波分復(fù)用技術(shù)及其應(yīng)用

1、新技術(shù)與新業(yè)務(wù)© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 波分復(fù)用技術(shù)及其應(yīng)用郵電部北京設(shè)計院 汪海強摘要 簡要介紹r波分復(fù)用技術(shù)及讓發(fā)展概況:對實現(xiàn)i（）u嫌 代輸?shù)膬煞N方式進(jìn)行比較：并以西安至武漢匸程為例，介 紹了波分復(fù)用產(chǎn)品的實用情況:最后對波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用前杲進(jìn)行了展望.

2、關(guān)鍵詞 波分復(fù)用 技術(shù) 屁用© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 1波分復(fù)用技術(shù)M前談?wù)摰牟ǚ謴?fù)用就是利用一組右一沱間隔的 波氏系列（波氏間隔可以足均勻的，也可以足僅的勻 的），在每個波LC上運行-個系統(tǒng)（外系統(tǒng)的傳輸速率 可以是一致的也可以是不一致的）.這樣.通過增加I： 作

3、波心的數(shù)量，達(dá)到增加傳輸容量的LI的.光波分復(fù)用也被稱作光頻分復(fù)用.在右些場介,只 將波2間隔較大的稱為波分復(fù)用而將波比間隔在 lnm以卜的稱為頻分復(fù)用或密集波分復(fù)用.波分夏用系統(tǒng)的組成如附圖所從首先是波氏轉(zhuǎn)換即通過光波2轉(zhuǎn)換器或采用光燉 電燉光轉(zhuǎn)換的方式，將傳輸信號由標(biāo)準(zhǔn)波2 （如 1550nm, 131Chm ）轉(zhuǎn)換為波分冥用系統(tǒng)使用的系列工 作波氏之一然后多路光信號通過光復(fù)用器耦合到一 根光纖上,經(jīng)過放人后在線路中傳輸,在一定建離間, 設(shè)置線路放人器対信號進(jìn)行光屮繼放人，到達(dá)接收端 后，將放大的耦介信號解復(fù)用成參路光信號，然后通過 波氏轉(zhuǎn)換.將每路光信號的I作波2再轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)波 K.晟早

4、投入使用的是雙窗口波分復(fù)用系統(tǒng).即在 1310nm. 1550nm光纖的兩個工作窗丨I齊運行1個系 統(tǒng).早期敷設(shè)的光纜T線，光纖纖數(shù)少，擴容時往往沒 仃空余光纖.采用此技術(shù)，可以在不拆除1310nm I：開 通的原仃川）H設(shè)備的悄況卜，利用其未便用的 155（him窗口加開SDH 2. 5G14ft 系統(tǒng).此技術(shù)在南昌 一九江光纜擴容屮得到應(yīng)用，取得了良好效果.孜窗I波分境用技術(shù)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容 易，并町以仃效保護(hù)原仃投資.但山J兩窗口光纖衰減 相差較人.且現(xiàn)在使用的光放人器增益帯寬在1550.1 m 附近.所以兩系統(tǒng)無法共用中繼設(shè)涪.2 10GW熬傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)方式的比較在現(xiàn)冇技術(shù)條件

5、下.實現(xiàn)傳輸仃兩 種方式：時分復(fù)用l（x；l 方式和波分復(fù)用4 X 一12. 5（；bm 方式.22. 1性能比較 “時分復(fù)用1 （X ； I烘 方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較簡單.尤器件集成度高，設(shè)爸?jǐn)?shù)量較少，體枳較小. 再加上1（）（；1熾 系統(tǒng)設(shè)務(wù)的原理和構(gòu)造口己甘遍 使用的2. 5GI燔系統(tǒng)相似因而維護(hù)、施丁可以 仃一定的延續(xù)件.設(shè)涪管理、網(wǎng)絡(luò)管理都容易一些.但 這種方式也肴不足的地方，首先由于10GW®系統(tǒng)光電 轉(zhuǎn)換速度較2. 5（；! 系統(tǒng)更快，為達(dá)到隱定高速調(diào)制 的要求.對光電器件的件能妥求也隨Z提高這對系 統(tǒng)的安全穩(wěn)泄運行會右一定的影響。其次.10（；煥 放人色散較2. 5（；

