1wdm技術(shù)與應(yīng)用091121

1、WDM技術(shù)與應(yīng)用7/15/2022了解WDM的基本概念、基本原理、組成結(jié)構(gòu)了解WDM的傳輸媒質(zhì)掌握DWDM的關(guān)鍵技術(shù)掌握DWDM的受限因素及解決辦法了解波分典型組網(wǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程內(nèi)容第一章 波分復(fù)用技術(shù)概述第二章 WDM 的傳輸媒質(zhì)第三章 DWDM的關(guān)鍵技術(shù)第四章 WDM系統(tǒng)受限因素第五章 典型組網(wǎng)信號(hào)流WDM產(chǎn)生的背景采用SDM，鋪設(shè)多芯新光纜(需考慮時(shí)間與成本)更高比特率TDM。STM-1-STM-64一根光纖上傳輸多個(gè)信號(hào)各種新業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，需要的帶寬越來越大如何提高傳輸容量高速路加油站巡邏車什么是WDM？小車/信號(hào) 高速路/光纖 加油站/光放站 巡邏車/監(jiān)控信道2.5G10GGE把不同

2、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（ Wavelength Division Multiplexing ）。WDM的概念 稀疏波分復(fù)用（CWDM）：波長(zhǎng)間隔大，一般為20nm 密集波分復(fù)用（DWDM）：波長(zhǎng)間隔小，小于等于0.8nmWDM對(duì)波長(zhǎng)的要求 從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度來說各廠家可以選擇任意波長(zhǎng)進(jìn)行波分復(fù)用 從技術(shù)兼容性的角度來說我們必須對(duì)WDM系統(tǒng)中的光波長(zhǎng)進(jìn)行規(guī)范 ITU-T 對(duì)WDM系統(tǒng)中光波長(zhǎng)的規(guī)定G.692建議、G.694.1建議、G.694.2建議 =波長(zhǎng)頻率分配表 WDM中的光波長(zhǎng)必須嚴(yán)格遵照波長(zhǎng)頻率分配表WDM典型模型Rx1RxnRx2Tx1Tx

3、2TxnMUXOADEMUXOSCOSCOSCOSC雙纖單向波分復(fù)用系統(tǒng)采用兩根光纖，每根光纖只完成一個(gè)方向光信號(hào)的傳輸。 雙纖單向WDM單纖雙向波分復(fù)用系統(tǒng)則只用一根光纖，在這根光纖中同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙向信號(hào)的傳輸。單纖雙向波分復(fù)用系統(tǒng)中，兩個(gè)方向的信號(hào)光應(yīng)安排在不同波長(zhǎng)上。單纖雙向WDM主流WDM系統(tǒng)的劃分 開放式WDM系統(tǒng)在終端復(fù)用設(shè)備中，具備光接口變換功能，可以和任何廠家的 SDH 設(shè)備進(jìn)行對(duì)接。 集成式WDM系統(tǒng)在終端復(fù)用設(shè)備中，不具備光接口變換功能，SDH 設(shè)備中的光發(fā)送單元性能必須滿足波分系統(tǒng)的要求：如：波長(zhǎng)精度、光譜特性、發(fā)送光功率等等。 半開放式WDM系統(tǒng)在終端復(fù)用設(shè)備中，發(fā)端具備光

4、接口變換功能，可以和任何廠家的 SDH 設(shè)備進(jìn)行對(duì)接。 OTU：完成非標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)信號(hào)光到符合G.694.1(2)的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)信號(hào)光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換功能 OM/OD：完成G.694.1(2)固定波長(zhǎng)信號(hào)光的合波/分波 OA: BA（功放）：通過提升合波后的光信號(hào)功率，從而提升各波長(zhǎng)的輸出光功率PA（預(yù)放）：通過提升輸入合波信號(hào)的光功率，從而提升各波長(zhǎng)的接收靈敏度LA（線放）：完成對(duì)合波信號(hào)的純光中繼放大處理 OSC: 通常采用1510nm和1625nm，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳送。（后來出現(xiàn)了ESC技術(shù),利用OTU光信號(hào)直接攜帶監(jiān)控信息，在ESC方式下不需要OSC，但要求OTU支持ESC功能）開放式WDM

