_学生用书-(WDM原理)

WDM原理WDM原理Page1of38日期：2006-6-16文件号：版本：PA1声明本书仅作本公司内部员工技术交流用本书内容仅作为扩充知识的参考，具体的技术操作还应遵从相应厂家的技术指导文件WDM原理WDM原理Page2of38日期：2006-6-16文件号：版本：PA1本书版本记录日期版本2006-6-16PA1本书内容对应的系统版本无WDM原理WDM原理Page3of38日期：2006-6-16文件号：版本：PA1WDM原理目录第1章波分复用技术概述...........................................................51.1波分复用光传输技术........................................................51.1.1波分复用的基本概念..................................................51.1.2WDM技术的发展背景..................................................51.2DWDM原理概述.............................................................61.3WDM设备的传输方式........................................................71.3.1单向WDM............................................................71.3.2双向WDM............................................................81.4开放式与集成式系统........................................................91.5WDM系统组成..............................................................91.6WDM的优势................................................................91.7CWDM简介................................................................10第2章WDM传输媒质..............................................................112.1光纤的结构..............................................................112.2光纤的种类..............................................................122.3光纤的基本特性...........................................................132.3.1几何尺寸（模场直径）...............................................132.3.2衰减常数...........................................................132.3.3色散系数...........................................................13第3章DWDM关键技术.............................................................153.1光源....................................................................153.1.1激光器的调制方式...................................................153.1.2激光器的波长的稳定.................................................173.2光电检测器..............................................................183.2.1PIN光电二极管.....................................................183.2.2雪崩光电二极管（APD）..............................................193.3光放大器................................................................19WDM原理WDM原理Page4of38日期：2006-6-16文件号：版本：PA13.3.1光放大器概述.......................................................193.3.2掺铒光纤（EDF）....................................................203.3.3EDFA增益平坦控制..................................................203.3.4EDFA的增益锁定....................................................213.3.5掺铒光纤放大器的优缺点.............................................233.3.6拉曼光纤放大器.....................................................233.3.7有关光放大器的技术指标.............................................243.4光复用器和光解复用器.....................................................243.4.1光栅型波分复用器...................................................253.4.2介质薄膜型波分复用器...............................................263.4.3熔锥型波分复用器...................................................273.4.4集成光波导型波分复用器.............................................273.4.5波分复用器件性能比较...............................................283.4.6对光复用器件的基本要求.............................................283.5光监控信道..............................................................293.5.1光监控通路要求.....................................................293.5.2监控通路接口参数...................................................303.5.3监控通路的帧结构...................................................30第4章DWDM光传输系统的技术规范.................................................324.1ITU-T有关WDM系统的建议.................................................324.2传输通道参考点的定义.....................................................324.3光波长区的分配...........................................................33附录1专用词汇及缩略语..........................................................36WDM原理WDM原理Page5of38日期：2006-6-16文件号：版本：PA1第1章波分复用技术概述1.1波分复用光传输技术1.1.1波分复用的基本概念光通信系统可以按照不同的方式进行分类。如果按照信号的复用方式来进行分类，可分为频分复用系统（FDM-FrequencyDivisionMultiplexing）、时分复用系统（TDM-TimeDivisionMultiplexing）、波分复用系统（WDM-WavelengthDivisionMultiplexing）和空分复用系统（SDM-SpaceDivisionMultiplexing）。所谓频分、时分、波分和空分复用，是指按频率、时间、波长和空间来进行分割的光通信系统。应当说，频率和波长是紧密相关的，频分也即波分，但在光通信系统中，由于波分复用系统分离波长是采用光学分光元件，它不同于一般电通信中采用的滤波器，所以我们仍将两者分成两个不同的系统。波分复用是光纤通信中的一种传输技术，它利用了一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点，把光纤可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用（OFDM），只是因为光波通常采用波长而不用频率来描述、监测与控制。随着电-光技术的向前发展，在同一光纤中波长的密度会变得很高。因而，使用术语密集波分复用（DWDM-DenseWavelengthDivisionMultiplexing），与此对照，还有波长密度较低的WDM系统，较低密度的就称为稀疏波分复用（CWDM-CoarseWaveDivisionMultiplexing）。这里可以将一根光纤看作是一个“多车道”的公用道路，传统的TDM系统只不过利用了这条道路的一条车道，提高比特率相当于在该车道上加快行驶速度来增加单位时间内的运输量。而使用DWDM技术，类似利用公用道路上尚未使用的车道，以获取光纤中未开发的巨大传输能力。1.1.2WDM技术的发展背景随着科学技术的迅猛发展，通信领域的信息传送量正以一种加速度的形式膨胀。信息时代要求越来越大容量的传输网络。近几年来，世界上的运营公司及设备制造厂家把目光更多地转向了WDM技术，并对其投以越来越多的关注，增加光纤网络的容量及灵活性，提高传输速率和扩容的手段可以有多种，下面对几种扩容方式进行比较。1.空分复用SDM（SpaceDivisionMultiplexer）空分复用是靠增加光纤数量的方式线性增加传输的容量，传输设备也线性增加。在光缆制造技术已经非常成熟的今天，几十芯的带状光缆已经比较普遍，而且先进的光纤接续技术也使光缆施工变得简单，但光纤数量的增加无疑仍然给施工以及将来线路的维护带来了诸多不便，并且对于已有的光缆线路，如果没有足够的光纤数量，通过重新敷设光缆来扩容，工程费用将会成倍增长。而且，这种方式并没有充分利用光纤的传输带宽，造成光纤带宽资源的浪费。作为通信网络的建设，不可能总是采用敷设新光纤的方式来扩容，事实上，在工程之初也很难预测日益增长的业务需要和规划应该敷设的光纤数。因此，空分复