6、1煥更加嚴(yán)格，而我國冊設(shè):的光纜人 部分采用G. 652光纖，此種光纖在155（）nm附近冇 18- 2（）p海Wtl探山的色散.所以l（X；l）m氏途傳輸必須 采用特殊技術(shù)（如使用色散補償光纖）克服色散限制 第三，對于10G晦 量級的傳輸，光散射、折射等僅線性 效應(yīng)對信號傳輸質(zhì)量的影響已經(jīng)不可忽視.冇效經(jīng)濟 的解決方法還有待研究:.対于波分攵用4x 2. 5(； 方式，它的基本速率為 2. 5Gl«fe,而2. 5G1燉系統(tǒng)的光電器件的穩(wěn)定性已為 實踐檢齡.色散容忍度也人人優(yōu)于1()<；1烘方式.光散 射、光的匸線性效咸(4波混頻除外)也不嘰顯，4波混頻 問題通過利用光纖固仃

7、色散或不均勻間隔波氏也可以 解決.另外,4x 2. 5Gb煥的組網(wǎng)方式、保護(hù)方式比 10(； A活、簡單.但也因為它的AE本速率為 2. 5GWft,所以設(shè)備集成度較時分冥用lOGbftfe為低, 設(shè)備較多，結(jié)構(gòu)較緊雜，増加了設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理的 堆度.隨若激光器陣列和接收機陣列的研制成功.這吃 弱點可以逐漸彌補.2. 2造價比較依據(jù)現(xiàn)在學(xué)握的淡料.如果不考老光纜的投淡.使 用1個4x 2. 5GI煥 系統(tǒng)比便用4個2. 5(；映 系統(tǒng)造價 略低些，這主姿足內(nèi)為屮繼設(shè)務(wù)及和關(guān)設(shè)施減少的 緣故.依據(jù)以往的經(jīng)齡.時分復(fù)用KX；I 的造價約為 4個2 5(；1燉 系統(tǒng)造價的70%左右.可見.要實現(xiàn)1

8、()(；烘 傳輸方式，時分復(fù)川方式比波分父川方式所需投資姿低 但波分復(fù)用4x2. 50熔 從經(jīng)濟角度看也冇貝特有 的優(yōu)勢.柞采用時分復(fù)用獲得KX；I容凰必須一次件 投資、次性建設(shè)，但在實際使用小，兩點間傳輸容 量需求是逐漸增加的，這樣&系統(tǒng)運行初期可能出現(xiàn)容 吊:空克現(xiàn)象便投說不能得到充分利用。一曰兩點間傳 輸容量超過從目前看，最終也將用波分復(fù)用技 術(shù)來實施擴容，但” x 嫩 波分IX用系統(tǒng)遠(yuǎn)沒仃 n x 2. 3Gk系統(tǒng)成熟，而且在擴容中，對原有0GI熾 時分攵用系統(tǒng)也需進(jìn)行改造。若采用波分復(fù)用系統(tǒng)則可 以來取分步擴容的方法，即開始町以便用中波道2. 5(；1熾 系統(tǒng)以滿足初期而求.

9、以后隨若通信業(yè)務(wù)量的增 加通過按2波、4波、X波的次序逐漸增加T?作波2 數(shù)磺的方式將傳輸容尿從2 5(；! 逐步提高到20( 以上。在此過程屮.只而増加兩端的終端設(shè)務(wù)。所以，從 有效利用和保護(hù)投資角度比較，波分復(fù)用4 x2. 5GI<® 占有明顯優(yōu)勢。3波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用西安一武漢光纜通信線全艮129()k m.將兩安、武 漢這兩個(：1級通拮中心血接連接起來.構(gòu)成J"連接我 國西北至華中的主丁通佇人動脈.工程建成后.將在西 安與兩、'：.烏、鄭兩成、京太兩、兩合、呼西等光纜T線相 連通；在賽樊號呼北光纜線相溝通；并在武漢號京漢 廣、宇漢渝等光纜T線相連通,

10、疏通西北地區(qū)* j華南、華 屮、華東間的氏話業(yè)務(wù)，從而使我國縱橫交錯的通信網(wǎng) 更加完善.人人增加r通信網(wǎng)的杲活件、安全件和川轄 性.同|寸,將極人地捉高工程沿線地區(qū)的通信水、卜，為中 兩部地區(qū)經(jīng)濟的加速發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件.考慮到該線在全國通信忖丁網(wǎng)11'的地位及沿線 地區(qū)的通涪業(yè)務(wù)發(fā)展帖況，郵電部決n采用波分攵用 SDH 4x 2 5(； 系統(tǒng).當(dāng)前從爭波分復(fù)用系統(tǒng)開發(fā)的公詞大休可以分為 以下兩類一類是以Ci«in公司、Pirelli公詞為代表.Ciena 公司的產(chǎn)品 CIENA MulliWuve" 1600可以 在I 550nm附近提供1 &個波K在毎