5、系統(tǒng)的組成OTUOUTPA1n合波器OTUOTU1nOTMOLAOTMBAOTUOMOAOD分波器OSCOSCOSCOSCOTUOUTLAClientClient本章小結(jié) 什么是WDM？ WDM對(duì)波長(zhǎng)有何要求？ WDM可分為哪幾種類型？ 開放式WDM系統(tǒng)由哪幾部分組成？每部分的作用是什么？課程內(nèi)容第一章 波分復(fù)用技術(shù)概述第二章 WDM 的傳輸媒質(zhì)第三章 DWDM的關(guān)鍵技術(shù)第四章 WDM系統(tǒng)受限因素第五章 典型組網(wǎng)信號(hào)流光在光纖中傳輸?shù)脑鞱 2N 1N 1 N 221N1Sin 1= N2Sin 2Sinc=N2/N1 1 = c折射定律以及全反射定律光纖的結(jié)構(gòu)光纖的結(jié)構(gòu)纖芯的折射率n1 和包

6、層的折射率 n2 哪個(gè)更大一些？ 單模/多模光纖隨著纖芯直徑的粗細(xì)不同，光纖中傳輸模式的數(shù)量多少也不同。因此光纖按照傳輸模式的數(shù)量多少，分為單模光纖和多模光纖 ： 當(dāng)光纖纖芯的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)，光在波導(dǎo)光纖中會(huì)以幾十種或更多的傳播模式進(jìn)行傳播，這樣的光纖叫做多模光纖。多模光纖的纖芯直徑較粗，通常直徑等于50um左右； 當(dāng)光纖的幾何尺寸可以與光波長(zhǎng)相比擬時(shí)，即纖芯的幾何尺寸與光信號(hào)波長(zhǎng)相差不大時(shí)，光纖只允許一種模式在其中傳播，其余的高次模全部截止，這樣的光纖叫做單模光纖。單模光纖的纖芯直徑較細(xì)，通常直徑為510um； 從光纖的外觀上來看，兩種光纖區(qū)別不大，包括塑料護(hù)套的光纖直徑都小于1m

7、m；波分系統(tǒng)里用的都是單模光纖光纖的損耗特性光纖的衰減或損耗是一個(gè)非常重要的、對(duì)光信號(hào)的傳播產(chǎn)生制約作用的特性。光纖的損耗限制了光信號(hào)的傳播距離。光纖的損耗主要包含吸收損耗、散射損耗、彎曲損耗三種損耗。 光纖吸收損耗是制造光纖的材料本身造成的，包括紫外吸收、紅外吸收和雜質(zhì)吸收； 由于材料的不均勻使光散射而引起的損耗稱為瑞利散射損耗。瑞利散射損耗是光纖材料二氧化硅的本征損耗； 光纖的彎曲會(huì)引起輻射損耗；決定光纖衰減常數(shù)的損耗主要是吸收損耗和散射損耗常規(guī)光纖損耗隨波長(zhǎng)變化曲線圖 波長(zhǎng)不同，損耗不同 1380nm附近由于氫氧根粒子吸收，光纖損耗急劇加大，俗稱水峰 ITU-T將單模光纖在1260nm以

8、上的頻帶劃分了O、E、S、C、L、U幾個(gè)波段 容易看出，在這6個(gè)波段中，C波段和L波段損耗最小90013001400150016001700波長(zhǎng):nm損耗 dB/km231451200多模光纖（850900nm）O波段E波段SCLUOH-WDM中信號(hào)光窗口范圍波段說明范圍（nm）帶寬（nm）O波段原始12601360100E波段擴(kuò)波段短波長(zhǎng)1460152565C波段常規(guī)波長(zhǎng)1525156540L波段長(zhǎng)波長(zhǎng)1565162560U波段超長(zhǎng)波長(zhǎng)1625167550因?yàn)镃波段和L波段這兩個(gè)傳輸窗口的傳輸衰耗最小，所以DWDM系統(tǒng)中信號(hào)光選擇在C波段和L波段。粗波分由于傳輸距離

