波分復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能研究

..-..-可修遍-通信工程專業(yè)綜合實踐課程名稱：專業(yè)綜合實踐設(shè)計題目：波分復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計及性能研究學(xué)院：電氣信息學(xué)院專業(yè)年級：通信工程2011級指導(dǎo)教師：XX：學(xué)號：時間：摘要在當(dāng)今的時代光纖通信系統(tǒng)的開展速度越來越快。很多光纖系統(tǒng)應(yīng)運而出，這些系統(tǒng)通常有很多個信號的通道以及不同種類的拓?fù)錁?gòu)造，另外這些系統(tǒng)的非線性器件和非高斯噪聲源也是有許多的不同，所以這就需要大量人員去對這些系統(tǒng)進(jìn)展設(shè)計和分析。

WDM作為現(xiàn)在光通信的主流技術(shù)，對它的研究有重要的現(xiàn)實意義。在本論文將對WDM光傳輸系統(tǒng)的調(diào)制方式、EDFA和WDM光傳輸系統(tǒng)進(jìn)展設(shè)計仿真，并得到一些有參考價值的結(jié)論。論文的主要工作及成果是對摻餌光纖放大器(EDFA)進(jìn)展設(shè)計仿真，用opticalsystem仿真軟件對WDM光傳輸系統(tǒng)進(jìn)展仿真，驗證2路信道下的系統(tǒng)性能，并提出一個方案，到達(dá)系統(tǒng)性能與傳輸速率的平衡。關(guān)鍵字：WDM光纖放大器EDFA摻餌光纖WDM光傳輸系統(tǒng)目錄摘要---------------------------------------------------------------2目錄---------------------------------------------------------------3第一章緒論--------------------------------------------------------41.1研究背景及意義---------------------------------------------------------41.2光纖通信技術(shù)的開展-----------------------------------------------------41.3波分復(fù)用技術(shù)的開展-----------------------------------------------------51.4TDMFDMWDM的特點及應(yīng)用場合---------------------------------------------51.5仿真軟件OptiSystem的使用-----------------------------------------------6第二章波分復(fù)用技術(shù)------------------------------------------------62.1WDM技術(shù)簡介------------------------------------------------------------62.2波分復(fù)用技術(shù)的特點-----------------------------------------------------82.3波分復(fù)用在光纖中的應(yīng)用-------------------------------------------------8第3章WDM的構(gòu)造設(shè)計-----------------------------------------------93.1WDM系統(tǒng)的根本形式------------------------------------------------------93.2WDM系統(tǒng)的根本構(gòu)造-----------------------------------------------------103.3光波分復(fù)用器和解復(fù)用器------------------------------------------------103.4WDM技術(shù)目前存在的問題-------------------------------------------------11第四章WDM光傳輸系統(tǒng)的性能研究及仿真------------------------------114.1點到點2信道WDM光傳輸系統(tǒng)仿真系統(tǒng)圖-----------------------------------114.2點到點2信道WDM光傳輸系統(tǒng)仿真結(jié)果圖-----------------------------------124.3點到點2信道在頻率為120,100,80下的輸入頻譜圖--------