光纖通信-第7章 光纖通信系統(tǒng)

第7章光纖通信系統(tǒng)7.1數(shù)字光纖通信系統(tǒng)7.2IM-DD數(shù)字光纖通信系統(tǒng)設計7.3WDM+EDFA數(shù)字光纖鏈路設計習題七7.3數(shù)字光纖通信系統(tǒng)7.3.1系統(tǒng)構(gòu)成目前，強度調(diào)制—直接檢波（IM-DD）光纖通信系統(tǒng)還是最常用的方式。圖7.9就是一個IM-DD系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。它包括PCM端機，電發(fā)送、接收端機，光發(fā)送、接收端機，光纖線路，中繼器等。圖7.9數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成原理圖用戶輸入的電信號是模擬信號，包括語音、圖像信號等。這些電信號在PCM端機中被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（A/D轉(zhuǎn)換），完成PCM編碼，并按時分復用的方式復接。PCM編碼包括抽樣、量化、編碼三個步驟，如圖7.10左半部分所示。把連續(xù)的模擬信號以一定的抽樣頻率f或時間間隔T抽出瞬時的幅度值，再把這些幅度值分成有限的等級，四舍五入進行量化。如圖中把幅度值分為8種，所以每個范圍內(nèi)的幅度值對應一個量化值，這8個值可以用3位二進制數(shù)表示，比如0對應000，1對應001，2對應010，3對應011，4對應100，5對應101，6對應110，7對應111。如果把信號電平分為m個等級，就可以用N=log2m個二進制脈沖來表示。顯然這樣的量化會帶來失真，稱為量化失真，量化等級分得越細，失真越小。這樣原來的連續(xù)模擬信號就變成了離散的數(shù)字信號0和1。這種信號經(jīng)過信道傳輸，在接收端經(jīng)過解碼、濾波后就可以恢復出原來的信號。根據(jù)奈奎斯特（Nyquist）抽樣定理，只要抽樣頻率f大于傳輸信號的最高頻率fs的兩倍，即f>2fs，在接收端就完全感覺不到信號的失真。圖7.10PCM編碼和解碼過程PCM信號中的一個碼元所占用的時間T稱為碼長，單位時間內(nèi)傳輸?shù)拇a元數(shù)稱為碼速率B，B=1/T。語音信號的最高速率為4kHz，則抽樣頻率為8kHz，即抽樣周期為125μs。對于一個8位碼（8b/s），一個PCM語音信號的速率為8×8=64kb/s。如果采用時分復用的形式，30個話路為一個基群，則根據(jù)準同步數(shù)字體系（PDH），一個基群速率為2.048Mb/s。7.3.2PDH與SDH傳輸體制為了提高信道利用率，可以采用多路復用的方式在同一條信道上傳輸多路信號。復用方式有時分復用、頻分復用（波分復用）、碼分復用等。目前較常用的方式是時分復用，是指不同的信號在同一個信道上占用不同的時隙。如圖7.11所示，1～N路信號在不同的時隙依次輸入，在接收端的不同時隙，信號送入相應支路。為了進行幀同步、誤碼檢測、系統(tǒng)監(jiān)測等功能，需要在每一幀中附加幀開銷（FOH）時隙。圖7.11數(shù)字信號的時分復用PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy）是指準同步數(shù)字體系。根據(jù)國際電報電話咨詢委員會CCITT（現(xiàn)改為國際電聯(lián)標準化組織ITU-T）G.702建議，PDH的基群速率有兩種，即PCM30/32路系統(tǒng)和PCM24路系統(tǒng)。我國和歐洲各國采用PCM30/32路系統(tǒng)，其中每一幀的幀長是125μs，共有32個時隙（TS0～TS31），其中30個為話路（TS1～TS15和TS17～TS31），時隙TS0被用作幀同步信號的傳輸，而時隙TS16用作信令及復幀同步信號的傳輸。每個時隙包含8bit，所以每幀有8×32=256bit，碼速率為256bit×（1/125μs）=2.048Mb/s。日本和北美使用的PCM24路系統(tǒng)，基群速率為1.544Mb/s。幾個基群信號（一次群）又可以復用到二次群，幾個二次群又可復用到三次群……。表7.1是PDH各次群的標準比特率。表7.1PDH各次群的標準比特率PDH可以很好地適應傳統(tǒng)的點對點通信，但這種數(shù)字系列主要是為話音設計的，除了低次群采用同步復接外，高次群均采用異步復接，通過增加額外比特使各支路信號與復接設備同步，雖然各支路的數(shù)字信號流標稱值相同，但它們的主時鐘是彼此獨立的。隨著信息化社會的到來，這樣的結(jié)構(gòu)已遠不能適應現(xiàn)代通信網(wǎng)對信號寬帶化、多樣化的要求。PDH主要存在以下缺點：(1)我國和歐洲、北美、日本各自有不同的PDH數(shù)字體系，這些體系互不兼容，造成國際互通的困難。(2)PDH的高次群是異步復接，每次復接就進行一次碼速調(diào)整，因而無法直接從高次群中提取支路信息，每次插入/取出一個低次群信號（上下話路）都要逐次群的復用解復用，使得復用結(jié)構(gòu)相當復雜，缺乏靈活性。(3)沒有統(tǒng)一的光接口。PDH數(shù)字體系僅僅規(guī)范了電接口的技術(shù)標準，各廠家開發(fā)的光接口不兼容，光路互通要先轉(zhuǎn)換為電接口，因此限制了聯(lián)網(wǎng)應用的靈活性，增加了網(wǎng)絡的復雜性。(4)PDH預留的插入比特較少，使得網(wǎng)絡的運行、管理和維護（OAM）較困難，無法適應新一代網(wǎng)絡的要求。