9、短，衰耗并非主要限制因素，所以CWDM系統(tǒng)中信號(hào)光跨越多個(gè)波段（13111611nm）。光纖中的色散特性光脈沖中的不同頻率或模式在光纖中的群速度不同，因而這些頻率成分和模式到達(dá)光纖終端有先有后，使得光脈沖發(fā)生展寬，這就是光纖的色散。 光纖中的色散可分為模式色散、色度色散、偏振模色散：模式色散也稱為模間色散，模式色散主要存在于多模光纖中；色度色散（CD）也稱為模內(nèi)色散，可以分為材料色散和波導(dǎo)色散；偏振模色散（PMD）是由于信號(hào)光的兩個(gè)正交偏振態(tài)在光纖中有不同的傳播速度而引起的，偏振模色散是由隨機(jī)因素產(chǎn)生的，因而其為一隨機(jī)量，難補(bǔ)償； 色度色散系數(shù)就是單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)光波長(zhǎng)信號(hào)通過單位長(zhǎng)度光纖所產(chǎn)生

10、的時(shí)延差，用D表示，單位是ps/nm.km。偏振模色散系數(shù)則用PMDQ來表示，單位是ps/km （n為1/2）色度色散的影響從TDM角度上說，色散將導(dǎo)致碼間干擾。 光源是非零譜寬的，光源輸出的光信號(hào)被電脈沖進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制 ，調(diào)制信號(hào)具有調(diào)制光源的每一波長(zhǎng)成分 。 由于各波長(zhǎng)成分到達(dá)的時(shí)間先后不一致，因而使得光脈沖加長(zhǎng)（T+T），這叫作脈沖展寬。光脈沖傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，脈沖展寬越嚴(yán)重。脈沖展寬將使前后光脈沖發(fā)生重疊，稱為碼間干擾。碼間干擾將引起誤碼，因而限制了傳輸?shù)拇a速率和傳輸距離。 但從WDM角度上說，色度色散有利于克服光纖的非線性造成的信道間干擾，如FWM和XPM。 需要辨證的看待色度色散的影響

11、。偏振模色散（PMD） 由于信號(hào)光的兩個(gè)正交偏振態(tài)在光纖中有不同的傳播速度而引起的色散稱偏振模色散，它也是光纖的重要參數(shù)之一。 引起偏振模色散的因素是隨機(jī)產(chǎn)生的，因而偏振模色散是一個(gè)隨機(jī)量。 PMD具有和色度色散相同的影響：引起脈沖展寬光纖的截止波長(zhǎng) 截止波長(zhǎng)：?jiǎn)文９饫w中光信號(hào)能以單模方式傳播的最小波長(zhǎng)； 實(shí)際光波長(zhǎng)比截止波長(zhǎng)小時(shí)會(huì)有多個(gè)模式在單模光纖中傳播，并呈現(xiàn)多模特性； 為避免模式噪聲和模式色散，實(shí)際系統(tǒng)光纜中的最短光纜長(zhǎng)度的截止波長(zhǎng)應(yīng)該小于系統(tǒng)的最低工作波長(zhǎng)，截止波長(zhǎng)條件可以保證在最短光纜長(zhǎng)度上單模傳輸，并且可以抑制高階模的產(chǎn)生或可以將產(chǎn)生的高階模式噪聲功率代價(jià)減小到完全可以忽略的地步

12、； G.652光纖在22米長(zhǎng)光纜上的截止波長(zhǎng)1260nm，在220米長(zhǎng)的跳線光纜截止波長(zhǎng)1260nm，在短于2米長(zhǎng)跳線光纜上的光纖的截止波長(zhǎng)1250nm； G.655光纖在22米長(zhǎng)光纜上的截止波長(zhǎng)1480nm，在短于2米長(zhǎng)光纜上的一次涂敷光纖上的截止波長(zhǎng)小于等于1470nm，220米長(zhǎng)跳線光纜上的截止波長(zhǎng)1480nm。光纖的模場(chǎng)直徑 在光纖中，光能量不完全集中在纖芯中傳輸，部分能量在包層中傳輸，纖芯的直徑不能反映光纖中光能量的分布 ，于是提出了模場(chǎng)直徑的概念。 模場(chǎng)直徑就是描述單模光纖中光能集中程度的參量 模場(chǎng)直徑越小，通過光纖橫截面的能量密度就越大。當(dāng)通過光纖的能量密度過大時(shí)，會(huì)引起光纖的非