11、個波氏上可以開通 SDHISON ET J»D11系統(tǒng)丿聽采川“勺粉ME中41、頻率符 合ITU-T.GmcH草案的規(guī)定,見表1.表1 CIENA MultiVVave 1600系統(tǒng)的頻率分配標(biāo)準(zhǔn)中心頻率Hz)標(biāo)準(zhǔn)中心波長(nm )標(biāo)準(zhǔn)中心頻率(Hz)標(biāo)準(zhǔn)中心波長(nm )1941545. 32193.21551. 72193 91546. 12193. 11552 5219A 81546. 921931553 33191 71547. 72192.91554. 13191 61548.51192.81554. 9419A 51549. 32192.71555. 75193 4155

12、(). 12192.61556 55191 31550. 92192.51557. 36CIENA MuhiWave 1600光電再生段間的垠大 傳輸趴離為60厲m其屮光放大器間的茨離可以達(dá)到 12()km.最多可含5段光中繼段(span ).由此可以把該系 統(tǒng)?。粸閃系列.它的監(jiān)測倍道波氏為16251.11.Pirelli公司的T31系列可以在1550nm附近提供 2- 1 6個波長，中心波氏在1 534 156 Inrn之間,在每個 波氏上可以開通SDH燃ONET、PDH系統(tǒng).該系統(tǒng)光 電再生段間最多可倉5段光中繼段(sn )，毎段衰減范 圍為2&IB.最大色散為10(XX)p4y

13、iiin,由此可以把該系統(tǒng) 歸為W系列.它的監(jiān)測信道波K為1480nm.這兩家公mJ都足1力生產(chǎn)光器件轉(zhuǎn)而生產(chǎn)波分攵用 設(shè)備的.因此他們制造的波分復(fù)用設(shè)備具仃較好的光 學(xué)性能參數(shù),可以兼容多丿家2. 5(；慨系統(tǒng)產(chǎn)品.但他 們由于沒仃口 c的2.5(；im速率以卜的傳輸系統(tǒng)產(chǎn)品. 所以在系統(tǒng)恥置、網(wǎng)絡(luò)管理等方而無法做到統(tǒng)籌巧慮.另一類是以Lucent (原AT& T )公司為代表的傳 統(tǒng)傳輸設(shè)備供W商.他們仃成熟的2. 5G煥系統(tǒng)設(shè)笛以 及I倔的系統(tǒng)設(shè)il經(jīng)驗，所以他們?nèi)硕及巡ǚ峙ú糠?與2. 5(； 1熾 系統(tǒng)產(chǎn)品集成在同機架內(nèi).這樣不但可 以使造價和対低廉一些.Iflj 1-1.

14、2. 5(；1烘系統(tǒng)終端設(shè)備 波分攵用設(shè)備便J：在同網(wǎng)管平臺上進(jìn)行符理.Lucent公司的OLS系統(tǒng)可以在1550hm附近提 供4或8個波氏,屮心頻率見表2.每個波長I".可以開通 SDHJJBONET ,PDH系統(tǒng).值得注意的是,該系統(tǒng)使用 的屮心頻率與IT U-T.Gm< s草案的規(guī)定仃孑們,該系 統(tǒng)的第一代產(chǎn)品光電再牛段間最多可含3段光1繼段 (span )，每段衰減范圉 為22- 33<IB,故人色散為 6500冊】山，山此可以扌巴該系統(tǒng)U I為、系列.該系統(tǒng) 的第二代產(chǎn)品電'P繼段間最多可含8段光屮繼段 (span )毎段最人衰減范IH為241B最人色散

