HCNATS03_WDM_原理_ISSUE1.00

1、Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. WDM 原理Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page2前 言lWDM技術(shù)是一種比較先進(jìn)的光纖通信新技術(shù)，并且相對(duì)成熟，已經(jīng)進(jìn)入到商用階段，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使我們對(duì)于WDM的原理有一個(gè)基本的了解和認(rèn)識(shí)。 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page3培訓(xùn)目標(biāo)l學(xué)完本課程后，您應(yīng)

2、該能：p掌握WDM的基本概念及原理、傳輸方式和基本構(gòu)成；p了解WDM的傳輸媒介；p掌握WDM的技術(shù)原理和關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法；p了解WDM光傳輸系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page4目 錄1. 系統(tǒng)概述2. WDM的傳輸媒質(zhì) 3. WDM中的關(guān)鍵技術(shù)4. WDM的相關(guān)技術(shù)規(guī)范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page5系統(tǒng)擴(kuò)容解決方案系統(tǒng)擴(kuò)容解決方案 nSDMn鋪設(shè)新光纜n時(shí)間與成本n

3、TDMn更高的比特速率nSTM-16 STM-64n成本與復(fù)雜度nWDM n經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)n快速快速n成熟成熟如何增加網(wǎng)絡(luò)容量？Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page6什么是波分復(fù)用？高速公路加油站巡邏車(chē)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page7WDM概念121 2 nnSDH signalIP packageATM cellsl把不同波長(zhǎng)的光信號(hào)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（

4、 Wavelength Division Multiplexing ）Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page8l N路波長(zhǎng)復(fù)用的路波長(zhǎng)復(fù)用的WDM系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要有：系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要有：p 光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元（OTU）；p 波分復(fù)用器：分波/合波器（ODU/OMU）；p 光放大器（BA/LA/PA）；p 光/電監(jiān)控信道（OSC/ESC）。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)OTUOTUOTUOM/OAOA/ODOTUOTUOTUOSCOSCOSCOACopyright 2011Huawei Technologies Co.

5、, Ltd. All rights reserved. Page9傳輸模式l單纖單向M40M40MUXDMUXOTUOTUCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page10M40M40MUX/DMUXDMUX/MUX傳輸模式l單纖雙向OTUOTUCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page11應(yīng)用模式l開(kāi)放式系統(tǒng)M40M40MUXDMUXOTUOTU客戶設(shè)備客戶設(shè)備客戶設(shè)備客戶設(shè)備Copyright 2011H

6、uawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page12應(yīng)用模式l集成式系統(tǒng)M40M40MUXDMUX客戶設(shè)備客戶設(shè)備客戶設(shè)備客戶設(shè)備Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page13WDM的優(yōu)勢(shì)l超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸l對(duì)數(shù)據(jù)的“透明”傳輸l系統(tǒng)升級(jí)時(shí)能最大限度地保護(hù)已有投資l高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page1

7、4CWDM 與 DWDMlCWDM：稀疏波分復(fù)用lDWDM：密集波分復(fù)用擴(kuò)展C波段 192個(gè)波長(zhǎng), 通道間隔25GHz196.075THz192.100THzC 波段 160個(gè)波長(zhǎng)192.075THz擴(kuò)展32個(gè)波長(zhǎng)191.300THzITU-T G.694.1Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page15問(wèn) 題l什么是 WDM, DWDM 和 CWDM?l兩種傳輸模式的差別 l兩種應(yīng)用模式的差別lWDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd.

8、All rights reserved. Page16目 錄1. 系統(tǒng)概述2. WDM的傳輸媒質(zhì)的傳輸媒質(zhì) 3. WDM中的關(guān)鍵技術(shù)4. WDM的相關(guān)技術(shù)規(guī)范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page17光纖的結(jié)構(gòu)l 光纖是由圓柱形玻璃纖芯和玻璃包層構(gòu)成，最外層是一種彈性耐磨的塑料護(hù)套，整根光纖呈圓柱形。 n2n1折射折射全反射包層包層纖芯纖芯護(hù)套護(hù)套Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page18衰耗9

9、001300 1400 15001600 1700nmdB/km231451200Multi-mode （850900nm）ObandES CLUOH-Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page19色散l色度色散:時(shí)間時(shí)間功率功率光脈沖信號(hào)光脈沖信號(hào)傳送傳送L1 (km)傳送傳送L2 (km)L2 (km)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page20色散系數(shù)色散系數(shù) G.6551550nm1310nm1

10、7ps/nm.kmG.653波長(zhǎng)波長(zhǎng)色散G.652：國(guó)內(nèi)大規(guī)模使用，具有1310nm零色散特性。G.653：1550nm零色散特性，F(xiàn)WM現(xiàn)象嚴(yán)重。G.655：1550nm少量色散，有效控制非線性效應(yīng)。Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page21色散補(bǔ)償l目前降低色度色散的影響主要是采用色散補(bǔ)償模塊對(duì)光纖中的色散累積進(jìn)行補(bǔ)償,主要方式為使用DCF（色散補(bǔ)償光纖）。l色散補(bǔ)償光纖與普通傳輸光纖的不同之處是它在1550nm處具有負(fù)的色散系數(shù)，DCF補(bǔ)償法實(shí)際上就是利用這種負(fù)色散的光纖，抵消 G.652

11、 /G.655光纖中的正色散。色散系數(shù)色散系數(shù)G.652普通色散補(bǔ)償光纖DSCF: 色散斜率補(bǔ)償光纖波長(zhǎng)波長(zhǎng)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page22問(wèn) 題l光纖中的衰耗區(qū)間是如何分布的？lG.652、G.653以及G.655 光纖的特性分別是什么?l如何補(bǔ)償色度色散？Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page23目 錄1. 系統(tǒng)概述2. WDM的傳輸媒質(zhì) 3. WDM中的關(guān)鍵技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)4. W