13、線性效應(yīng)，造成系統(tǒng)的光信噪比降低，大大影響系統(tǒng)性能。 思考：此值是越大越好還是越小越好？ 從本質(zhì)上講，所有介質(zhì)都是非線性的，只是一般情況下非線性特征很小，難以表現(xiàn)出來。當(dāng)光纖的入纖功率不大時(shí)，光纖呈現(xiàn)線性特征，當(dāng)光放大器和高功率激光器在光纖通信系統(tǒng)中使用后，光纖的非線性特征愈來愈顯著；單模光纖的非線性效應(yīng)一般可以分：受激非彈性散射（受激拉曼散射SRS、受激布里淵散射SBS）、克爾效應(yīng)（自相位調(diào)制SPM、交叉相位調(diào)制XPM、四波混頻FWM） 注意：非線性效應(yīng)一旦產(chǎn)生，就無法消除或補(bǔ)償，必須盡量防止非線性效應(yīng)的產(chǎn)生！使用模場(chǎng)直徑大的光纖，可以降低通過光纖的功率密度，可以抑制非線性效應(yīng)的產(chǎn)生。最主要

14、我們可以通過降低入纖光功率、采用大有效面積光纖等來防止非線性效應(yīng)的發(fā)生。非線性效應(yīng)與色散相關(guān)，色散并不是越小越好。單模光纖的非線性效應(yīng)ITU-T已經(jīng)在G.652、G.653、G.654和G.655建議中分別定義了4種不同設(shè)計(jì)的單模光纖，區(qū)別見下表： 類型 定義 適用范圍 主要指標(biāo)G.652標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SMF），是指色散零點(diǎn)（即色散為零的波長(zhǎng)）在1310nm附近的光纖。SDH系統(tǒng)、DWDM系統(tǒng)均可。衰耗：1310nm窗口目前一般在0.3-0.4dB/km，典型值0.35dB/km；1550nm窗口目前一般在0.17-0.25dB/km，典型值0.20dB/km；色散：零色散波長(zhǎng)的允許范圍是13

15、00nm到1324nm。在1550nm窗口的色散系數(shù)是正的。在波長(zhǎng)1550nm處，色散系數(shù)D的典型值是17ps/nm-km，最大值一般不超過20ps/nm-km；G.653色散位移光纖（DSF），是指色散零點(diǎn)在1550nm附近的光纖，它相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（G.652），色散零點(diǎn)發(fā)生了移動(dòng)。SDH系統(tǒng)可以，DWDM一般不采用。衰減：1310nm波段：0.55dB/km，目前沒有掌握典型值數(shù)據(jù)。1550nm波段：0.35dB/km，目前一般在0.19-0.25dB/km；色散：G.653的零色散波長(zhǎng)在1550nm附近，在1525-1575nm范圍內(nèi)，最大色散系數(shù)是3.5ps/nm-km，在1550

16、nm窗口，特別是在C_band，色散位移光纖的色散系數(shù)太小或可能為零；G.655非零色散位移光纖（NZDSF），將色散零點(diǎn)的位置從1550nm附近移開一定波長(zhǎng)數(shù)，使色散零點(diǎn)不在1550nm附近的DWDM工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)。SDH/DWDM系統(tǒng)均可，但更適合DWDM系統(tǒng)的傳送。衰減：1310nm波段：ITU-T無規(guī)定。1550nm波段：0.35dB/km，目前一般在0.19-0.25dB/km。色散：當(dāng)1530nm 1565nn，0.1ps/nm-km |D()| 6.0 ps/nm-km；655光纖色散系數(shù)沒有典型值，因廠家而異，常見的有4.5ps/nm.km和6pm/nm.km。需要實(shí)地確認(rèn)。G

17、.652/G.653/G.655單模光纖G.652/G.653/G.655單模光纖各自的特點(diǎn)色散系數(shù)(ps/nmkm)正色散系數(shù)G.655光纖波長(zhǎng)(nm1550nm波長(zhǎng)區(qū)具有最小色散和衰減，適合DWDM系統(tǒng)、高速信號(hào)傳輸2.應(yīng)用：TrueWave真波光纖(正色散區(qū)的SPM效應(yīng)有利于傳輸)；LEAF-大有效面積光纖（克服非線性效應(yīng)）G.652光纖:大量鋪設(shè)，傳高速信號(hào)需色散補(bǔ)償G.653光纖:1550nm波長(zhǎng)區(qū)混頻嚴(yán)重，不適合DWDM負(fù)色散系數(shù)G.655光纖G.654于653類似，截止波長(zhǎng)不同1530nm全波光纖消除了1380nm處的水峰增益本章小結(jié) WDM系統(tǒng)中使用的