------------------154.4點到點2信道在頻率為120,100,80下的輸出頻譜圖--------------------------17第五章系統(tǒng)仿真結(jié)果分析-------------------------------------------18參考文獻(xiàn)----------------------------------------------------------19第一章緒論1.1研究背景及意義我國在1970年的時候，在光纖通信技術(shù)上有了一個重大的突破，例如光纖性能的損耗，半導(dǎo)體激光器的各項性能等，也就是這個時候，宣告了我國正式開場了光纖通信的實際應(yīng)用階段，此后的30多年里，我國對半導(dǎo)體激光發(fā)射器又有了進(jìn)一步的研究，只在光線的技術(shù)也十分成熟了，從原來的10公里、44兆比特每秒的低速率近距離傳輸開展到如今數(shù)十到百G比特每秒、數(shù)千公里的高速率、遠(yuǎn)距離傳輸。如今光纖通信飛速的開展使人們應(yīng)接不暇，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人們的預(yù)期，光纖通信技術(shù)已成為當(dāng)今社會的一個必不可少的存在，回想過去80年代后期的PDH系統(tǒng)，到90年代中期的SDH系統(tǒng)，再到如今的WDM光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，無一不證明著光纖通信的飛速開展，以及其在未來通信技術(shù)里的地位。隨著Internet的迅猛開展，因特網(wǎng)業(yè)務(wù)和其它新型數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)在整個世界圍得到了極大應(yīng)用，這就對整個通信骨干網(wǎng)的傳送帶寬提出了很大的要求，并出現(xiàn)了光纖耗盡現(xiàn)象和對帶寬的無限渴求。WDM光傳輸系統(tǒng)能解決傳送網(wǎng)面臨著巨大帶寬需求和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)調(diào)度等壓力，能更好地利用光纖的帶寬資源，能提供更多的帶寬，減低中繼本錢，同時支持業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。所以該門技術(shù)可以應(yīng)用的方面十分的廣闊。WDM技術(shù)的研究現(xiàn)狀十分可觀，不僅長途干線傳輸網(wǎng)中有其技術(shù)的支持，在城域網(wǎng)中該門技術(shù)也有著十分重要的地位。如今WDM光通信系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)在實際的網(wǎng)絡(luò)生活中有了大量的應(yīng)用，成為了整個骨干光纖通信網(wǎng)絡(luò)的首選的重要技術(shù)。1.2光纖通信技術(shù)的開展光纖通信是以信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式。光纖通信技術(shù)是近30年迅猛開展起來的高新技術(shù)，給世界通信技術(shù)乃至國民經(jīng)濟(jì)、國防事業(yè)和人民生活帶來了巨大變革。光纖通信的開展可以分為以下幾個進(jìn)程：第一代光纖通信系統(tǒng)，是以1973-1976年的850nm波長的多模光纖通信系統(tǒng)為代表。第二代光纖通信系統(tǒng)，是70年代末，80年代初的多模和單模光纖通信系統(tǒng)。第三代光纖通信系統(tǒng)，是80年代中期以后的長波長單模光纖通信系統(tǒng)。第四代光纖通信系統(tǒng)，是指進(jìn)入90年代以后的同步數(shù)字體系光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)。1966年，英籍華人高錕預(yù)見利用玻璃可以制成衰減為20db/km的通信光導(dǎo)纖維。當(dāng)時，世界上最優(yōu)秀的光學(xué)玻璃衰減達(dá)1000db/km左右。1970年，美國康寧公司首先研制成衰減為20db/km的光纖。同一年貝爾實驗室研制成功室溫下可以連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器，其體積小、重量輕、功耗低、效率高，是光纖通信的理想光源。從此，光纖就進(jìn)入了實用化的開展階段，世界各國紛紛開展光纖通信的研究。1.3波分復(fù)用技術(shù)的開展兩波長WDM(1310/1550nm)80年代在AT&T網(wǎng)中使用。90年代中期，開展緩慢，從155M－622M－2.5G－10GTDM，技術(shù)的相對簡單性和波分復(fù)用器件的開展還沒有完全成熟，到1995年開場高速開展。