12、DM的相關(guān)技術(shù)規(guī)范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page24WDM中的關(guān)鍵技術(shù)l光源技術(shù)光源技術(shù)l光放大器技術(shù)光放大器技術(shù)l監(jiān)控技術(shù)監(jiān)控技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)l光復(fù)用器與解復(fù)用器光復(fù)用器與解復(fù)用器Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page25WDM對(duì)于光源的要求1較大的色散容限2輸出標(biāo)準(zhǔn)且穩(wěn)定的波長(zhǎng)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All righ

13、ts reserved. Page26直接調(diào)制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page27電吸收(EA)調(diào)制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page28LD直 流驅(qū)動(dòng)ITU 調(diào)制電流馬赫-策恩德?tīng)?M-Z)調(diào)制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page29幾種調(diào)制技術(shù)的對(duì)比類(lèi)型類(lèi)型直接調(diào)制直接調(diào)制電吸收調(diào)制

14、電吸收調(diào)制M-Z調(diào)制調(diào)制色散容限 (ps/nm)1200400072001280012800成本適中貴昂貴波長(zhǎng)穩(wěn)定性好較好很好Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page30光放大器EDFARFA拉曼光纖放大器摻鉺光纖放大器光放 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page31受激輻射lEr3+離子能極圖摻鉺光纖放大器E2 暫穩(wěn)態(tài)E3 激發(fā)態(tài)E1 基態(tài)1550nm信號(hào)光子信號(hào)光子1550nm信號(hào)光子信號(hào)光子9

15、80nm泵浦光子泵浦光子Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page32EDFA的結(jié)構(gòu)耦合器摻鉺光纖隔離器泵浦源隔離器光電檢測(cè)PINTAP信號(hào)輸入TAP信號(hào)輸出光電檢測(cè)PINCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page33EDFA的特性p工作波長(zhǎng)與單模光纖的最小 衰減窗口一致p耦合效率高p能量轉(zhuǎn)換效率高p增益高、噪聲指數(shù)較低、輸 出功率大p良好的增益穩(wěn)定性p增益區(qū)間固定受限 p增益不平坦性p光浪涌問(wèn)題優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

16、缺點(diǎn)缺點(diǎn)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page34自動(dòng)增益控制(AGC)PinPout增益1 n1 n增益保持不變EDFAPIN泵浦PINDSP分離器分離器EDF輸入光功率: Pin 輸出光功率: Pout增益= Pout / Pin 保持不變！耦合器Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page35拉曼放大器l 受激拉曼散射（SRS：Stimulated Raman Scattering）PumpGai

17、n30nm 13THz (70100nm) Pump370100nm30nmGainPump2Pump1Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page36拉曼放大器的特性p靈活的增益區(qū)間p結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 p利用了非線性效應(yīng)p低噪聲特性p高泵浦功率p低能量轉(zhuǎn)換效率p成本較高優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page37光放大器的應(yīng)用BA功率放大器功率放大器LA線路放大器線路放大器PA前置放大器前置放大

18、器M40OTUOTUM40M40OTUOTUM40MUXDMUXOAOAOACopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page38光復(fù)用器與解復(fù)用器光復(fù)用器 1 1 2 2 n n 1 1 2 2 n n光解復(fù)用器 1 1 2 2 n n 1 1 2 2 n nTFFAWG波導(dǎo)陣列光柵 介質(zhì)薄膜濾波器Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page39 1- 4 4 2 3自聚焦透鏡 1 濾波器 3 濾波器玻璃 1介質(zhì)

19、薄膜濾波器(TFF)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page40波導(dǎo)陣列光柵(AWG)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page41監(jiān)控技術(shù)OSC光監(jiān)控技術(shù)ESC電監(jiān)控技術(shù)Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page42光監(jiān)控通道l對(duì)光監(jiān)控的要求： p不應(yīng)限制OA上的泵浦光波長(zhǎng)；p不應(yīng)限制未來(lái)1310nm波長(zhǎng)的

20、業(yè)務(wù)；pOA失效時(shí)仍有效；p可超長(zhǎng)傳輸；具有分段雙向傳輸功能。M40M40FIUOTU1OTU2OTU3OTU4OTU1OTU2OTU3OTU4FIUOSCOSCS SC CC CS SC CC CCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page43OSC幀結(jié)構(gòu)TS0FA 定幀字節(jié)TS17F2 字節(jié)TS1E1 字節(jié)TS18F3 字節(jié)TS2F1 字節(jié)TS19E2 字節(jié)TS14ALC 字節(jié)Others保留TS3-TS13, TS15D1-D12 字節(jié)TS0TS1TS2TS3TS14TS15TS16TS31Co

21、pyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page44電監(jiān)控信道l特點(diǎn)：p 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；p 支持冗余備份；p 改善光功率預(yù)算；p 降低系統(tǒng)復(fù)雜度。M40M40OTU1OTU2OTU3OTU4OTU1OTU2OTU3OTU4S SC CC CS SC CC CCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page45問(wèn) 題lEA調(diào)制光源的機(jī)理是什么？l適用于波分系統(tǒng)的光復(fù)用器的類(lèi)型分別有哪幾種？lEDFA和Raman光放大器的區(qū)別是什么?lOSC信號(hào)的工作波長(zhǎng)和比特速率是多少？Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page46目錄1. 系統(tǒng)概述2. WDM的傳輸媒質(zhì) 3. WDM中的關(guān)鍵技術(shù)4. WDM的相關(guān)技術(shù)規(guī)范的相關(guān)技術(shù)規(guī)范 Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page47ITU-T 相關(guān)技術(shù)規(guī)范lG.