18、是單模還是多模光纖？ 單模光纖中損耗最小的窗口是哪些窗口？ 信號(hào)光在單模光纖中傳輸會(huì)遇到哪些問題？ G.652/653/655光纖各自的特點(diǎn)是什么？色散是否越小越好？課程內(nèi)容第一章 波分復(fù)用技術(shù)概述第二章 WDM 的傳輸媒質(zhì)第三章 DWDM的關(guān)鍵技術(shù)第四章 WDM系統(tǒng)受限因素第五章 典型組網(wǎng)信號(hào)流DWDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)光放大器光監(jiān)控技術(shù)光源/光電檢 測(cè)器監(jiān)控信道合波分波技術(shù)DWDM光源技術(shù)DWDM系統(tǒng)的光源具有兩個(gè)最突出的特點(diǎn)：1、比較大的色散容限值；2、標(biāo)準(zhǔn)而穩(wěn)定的波長(zhǎng)；因此選擇半導(dǎo)體激光器（LD）作為光源。對(duì)于應(yīng)用于高速光纖通信系統(tǒng)中LD光源，又分為多縱模（MLM）激光器和單縱模（SLM）

19、激光器兩類 。 MLMSLMb、馬赫-策恩德爾調(diào)制光源(M-Z)1、直接調(diào)制光源a、電吸收調(diào)制光源(EA)激光器的調(diào)制方式2、間接調(diào)制光源優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)單、成本較低缺點(diǎn)：因存在1和0頻率的變化，不可避免存在啁啾。啁啾的存在展寬了激光器發(fā)射光譜的帶寬，使光源的光譜特性變壞，限制了系統(tǒng)的傳輸速率和距離；適用于短距離傳輸直接調(diào)制光源 直接調(diào)制：直接調(diào)就是利用電信號(hào)的1和0控制激光器的開、關(guān)，使特定波長(zhǎng)的光波攜載電信號(hào)。間接調(diào)制光源 間接調(diào)制不直接調(diào)制光源，而是在光源的輸出通路上外加調(diào)制器對(duì)光波進(jìn)行調(diào)制，此調(diào)制器實(shí)際上起到一個(gè)開關(guān)的作用。 恒定光源是一個(gè)連續(xù)發(fā)送固定波長(zhǎng)和功率的高穩(wěn)定光源，在發(fā)光的過程中

20、，不受電調(diào)制信號(hào)的影響，因此不產(chǎn)生調(diào)制頻率啁啾，光譜的譜線寬度維持在最小。光調(diào)制器對(duì)恒定光源發(fā)出的高穩(wěn)定激光根據(jù)電調(diào)制信號(hào)以“允許”或者“禁止”通過的方式進(jìn)行處理，而在調(diào)制的過程中，對(duì)光波的頻譜特性不會(huì)產(chǎn)生任何影響，保證了光譜的質(zhì)量，適用于高速率、長(zhǎng)距離傳輸。常用的間接調(diào)制有兩種：電吸收調(diào)制光源和M-Z光源優(yōu)點(diǎn)：頻率啁啾較低，色散受限距離較長(zhǎng)缺點(diǎn)：技術(shù)較復(fù)雜電吸收調(diào)制光源（EA）優(yōu)點(diǎn)：可忽略啁啾，色散受限距離很長(zhǎng)缺點(diǎn)：技術(shù)難度大，不便于集成馬赫-策恩德爾調(diào)制光源（M-Z）三種光源的比較WDM中，我們常用的是電吸收調(diào)制光源和直調(diào)光源光電檢測(cè)器光電檢測(cè)器的作用是把接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。

21、半導(dǎo)體光檢測(cè)器主要有兩類：PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）。 PIN管由于其靈敏度比較低（一般為-20dBm左右）、過載點(diǎn)比較高（一般為0dBm左右）適用于短距離傳送。 APD管由于其靈敏度比較高（一般為-28dBm左右） 、過載點(diǎn)比較低（一般為-9dBm左右），適用于長(zhǎng)距離傳送。較高的反向偏壓以及較強(qiáng)的輸入光信號(hào)都可能導(dǎo)致反偏電流過大，使APD管被反向擊穿。因此在現(xiàn)場(chǎng)需要注意操作規(guī)范：1、使用OTDR表等能輸出大功率光信號(hào)的儀器對(duì)光路進(jìn)行測(cè)量時(shí)，注意將對(duì)端通信設(shè)備與光路斷開，一面強(qiáng)光損壞接收機(jī)。 2、保證輸入光功率不超過器件允許的最大值，單板自環(huán)時(shí)注意加適當(dāng)?shù)乃p器。 3、不能采用