我國光通信的先行者郵電科學(xué)研究院研制的波分復(fù)用技術(shù)，為光網(wǎng)絡(luò)傳輸提供了實現(xiàn)"高速信息公路〞的可能。1997年，郵電科學(xué)研究院承當(dāng)了具有國際領(lǐng)先水平的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究與開發(fā)。1999年，國產(chǎn)首條密集波分復(fù)用系統(tǒng)工程在投入實際運行，說明我國光通信產(chǎn)業(yè)在該領(lǐng)域中已取得了重大的突破，并一躍成為世界上少數(shù)能夠開發(fā)、生產(chǎn)這一設(shè)備的國家之一。目前，我國已能夠自行提供從集成式，半開放式到全開放式整個系列的密集波分復(fù)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)將覆蓋國家干線網(wǎng)，本地網(wǎng)、教育網(wǎng)。1.4TDMFDMWDM的特點及應(yīng)用場合頻分復(fù)用(FDM，F(xiàn)requencyDivisionMultiplexing)就是將用于傳輸信道的總帶寬劃分成假設(shè)干個子頻帶(或稱子信道)，每一個子信道傳輸1路信號。頻分復(fù)用要求總頻率寬度大于各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸?shù)男盘柣ゲ桓蓴_，應(yīng)在各子信道之間設(shè)立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不干擾(條件之一)。頻分復(fù)用技術(shù)的特點是所有子信道傳輸?shù)男盘栆圆⑿械姆绞焦ぷ?，每一路信號傳輸時可不考慮傳輸時延，因而頻分復(fù)用技術(shù)取得了非常廣泛的應(yīng)用。頻分復(fù)用技術(shù)除傳統(tǒng)意義上的頻分復(fù)用(FDM)外，還有一種是正交頻分復(fù)用(OFDM)。波分復(fù)用(WDM，WavelengthDivisionMultiplexing)其本質(zhì)上是頻分復(fù)用而已。WDM是在1根光纖上承載多個波長(信道)系統(tǒng)，將1根光纖轉(zhuǎn)換為多條"虛擬〞纖，當(dāng)然每條虛擬纖獨立工作在不同波長上，這樣極提高了光纖的傳輸容量。由于WDM系統(tǒng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性與有效性，使之成為當(dāng)前光纖通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的主要手段。波分復(fù)用技術(shù)作為一種系統(tǒng)概念，通常有3種復(fù)用方式，即1310nm和1550nm波長的波分復(fù)用、粗波分復(fù)用(CWDM，CoarseWavelengthDivisionMultiplexing)和密集波分復(fù)用(DWDM，DenseWavelengthDivisionMultiplexing)。時分復(fù)用(TDM，TimeDivisionMultiplexing)就是將提供應(yīng)整個信道傳輸信息的時間劃分成假設(shè)干時間片(簡稱時隙)，并將這些時隙分配給每一個信號源使用，每一路信號在自己的時隙獨占信道進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸。時分復(fù)用技術(shù)的特點是時隙事先規(guī)劃分配好且固定不變，所以有時也叫同步時分復(fù)用。其優(yōu)點是時隙分配固定，便于調(diào)節(jié)控制，適于數(shù)字信息的傳輸；缺點是當(dāng)某信號源沒有數(shù)據(jù)傳輸時，它所對應(yīng)的信道會出現(xiàn)空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個空閑的信道，因此會降低線路的利用率。時分復(fù)用技術(shù)與頻分復(fù)用技術(shù)一樣，有著非常廣泛的應(yīng)用，就是其中最經(jīng)典的例子，此外時分復(fù)用技術(shù)在廣電也同樣取得了廣泛地應(yīng)用，如SDH，ATM，IP和HFC網(wǎng)絡(luò)中CM與CMTS的通信都是利用了時分復(fù)用的技術(shù)。1.5仿真軟件OptiSystem的使用OptiSystem這個通訊系統(tǒng)模擬軟件是一個功能強大且十分好入門操作的一款軟件，應(yīng)用該門軟件可以實現(xiàn)對各種與光纖通信技術(shù)系統(tǒng)有關(guān)〔各種類型寬帶光網(wǎng)絡(luò)物理層的虛擬光連接〕的設(shè)計、測試和優(yōu)化。