15、為 l(XXX)pnn, 11J此叮以把該系統(tǒng)0_1為Z系列.它的監(jiān) 測信道波氏為1532nm.表2 Lucent公司OLS系統(tǒng)頻率分配表標(biāo)準(zhǔn)中心頻率(Hz)標(biāo)準(zhǔn)屮心波長(ntn )標(biāo)準(zhǔn)中心頻率(Hz)標(biāo)準(zhǔn)中心波長(nm )193. 491549 42536192 691555.85831193.291551 02860192 491557.47490193. ()91552 63517192 291559. ()9485192. 891554 24507192 ()9*156().71818使用4波2波分父用時所使用的中心頻率纖的傳輸速率可達(dá)到1250G1燔.可見,利用波分復(fù)用 技術(shù)捉高傳輸

16、容星具勺極人的潛力.由于光了與電子相比.更冇可能提高通信速率所 以全光通信網(wǎng)將成為未來寬帶高速通信的基礎(chǔ).(H全 光通佔網(wǎng)的實現(xiàn)不足揮而就的，要分階段來實施.忡 先是完成點到點的全光傳輸，即在傳輸過程川沒仃光 電或電光轉(zhuǎn)換.摻鋼光放大器(EDEA )的田現(xiàn)，使這一 階段LH將完成.第階段，在備巧點間組成全光傳輸 網(wǎng)，利用光路山器和光頻率轉(zhuǎn)換器.光信號通過轉(zhuǎn)換中 心丁作波氏，方便地進(jìn)行節(jié)點上的光分插以及在網(wǎng)絡(luò) 間的信號交換最后隨著光處理、光交換、光計算等技 術(shù)的成熟，便Q息的分析、傳送等全都利用光作為媒 介，形成全光通信網(wǎng).波分攵用技術(shù)的發(fā)展速度，將対 后兩個階段的實現(xiàn)特別是金光傳輸網(wǎng)的實現(xiàn).仃

17、很大 的影啊.內(nèi)此,波分復(fù)用及和關(guān)技術(shù)在今后的相當(dāng)氏時 期內(nèi)，將足研究和開發(fā)的熱點.參考文獻(xiàn)1 ITL-T G. m<» 建議A'-.June 19962王國祥.光頻分復(fù)用技術(shù)及其應(yīng)用.電信科學(xué)1995(5)3孫榮海，李樂民.密集波分復(fù)用光波網(wǎng)技術(shù)及其進(jìn)展電仁科學(xué)， 1995(12)© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, OLS系統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)能在本地或遠(yuǎn)端對在線光 放大器OA進(jìn)行故障檢測和性能劣化監(jiān)視，目前波分 壇用系統(tǒng)作為外部故障

18、告警最接入SDH設(shè)齡從而 共同使用SDH的網(wǎng)管系統(tǒng).將來目標(biāo)是把兩個網(wǎng)管 系統(tǒng)統(tǒng)到-個網(wǎng)涉平臺上.基于以上了解，同時考慮到,該工程中的中心城市 相茨較遠(yuǎn)，而小城鎮(zhèn)較密集的特點最好選用光電再牛 段距離較2、光屮繼段段數(shù)較多的Z系列.這樣可以 減少大屋光電轉(zhuǎn)換設(shè)務(wù)因此木T程的傳輸設(shè)笛擬采 用定向采購方式使用Lucent公司的()1.S系統(tǒng)第二代 的產(chǎn)品.4光波分復(fù)用的發(fā)展前景現(xiàn)在人類止11益步入信息社會.信息交換越來越 頻繁.抑;研究人員偵測，在對偵見的未來，個家庭約 而要1(；1煥的傳輸容量，才能滿足家庭成員與外界信 息交流.由此可以想見.未來通信網(wǎng)的傳輸容彊的規(guī) 模.根擁現(xiàn)在的知識，只佝光纖通倚力能滿足這樣的要 求.在15(X) 16()()rirn之間,光纖傳輸?shù)乃ズ妮^小見 對應(yīng)的頻帶寬度約為12500GHz.以ITU-T G. me規(guī) 泄的晟小間隔l(XX；Uz為標(biāo)準(zhǔn),該頻帯可提供125個中 心丁作波匕以每個波氐上傳輸10GI熾 訂舁.一根光讀者來信輒信技術(shù)糅輯部：尊敬的乞位老師，1997年的11信技術(shù)心 經(jīng)看到了兩期,無論是版面設(shè)計、內(nèi)容編排,還 是封面、廣告的設(shè)計和內(nèi)部文章的印刷都是十 分粘龍拿到后第個感覺就足尚貴多了，可 以說噸信技術(shù)匕了 一個新臺階.瀆過前兩期感到內(nèi)容上更結(jié)合實際、貼近 讀者,比如我就非常