22、將光纖連接器插松的形式來代替光衰減器。 半導(dǎo)體光放大器(SOA)拉曼放大器(Raman)摻鉺光纖放大器(EDFA)放大器EDFA組成及原理EDFA輸出功率的大小與這些因素有關(guān)輸入信號(hào)光強(qiáng)度鉺纖的長(zhǎng)度泵浦光強(qiáng)度ASE噪聲 增益控制的兩種方式： 1、摻金屬元素； 2、GFF定制；EDFA增益平坦控制增益平坦技術(shù)-GFFG波長(zhǎng)1530nmEDFA的增益譜曲線GFF - Gain Flat Filter增益平坦濾波器IL波長(zhǎng)使輸出平坦要求：增益平坦度20dB因此通過計(jì)算信噪比滿足系統(tǒng)的要求。OSNR計(jì)算實(shí)例此工具得出的信噪比值（19.93dB）與用公式計(jì)算的值（20.45dB）相差不大，如果用CAS.

23、EXE計(jì)算的值符合要求，那么實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)OSNR就是滿足要求的。注：此工具放在7.0資料光盤中：“7.0中文資料光盤05-波分產(chǎn)品族資料01-波分公共03-功能與特性02-儀器工具01-信噪比粗略計(jì)算工具”下。提高系統(tǒng)的OSNR： 1、采用低噪聲前置光放大器+高增益功率光放大器； 2、采用拉曼放大器，使之與EDFA配合使用，降低NF； 降低系統(tǒng)的OSNR的容限： 1、采用前向糾錯(cuò)技術(shù)FEC or EFEC or AFEC 2、使用特殊碼型技術(shù)如何提高信噪比裕量信號(hào)碼型技術(shù)NRZRZ111111100 較小的duty cycle ； 同等OSNR條件下更大的Q值富余度； 更高的抵抗光纖色散和非線性

24、失真的能力； 更高的抵抗PDM導(dǎo)致的接收眼圖畸變的能力；信號(hào)碼型技術(shù)2000T bit/s*kmSuperDRZ容量* 距離1000T bit/s*km3000T bit/s*kmALLRAMAN systemRZCSRZSuperCRZODBBL-PSBTDMS編碼技術(shù)比較編碼調(diào)制技術(shù)非線性能力色散容限光譜效率備注RZRZgoodNormal50GHzCSRZgoodNormal50GHzDMSVery excellentGood50GHz工程實(shí)施負(fù)責(zé)，需要RAMAN放大器SuperCRZVery excellentNomal50GHzSuperDRZExcellentGood25GHz在非

25、線性、色散、和光譜效率三方面取得最佳平衡SuperWDM technologyDRZ碼型技術(shù)0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0SuperDRZ0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0SuperDRZ進(jìn)入光纖傳輸前的SuperDRZ脈沖序列（紅色脈沖和藍(lán)色脈沖相位相差180度）由于前后相鄰的兩個(gè)“1”脈沖相位相反，在接收機(jī)上表現(xiàn)的此處的光功率依然為“0”信號(hào)SuperDRZ利用差分信號(hào)輸入產(chǎn)生正的和負(fù)的脈沖，用以

26、驅(qū)動(dòng)MZ調(diào)制器；經(jīng)過調(diào)制后的光脈沖序列（SuperDRZ編碼）相鄰“1”碼之間的相位差180度（相位相反）。隨著光信號(hào)在光纖里的傳輸，光脈沖會(huì)展寬；但由于相鄰的“1”碼之間的相位是相反的，因此相鄰的“1”碼即使有重疊，反映在光強(qiáng)度上仍然趨于“0”。經(jīng)過一定長(zhǎng)度光纖傳輸?shù)腟uperDRZ脈沖序列（紅色脈沖和藍(lán)色脈沖相位相差180度）DRZ減少碼間干擾信號(hào)不同傳輸距離后的眼圖 相比RZ具有更大的色散容限，可以有效減少碼間干擾SuperDRZ PMD容限比RZ高General RZSuperDRZDRZ優(yōu)秀的非線性容限D(zhuǎn)RZ通過使用可控制的啁啾調(diào)制，繼承了SuperWDM在非線性容限方面的優(yōu)越性能。