如你想做一個和距離通訊系統(tǒng)到MANS和LANS有關(guān)的，你也可以用這個強大的軟件，OptiSystem有很多其獨特優(yōu)點，例如選用的各類器件均是真實的器件，你可以自己對系統(tǒng)進(jìn)展分級定義，運用其強大的模擬環(huán)境進(jìn)展仿真。如果沒有你想要的期間怎么辦，不用怕，你可以根據(jù)你想要器件的參數(shù)進(jìn)展附加的用戶器件庫擴(kuò)展，其完整的操作界面讓你永遠(yuǎn)不會覺得自己建立器件庫這是一個很艱巨的任務(wù)。OptiSystem仿真軟件自帶了許多光通信系統(tǒng)的器件模型，你可以以這些模型為參考根底，運用圖形用戶界面控制光子器件進(jìn)展進(jìn)一步的設(shè)計、升級和仿真演示。令你意想不到的豐富的有源無源器件庫可以讓你眼前一亮，這些器件均包括了默認(rèn)的實際應(yīng)用的、波長相關(guān)的參數(shù)，不經(jīng)如此你還可以自我調(diào)節(jié)這些參數(shù)，已到達(dá)你最想要的結(jié)果。以上這些條件可以讓你的思路進(jìn)展無限的拓展，你可以制作你自己想要的任何光通信系統(tǒng)，不管是參數(shù)的優(yōu)化掃描，還是研究某些特定的器件技術(shù)參數(shù)對系統(tǒng)性能的各種影響。optisystem軟件的開發(fā)研究其實就是為了滿足各類人員例如研究開發(fā)人員、光纖通信技術(shù)方面的學(xué)者、工程師等人群。所以O(shè)ptiSystem軟件是一個非常符合當(dāng)今社會光纖通信飛速開展趨勢而有易于上手使用的光纖系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)工具,而且運用該軟件進(jìn)展虛擬模擬可以更加快速、廉價的進(jìn)展大規(guī)模的光通信系統(tǒng)設(shè)計與研究，同時還可以讓你對于整個系統(tǒng)有一個更加進(jìn)一步的認(rèn)識。通過optisystem仿真軟件你可以掃描、測量并優(yōu)化任何你想要的參數(shù)例如Q因子、色散系數(shù)等等。本次畢設(shè)運用OptiSystem軟件成功模擬出了完整的WDM點到點8信道的光傳輸系統(tǒng)。并對WDM光傳輸系統(tǒng)進(jìn)展仿真，重點是研究在WDM光傳輸系統(tǒng)中，光纖的損耗、色散、非線性效應(yīng)對光信號的影響。第二章波分復(fù)用技術(shù)2.1WDM技術(shù)簡介波分復(fù)用〔WDM：WavelengthDivisionMultiplexing〕技術(shù)是一根在光纖中同時傳輸多個光波信號的一項技術(shù)。其根本原理是在發(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)展傳輸，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)出原信號后送入不同的終端，因此將此項技術(shù)稱為光波分分割復(fù)用，簡稱光波分復(fù)用技術(shù)。既是在一定的帶寬上將輸入的光信號調(diào)制在特定的頻率上，然后將調(diào)制后的信號復(fù)用在一根光纖上，完成此調(diào)制的關(guān)鍵是波長復(fù)用器的應(yīng)用。復(fù)用后的信號經(jīng)傳送后到達(dá)的遠(yuǎn)端，在經(jīng)過別離或解復(fù)用出不同的波長，然后由不同的檢測器將各自的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，或者直接獲取各自的波長信號，并且將它們連接到其他的WDM線路上。WDM系統(tǒng)通過使用不同的波長〔在1550nm附近〕來承載多個通路的信號，其中可包含大量的2.5Gbit/s和10Gbit/s信號。在實驗室中，已成功地實現(xiàn)了在120KM長的光纖上傳送2.6Tbit/s〔既復(fù)用132波，每波20Gbit/s〕信號的實驗。WDM的優(yōu)勢在于：復(fù)用多個光業(yè)務(wù)到一根光纖上，允許靈活地擴(kuò)展帶寬，降低復(fù)用本錢，重復(fù)利用現(xiàn)存的光信號。特別是在光放大器引入后，光放大器不需要經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、電光轉(zhuǎn)換和信號再生等復(fù)雜過程，可直接對信號進(jìn)展全光放大。WDM光聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵是光分插復(fù)用器〔OADM〕和光穿插連接器〔OXC〕的引入，組成這些元素的根本模塊式空分交換模塊，建立輸入和輸出端口之間的信道聯(lián)接。所有這些，將使電信網(wǎng)絡(luò)通道的組織、調(diào)配、平安保護(hù)等更趨靈活。