責：ＯＴＭ（主要是ＯＴＵ）、ＯＡＤＭ、ＯＸＣ、ＥＤＦＡ的監(jiān)測，其設備投資約占ＤＷＤＭ系統(tǒng)總投資的２０％；而集成式的ＤＷＤＭ系統(tǒng)由于無需ＯＴＭ設備，其網(wǎng)管僅負責ＯＡＤＭ、ＯＸＣ、ＥＤＦＡ的監(jiān)測，可引入更多的廠家進行競爭，其網(wǎng)管費用能比開放式ＤＷＤＭ的網(wǎng)管節(jié)省一半左右。４、由于集成式的ＤＷＤＭ系統(tǒng)的合波波/分波設備為無源器件，便于提供多種業(yè)務、多速率的接口，只要業(yè)務端設備光端機的波長符合滿足Ｇ．６９２的標準，即可以ＰＤＨ、ＳＤＨ、ＰＯＳ（ＩＰ）、ＡＴＭ等任何業(yè)務接入，支持８Ｍ、１０Ｍ、３４Ｍ、１００Ｍ、１５５Ｍ、６２２Ｍ、１Ｇ、２．５Ｇ、１０Ｇ等各種速率的ＰＤＨ、ＳＤＨ、ＡＴＭ及ＩＰ以太網(wǎng)？避免了開放式ＤＷＤＭ系統(tǒng)由于ＯＴＵ的原因，而只能使用所購ＤＷＤＭ系統(tǒng)已確定光波長（１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ）及傳輸速率的ＳＤＨ、ＡＴＭ或ＩＰ以太網(wǎng)設備？而根本不可能使用其他接口。５、若將ＳＤＨ、ＩＰ路由器等光傳輸設備的激光器件模塊統(tǒng)一設計為標準幾何尺寸的管腳，規(guī)范接口，便于維護插拔，且連接可靠。這樣，維護人員就可根據(jù)集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)波長需要，自由更換特定彩色波長的激光頭，為激光頭的故障維護，提供了便利條件，避免了以前必須由廠家整板更換這一弊端所帶來的高維護費用。６、彩色波長的光源目前僅比普通１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ波長的光源價格稍貴，如２．５Ｇ速率的彩色波長光源目前要貴３０００多元，但當接入到集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)上使用時，能使造價系統(tǒng)造價降低近１０倍，并且隨著彩色波長光源的大量應用，其價格將接近于普通光源。７、集成式ＤＷＤＭ設備結構簡單，體積更小，大約只有開放式ＤＷＤＭ所占空間的五分之一，節(jié)省機房資源。綜上所述，集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)應大量應用于ＤＷＤＭ傳輸系統(tǒng)中大量中，并逐步替代開放式ＤＷＤＭ系統(tǒng)的主導地位?？紤]到目前已有大量普通光源的光傳輸設備在網(wǎng)使用，建議可采用集成式與開放式兼容的混合式ＤＷＤＭ，已保護前期投資。三、ＤＷＤＮ系統(tǒng)的其他功能１、ＤＷＤＭ系統(tǒng)的光監(jiān)控信道（ＯＳＣ）在ＤＷＤＭ系統(tǒng)中，采用獨立的１５１０ｎｍ波長（速率為２Ｍｂ/ｓ）承載光監(jiān)控信道（ＯＳＣ），傳送網(wǎng)管、公務和監(jiān)控信息，幀結構符合Ｇ．７０４，實際用于監(jiān)控信息傳送的速率為１９２０ｋｂ/ｓ。０ＳＣ光監(jiān)控信道是ＤＷＤＭ系統(tǒng)工作狀態(tài)的信息載體。在ＤＷＤＭ系統(tǒng)中，ＯＳＣ是一個相對獨立的子系統(tǒng)，傳送光信道層、光復用段層和光傳輸段層的維護和管理信息，提供公務聯(lián)絡及使用者通路，同時它還可以提供其它附加功能。ＯＳＣ主要包括的子系統(tǒng)功能為：ＯＳＣ信道接收和發(fā)送、時鐘恢復和再生、接收外部時鐘信號、ＯＳＣ信道故障檢測和處理及性能監(jiān)測、ＣＭＩ編解碼、ＯＳＣ幀定位和組幀處理、監(jiān)控信息處理。性能的監(jiān)測（Ｂ１、Ｊ０、ＯＰＭ、光放監(jiān)測），可由業(yè)務接入終端完成。模擬量監(jiān)測功能和Ｂ１誤碼監(jiān)測功能，提供不中斷業(yè)務的多路光通道性能監(jiān)測（包括各信道波長、光功率、光信噪比），適時監(jiān)測光傳送段和光通道性能質(zhì)量，提供故障定位的有效手段。具有監(jiān)測放大器的輸入光功率、輸出光功率、ＰＵＭＰ驅(qū)動電流、ＰＵＭＰ制冷電流、ＰＵＭＰ溫度和ＰＵＭＰ背向光功率的功能。具有監(jiān)測多方向的波數(shù)、各信道的波長、光功率和光信噪比等性能，監(jiān)測的波長精度可大于０．０５ｎｍ、光功率精度可大于０．５ｄＢｍ、信噪比精度可大于０．５ｄＢ。２、光纖放大器按光纖放大器所在線路傳輸種的位置不同，可分為三種：（１）放在光發(fā)射機后面的，稱為功率放大器；（２）放在光纖線路之間起中繼作用的，稱為線路放大器；（３）放在光接收機前面的，稱為前置放大器。按光放大實現(xiàn)的功能，可分為兩種：（１）摻鉺光纖放大器：具有增益平坦、增益鎖定、輸出功率鉗制和放大器瞬態(tài)控制等功能，同時為了消除由于突發(fā)事故產(chǎn)生的光放大器的“浪涌”現(xiàn)象，光放大器還具有光功率自動關斷(ＡＰＳＤ)和功率自動減弱(ＡＰＲ)功能。（２）ＲＰＭ喇曼光纖放大器：專為遠距離光傳輸系統(tǒng)設計，采用高性能１４ＸＸｎｍ泵浦激光器和無源器件，結構緊湊，能直接放大Ｃ-Ｂａｎｄ、Ｌ-Ｂａｎｄ、Ｃ＋Ｌ-Ｂａｎｄ的光信號，改善線路光信噪比（ＯＳＮＲ），很好地提升系統(tǒng)的傳輸性能，符合ＴｅｌｃｏｒｄｉａＧＲ-１３１２-ＣＯＲＥ的標準要求。３、ＤＷＤＭ系統(tǒng)的ＯＡＤＭ、ＯＸＣ功能ＯＡＤＭ可根據(jù)需要在任何光中繼站點提供波長的光信號上下（目前可做到８波），該功能與ＯＸＣ配合，可以將任何上路端口來的某一光信號都可以上