27、特殊的頻率調(diào)制能夠抑制非線性效應(yīng) 自相位調(diào)制(SPM)、四波混頻( FWM),喇曼散射( SRS)和布里淵反射( SBS)。FEC技術(shù)FEC技術(shù)有帶內(nèi)FEC和帶外FEC兩種，DWDM單板主要采用帶外FEC技術(shù)，帶外FEC由ITU-T G.975/709標(biāo)準(zhǔn)支持。 信號(hào)凈荷FEC編碼 ITU-T G.975利用RS（255，239）碼對(duì)SDH信號(hào)直接進(jìn)行FEC編/解碼； ITU-T G.709對(duì)OTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)描述，其中FEC開銷被直接定義到了OTN網(wǎng)絡(luò)的OTUk層 。 RS（255，239）糾錯(cuò)前后的理論BER對(duì)比表FEC糾錯(cuò)前的BERFEC糾錯(cuò)后的BER1.0E-38.6E-82.0E-

28、42.0E-121.0E-45.0E-151.0E-56.3E-241.0E-66.4E-33FEC技術(shù)G.709里的FEC及擴(kuò)展FEC：FEC技術(shù)編碼編碼算法編碼增益線速標(biāo)準(zhǔn)Out-of-band FECRS(255,239)57dB10.7GbpsG.709Enhanced-FECRS(255,238)RS(245,210)79dB12.5GbpsNoAdvanced-FEC RS(255,238)BCH(900,860)BCH(500,491)79dB10.7GbpsG.709 AFEC的線速與帶外FEC相同，但編碼增益更高。 AFEC的編碼增益與EFEC相當(dāng)，但線速更低，因此帶寬代價(jià)較

29、少。 AFEC符合G.709標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式。WithoutFECIn Band FECOut of BandFECAFECOSNR25dBOSNR23.5dBOSNR20dB OSNR16dBWithoutFECOut of BandFECOSNR20dBOSNR14dB10G:2.5G:FEC對(duì)OSNR的要求目前降低光纖色度色散的影響主要是采用色散補(bǔ)償補(bǔ)償模塊對(duì)光纖中的色散累積進(jìn)行補(bǔ)償。色散補(bǔ)償主要有兩種方式：1、一種是色散補(bǔ)償光纖（DCF，Dispersion Compensation Fiber）法；2、一種是色散補(bǔ)償光柵法，即啁啾光纖光柵(CFG，Chirped Fiber Grat

30、ing)法；DWDM系統(tǒng)目前采用DCF來進(jìn)行色散補(bǔ)償色散補(bǔ)償技術(shù)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，接入G652 光纖系統(tǒng)中抵消 G652 光纖的正色散。其色散系數(shù)典型值為-90ps/（nmKm），因而DCF只需在總線路長(zhǎng)度上占G.652 光纖的長(zhǎng)度的1/5,即可使總鏈路色散值接近于零。DCF色散補(bǔ)償技術(shù) 色散受限距離=(色散容限/色散系數(shù))+DCM補(bǔ)償-(1030) (確保系統(tǒng)有1030公里冗余度）10G波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換板色散容限為700ps/nm，若在G.652光纖中傳輸，其色散系數(shù)為 17ps/nm.km，考慮到系

31、統(tǒng)的冗余度1030km，無補(bǔ)償最大傳輸距離L=700/17-(1030)=1030km。也就是說：系統(tǒng)傳輸距離超過30km時(shí)就必須加入DCM進(jìn)行補(bǔ)償；同理，若在G.655光纖中傳輸，其色散系數(shù)為4.5ps/nm.km，無補(bǔ)償最大傳輸距離L=700/4.5=155km，考慮余量后，傳輸距離超過100km時(shí)必須加入DCM補(bǔ)償。 G.652光纖中，計(jì)算公式為： DCML-(色散容限/色散系數(shù))-(1030)=L-(700/17)-(1030)=L-(1030) G.655光纖中，計(jì)算公式為： DCML(4.5/17)-(1030) =Lx-(1030)注： 首先將G.655折算成G.652長(zhǎng)度：Lx