WDM傳送網(wǎng)分為三層構(gòu)造：電路層、通道層和傳輸媒質(zhì)層。其中光通道(OP)技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，能夠同時提高線路傳送容量和節(jié)點的吞吐量，而且在寬帶寬、終端到終端的通信中，能夠顯著降低傳送網(wǎng)的本錢。OP模式分為兩種構(gòu)造：波長通道(WP)和虛波長通道(VWP)。WP在整個路由分配唯一一個波長，而VWP在每個鏈路上分配一個波長：WP具有全局意義，而VWP只具有局部意義。這兩種構(gòu)造各具特點：采用VWP技術(shù)，波長利用率和路由選擇的自由度將高于WP技術(shù)，對于同一物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和同樣數(shù)目的波長，VWP可以容納更多的光通道：從波長的管理角度出發(fā)，WP方案要求對全網(wǎng)進(jìn)展集中控制，而VWP采取鏈路到鏈路的分布式控制；在WP方案中，假設(shè)不能分配一個從源節(jié)點到目的節(jié)點波長一致的光通道，就會發(fā)生波長阻塞，而VWP只存在由于沒有空閑的波長通道造成的容量阻塞。光通道穿插連接(OPXC)提供了VWP方案所要求的波長轉(zhuǎn)換能力。OPXC通過傳送-耦合型矩陣開關(guān)(DC-SW)的應(yīng)用，為VWP提供高性能的調(diào)制和升級能力。WDM光聯(lián)網(wǎng)已由最初的線形點到點式傳送構(gòu)造，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)型構(gòu)造、網(wǎng)型構(gòu)造?，F(xiàn)在的WDM系統(tǒng)與SDH在構(gòu)造上非常相似，WDM光聯(lián)網(wǎng)是在SDH的根底上，應(yīng)用OADM和OXC設(shè)備建立起來的。與后者相比，其網(wǎng)絡(luò)容量不斷提高，保護(hù)能力也日益增強。2.2波分復(fù)用技術(shù)的特點受用戶業(yè)務(wù)多樣化要求和網(wǎng)絡(luò)開展的驅(qū)動，特別是由于接入層IP業(yè)務(wù)帶寬的顯著增長和長途網(wǎng)DWDM容量的急劇擴(kuò)大，在城域網(wǎng)特別是其核心層，波分復(fù)用技術(shù)得到了初步的應(yīng)用。波分復(fù)用在城域網(wǎng)中的應(yīng)用與其自身的技術(shù)特點有著很大的關(guān)系：1.支持多協(xié)議多業(yè)務(wù)，具有光的透明性WDM技術(shù)屬于OSI七層協(xié)議的最底層―物理層。它提供了獨立于業(yè)務(wù)類型的傳送構(gòu)造，其表現(xiàn)形式是對上層業(yè)務(wù)透明，能在波長級別支持現(xiàn)有及未來新的數(shù)據(jù)格式。2.網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性好，拓?fù)潇`活WDM系統(tǒng)既可滿足點到點的組網(wǎng)需求，也可以根據(jù)業(yè)務(wù)拓樸的需要滿足星形、環(huán)形、格狀等組網(wǎng)模式，非常適合城域網(wǎng)新業(yè)務(wù)的開拓及業(yè)務(wù)頻繁調(diào)整的現(xiàn)實情況。3.快速及時的帶寬配置，業(yè)務(wù)擴(kuò)展性能好WDM系統(tǒng)能夠快速地進(jìn)展波長配置，隨著技術(shù)的演進(jìn)，今后還能提供便捷的端到端的連接。一個連接可以提供的帶寬可以從幾十Mb到波長級別，甚至可以擴(kuò)大到整根光纖。另外，對于城域網(wǎng)未來衍生出的新類型業(yè)務(wù)，如按需帶寬業(yè)務(wù)、波長批發(fā)、波長出租、帶寬交易、光層虛擬專用網(wǎng)〔VPN〕等，城域波分系統(tǒng)今后也可以很好地支持。由于WDM系統(tǒng)的開展方向是全光網(wǎng)絡(luò)和ASON，在光網(wǎng)絡(luò)的根底上引入了控制平面的概念，管理平臺可以更加靈活方便地對業(yè)務(wù)進(jìn)展管理和調(diào)度。4.多種生存性要求，多種業(yè)務(wù)保護(hù)機制共存對于系統(tǒng)上運行的波長信號，點對點的WDM系統(tǒng)〔OMT〕提供光層的通道和復(fù)用段保護(hù)機制，以確保承載業(yè)務(wù)的可靠性傳輸。5.提供大容量的帶寬需求波分復(fù)用系統(tǒng)提供的高帶寬利用，是任何其它組網(wǎng)形態(tài)所無法比較的。它在很大程度上彌補了城域網(wǎng)絡(luò)中光纖數(shù)量缺乏的缺憾。目前商用的波分復(fù)用系統(tǒng)的帶寬可以到達(dá)320G。利用長波長區(qū)〔L-Band〕或降低波長間隔可以方便地開發(fā)出更高的帶寬通道，解決實際需要。