32、=L(4.5ps/17ps)DCM色散補(bǔ)償規(guī)格計(jì)算CFG補(bǔ)償技術(shù) 啁啾光纖光柵（CFG，Chirped Fiber Grating），它是用紫外光經(jīng)過模板照射在光纖上刻蝕而成，使得光纖內(nèi)折射率呈周期性的變化。入射脈沖中不同頻率的光在光柵中不同位置反射，其耦合是在兩個(gè)反向傳播模之間發(fā)生的。反射的時(shí)延調(diào)整到使之與光纖傳輸所產(chǎn)生的時(shí)延大小相等、方向相反。光環(huán)行器123信號(hào)入信號(hào)出40G傳輸關(guān)鍵技術(shù)碼型調(diào)制技術(shù)ODB，CS-RZ，RZ-DPSK，DQPSKFECAFEC色散管理，ADC，EDC分布式Raman放大OSNR容限升高6dB色散容限降低16倍（60ps/nm）PMD效應(yīng)的危害增加4倍更大的非

33、線性效應(yīng)危害在同等物理?xiàng)l件下，DWDM 40G 要達(dá)到與現(xiàn)有DWDM 10G 同等性能，必須具備：AFEC 提高克服白噪聲的糾錯(cuò)能力，降低系統(tǒng)OSNR要求6dB；先進(jìn)的編碼調(diào)制技術(shù)，全面提升傳輸性能，降低OSNR,PMD,非線性、色散等各方面的限制。新型色散管理技術(shù)（如：ADC），提高色散容限，減少非線性。本章小結(jié) WDM系統(tǒng)的受限因素主要有哪些？色散補(bǔ)償采用了哪種技術(shù)？ 改善信噪比的途徑有哪些？課程內(nèi)容第一章 波分復(fù)用技術(shù)概述第二章 WDM 的傳輸媒質(zhì)第三章 DWDM的關(guān)鍵技術(shù)第四章 WDM系統(tǒng)受限因素第五章 典型組網(wǎng)信號(hào)流波分網(wǎng)絡(luò)單元類型按用途可分為：光終端復(fù)用設(shè)備(OTM)光線路放大設(shè)備

34、(OLA)光分插復(fù)用設(shè)備(OADM)電中繼設(shè)備(REG)組網(wǎng)類型介紹SDHOTMOLAOLAOTMSDHSTM-1616個(gè)OTM16/16120kmSTM-1616個(gè)STM-168個(gè)OTM16/16120kmOADM16/8鏈型組網(wǎng)：點(diǎn)到點(diǎn)組網(wǎng)：組網(wǎng)類型介紹環(huán)行組網(wǎng)：OADMOADMOADMOADM181818181600G組網(wǎng)示意圖DMXDMXDMXDMXOTULOTULOTUOTU C MUXMUXMUXOTU L OTU C OTUOTUSC1ITLITLITLSC1SC2SC2OADMOADMFIUOTMOLAOADMOTM C L FIUFIUFIUFIUFIU C MUXITLL

35、Band ModuleC Band Module50GHz50GHz50GHz50GHzC/L Band ModuleDMXDMXDMXDMXOTULOTULOTUOTU C MUXMUXMUXOTU L OTU C OTUOTUSC1ITLITLITLSC1SC2SC2OADMOADMFIUOTMOLAOADMOTM C L FIUFIUFIUFIUFIU C MUXITLDMXDMXOTUOTU C MUX C OTUOTUSC1ITLSC1SC2SC2OADMFIUOTMOLAOADMOTM C FIUFIUFIUFIUFIU C MUXITLMUX C OTUOTU C MUXITLITLDMXDMXOTUOTU C C ITLITL50GHz25GHz50GHz50GHz25GHz新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)只采用C波段模塊，增加一級(jí)25GHz波長(zhǎng)間隔的Interliver，放棄了昂貴的L波段器件，支持模塊化升級(jí)方式。1600G組網(wǎng)演進(jìn)OTMREGREGOTMOADM第一階段： 點(diǎn)到點(diǎn)組網(wǎng) 600公里無電中繼傳輸OADMROADM第二階段：