2.3波分復(fù)用在光纖中的應(yīng)用近幾年隨著多媒體通信的開展和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，信息交流的領(lǐng)域圍不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)通信容量急劇增加，因而不斷增加電信網(wǎng)絡(luò)容量變得越來越重要。采用密集波分復(fù)用〔DWDM〕技術(shù)可在不投入大量資金的情況下，在原有單模光纖上提供更多的傳輸通道，且DWDM系統(tǒng)的建立周期短，能更好地實現(xiàn)信息傳輸?shù)亩嘣?，以較短的時間實現(xiàn)對光纜通信傳輸網(wǎng)的擴(kuò)容，充分滿足社會各界對各種帶寬業(yè)務(wù)的需求。開發(fā)式的密集波分復(fù)用〔DWDM〕網(wǎng)絡(luò)不僅采用光技術(shù)進(jìn)展傳輸，而且通過光波長選擇器件將不同波長的不同光信號合并和別離，在節(jié)點處實現(xiàn)光復(fù)用和光去復(fù)用，突破了電路的處理速度，為實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)奠定了根底。第3章WDM的構(gòu)造設(shè)計3.1WDM系統(tǒng)的根本形式光波分復(fù)用器和解復(fù)用器是ADM技術(shù)的關(guān)鍵部件，將不同波長的信號結(jié)合在一起經(jīng)一根光纖輸出的器件稱為復(fù)用器〔也叫合波器〕。反之，經(jīng)同一傳輸光纖送來的多波長信號分解為各個波長分別輸出的器件稱為解波分復(fù)用器〔也叫分波器〕。從原理上講，這種器件是互易的〔雙向可逆〕，即只要將解復(fù)用器的輸出和輸入端反過來使用，就是復(fù)用器。因此復(fù)用器和解復(fù)用器是一樣的〔除非有特殊的要求〕。WDM系統(tǒng)的根本構(gòu)成主要有以下兩種形式：〔1〕雙線單相傳輸。單向WDM傳輸是指所有光通路同時在一根光纖上沿同一方向傳送。在發(fā)送端將在有各種信息的、具有不同波長的已調(diào)光信號λ1，λ2,,,，λn,通過光復(fù)用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸。由于各種信號是通過不同光波長攜帶的，因此彼此之間不會混淆。在承受端通過光解復(fù)用器將不同波長的信號分開，完成多路光信號傳輸?shù)娜蝿?wù)。反方向通過另一根光纖傳輸?shù)脑砼c此一樣?！?〕單線雙向傳輸。雙向WDM傳輸使之光通路在一根光纖上同時向兩個不同的方向傳輸。所用波長相互分開，以實現(xiàn)雙向全雙工的通信。雙向WDM系統(tǒng)在設(shè)計和應(yīng)用時必要考慮幾個關(guān)鍵的系統(tǒng)因素，如為了抑制多通道干擾〔MPT〕,必須注意到光反射的影響、雙向通路之間的隔離、串?dāng)_的類型和數(shù)值、兩個方向傳輸?shù)墓β孰娖街岛拖嗷ラg的依賴性、光監(jiān)控信道〔OSC〕傳輸和自動功率關(guān)斷等問題，同時要使用雙向光纖放大器。所以雙向WDM系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用相對說來要求較高，但與單向WDM系統(tǒng)相比，雙向WDM系統(tǒng)可以減少使用光纖和線路放大器的數(shù)量。另外，通過在中間設(shè)置光分插復(fù)用器〔OADM〕或光交插連接器〔OXC〕，可使各波長光信號進(jìn)展合流與分流，實現(xiàn)波長的上下路〔Add/Drop〕和路由分配，這樣就可以根據(jù)光纖通信和光網(wǎng)的業(yè)務(wù)量分布情況，合理地安排插入或分出信號。3.2WDM系統(tǒng)的根本構(gòu)造WDM系統(tǒng)由5大局部組成，分別為：光發(fā)射機、光接收機、光中繼放大器、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。以下主要介紹各個器件的功能。1.光發(fā)射機光發(fā)射機在WDM系統(tǒng)中屬于一個十分關(guān)鍵的核心器件，它不僅對WDM系統(tǒng)的激光發(fā)射器中的中心波長有一定的要求，而且還要根據(jù)傳輸光纖類型與傳輸?shù)倪h(yuǎn)近來選擇最適合的具有一定色度色散容量的發(fā)射機，在發(fā)送端首要任務(wù)是把光信號輸出設(shè)備輸出的光信號運用光轉(zhuǎn)換器來把不穩(wěn)定的非特性波長的光信號轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的特定波長信號，最后通過合波器合成轉(zhuǎn)換為多路光信號，再通過光功率放大器放大后輸出。2.光接收機光接收機的作用其實就是把在傳輸過程中由于各種原因而導(dǎo)致信號強度衰減的信號進(jìn)展一個檢測、放大、整形、再重新生成原傳輸信號，也就是把一個復(fù)用信號重新復(fù)原為原來的各種特定波長的信號。光接收機自身也要滿足很多條件，例如對光信號的靈敏度，各類參數(shù)是否正確，還要有抗光噪聲信號的能力以及較高的電帶寬的性能。3.光中繼放大器由于信號經(jīng)過很長距離的傳輸，必有一些原因使信號強度有所衰弱，所以就需要對這個衰弱了的信號進(jìn)展放大處理，以保證不失真，不影響傳輸性能。如今WDM系統(tǒng)使用的光纖放大器一般都是摻鉺光纖放大器。用該放大器來對衰弱了的信號進(jìn)展放大增益。4.光監(jiān)控信道光監(jiān)控信道的主要功能就是起到一個對系統(tǒng)各個信道傳輸狀況進(jìn)展監(jiān)控的作用，反映出每個信道當(dāng)前是否有異常狀況發(fā)生，易于人們對每個傳輸信道進(jìn)展修正和管理。5.網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可以通過光監(jiān)控信道傳送的字節(jié)來對整個WDM系統(tǒng)進(jìn)展平安性能的管理、故障問題的管理以及資源配置的管理等等。3.3光波分復(fù)用器和解復(fù)用器光波分復(fù)用器和光波分解復(fù)用器在整個WDM系統(tǒng)中占據(jù)著十分重要的地位，如果它們的性能有問題將會給整個WDM系統(tǒng)的傳輸性能帶來致命性的打擊，所以光波分復(fù)用器和光波分解復(fù)用器在整個WDM光傳輸系統(tǒng)對于傳輸質(zhì)量來說有決定性的作用。光波分復(fù)用器光波分復(fù)用器的作用其實就是把多個不同規(guī)格的信號全都合并起來再同一根光纖上來傳輸，而光波分解復(fù)用器就是起到一個與光波分復(fù)用器相反的作用，即將復(fù)用在一起同一根光纖上傳輸?shù)亩鄠€規(guī)格的信號拆分開來成為單一規(guī)格波長的信號在分別輸出，這了兩個器件也是一種可以互相轉(zhuǎn)換的存在。把復(fù)用器的輸入端和輸出端反過來使用就變成了解復(fù)用器，同理把解復(fù)用器的輸入端和輸出端反過來使用就變成了復(fù)用器。光波分復(fù)用器和光波分解復(fù)用器的主要性能指標(biāo)是接入損耗和串?dāng)_，如果你要選擇一個光波分復(fù)用器或者光波分解復(fù)用器，它的頻偏及接入損耗要盡可能的小，因為這兩個因素滿足了，不同波長信號間影響就小了同時信道間的串?dāng)_也就變小了，對隔離度也會變大。當(dāng)今社會WDM系統(tǒng)中所采用的光波分復(fù)用器主要有兩種，一個是介質(zhì)薄膜型光波分復(fù)用器，一個是光柵型光波分復(fù)用器。3.4WDM技術(shù)目前存在的問題以WDM技術(shù)為根底的具有分插復(fù)用和穿插連接功能的光傳輸網(wǎng)具有易于重構(gòu)、良好的擴(kuò)展性等優(yōu)勢，已成為未來高速傳輸網(wǎng)的開展方向，很好的解決以下問題有利于其實用化。〔1〕WDM是一項新的技術(shù)，其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定較粗，因此不同商家的WDM產(chǎn)品互通性極差，特別是在上層的網(wǎng)絡(luò)管理方面。為了保證WDM系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中的大規(guī)模實施，需保證WDM系統(tǒng)間的互操性以及WDM系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)間互連、互通，因此應(yīng)加強光接口設(shè)備的研究?！?〕WDM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理，特別是具有復(fù)雜上/下通路需求的WDM網(wǎng)絡(luò)管理不是很成熟。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模采用需要對WDM系統(tǒng)進(jìn)展有效網(wǎng)絡(luò)管理，例如在故障管理方面，由于WDM系統(tǒng)可以在光通道上支持不同類型的業(yè)務(wù)信號，一旦WDM系統(tǒng)發(fā)生故障，操作系統(tǒng)應(yīng)能及時自動發(fā)現(xiàn)，并找出故障原因；目前為止相關(guān)的運行維護(hù)軟件仍不成熟，在性能管理方面，WDM系統(tǒng)使用模擬方式復(fù)用及放大光信號，因此常用的比特誤碼率并不適用于衡量WDM的業(yè)務(wù)質(zhì)量，必須尋找一個新的參數(shù)來準(zhǔn)確衡量網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的效勞質(zhì)量等。〔3〕一些重要光器件的不成熟將直接限制光傳輸網(wǎng)的開展，如可調(diào)諧