(5)PDH體系建立在點對點傳輸?shù)幕A上，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)較為簡單，無法提供最佳的路由選擇，使得設備利用率較低。PDH體系所存在的上述種種缺陷導致了一種新的數(shù)字體系——同步光網(wǎng)絡SONET（SynchronousOpticalNetwork）的產(chǎn)生。最初提出這個概念的是美國貝爾通信研究所。SONET于1986年成為美國新的數(shù)字體系標準。1988年，CCITT接受了SONET的概念并命名為同步數(shù)字體系SDH（SynchronousDigitalhierarchy）。SDH后來又經(jīng)過修改和完善，成為涉及比特率、網(wǎng)絡節(jié)點接口、復用結(jié)構(gòu)、復用設備、網(wǎng)絡管理、線路系統(tǒng)、光接口、信息模型、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)等的一系列標準，成為不僅適用于光纖傳輸，也是適用于微波和衛(wèi)星傳輸通信的技術(shù)體制。SDH的主要特點如下：(1)SDH有一套標準的信息等級結(jié)構(gòu)，稱之為同步傳送模塊STM-N，其中第一級為STM-1，速率為155.520Mb/s。PDH互不兼容的體系可以在SDH的STM-1上進行兼容，實現(xiàn)了高速數(shù)字傳輸?shù)氖澜缃y(tǒng)一標準。(2)SDH的幀結(jié)構(gòu)是矩形塊狀結(jié)構(gòu)，低速率支路的分布規(guī)律性極強，可以利用指針（PTR）指出其位置，一次性地直接從高速信號中取出，而不必逐級分接，這使得上下話路變得極為簡單。(3)SDH幀結(jié)構(gòu)中擁有豐富的開銷比特，使得網(wǎng)絡的運行、管理、維護（OAM）能力大大增強。預留的備用字節(jié)可以進一步滿足智能化網(wǎng)絡發(fā)展的需要。(4)SDH具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡節(jié)點接口，不同廠家的設備，只要應用類別相同，就可以實現(xiàn)光路上的互通。(5)SDH采用同步和靈活的復用方式，大大簡化了數(shù)字交叉連接（DXC）設備和分插復用器（ADM）的實現(xiàn)，增強了網(wǎng)絡的自愈功能，并可根據(jù)用戶的要求進行動態(tài)組網(wǎng)，便于網(wǎng)絡調(diào)度。(6)SDH不但實現(xiàn)了PDH向SDH的過渡，還支持異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）和寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）業(yè)務。ATM的信元可以裝入到STM-1中，用基于SDH的網(wǎng)進行傳送。SDH能很好地支持ISDN。SDH有上述種種優(yōu)點，但SDH也有不足：SDH的頻帶利用率比起PDH有所下降；SDH網(wǎng)絡采用指針調(diào)整技術(shù)來完成不同SDH網(wǎng)之間的同步，使得設備復雜，同時字節(jié)調(diào)整所帶來的輸出抖動也大于PDH；軟件控制并支配了網(wǎng)絡中的交叉連接和復用設備，一旦出現(xiàn)軟件操作錯誤或病毒，容易造成網(wǎng)絡全面故障。盡管如此，SDH的良好性能已經(jīng)得到了公認，成為未來傳輸網(wǎng)發(fā)展的主流。7.4IM-DD數(shù)字光纖通信系統(tǒng)設計7.4.1總體設計考慮我們知道，數(shù)字光纖通信系統(tǒng)一般采用強度調(diào)制、直接檢測的方式，即IM-DD方式。它包括三大部分，即光發(fā)送機、光接收機和光纖線路。每一部分都涉及許多的光電器件，所以對鏈路的設計是一個復雜的工作，這里僅對原則性的問題作一下介紹。光纖通信系統(tǒng)的基本要求有以下幾點：

(1)預期的傳輸距離(2)信道帶寬或碼速率(3)系統(tǒng)性能（誤碼率，信噪比）為了達到這些要求，需要對以下一些要素進行考慮：

光纖：需要考慮選用單模還是多模光纖，需要考慮的設計參數(shù)有：纖芯尺寸、纖芯折射率分布、光纖的帶寬或色散特性、衰耗特性。

光源：可以使用LED或LD，光源器件的參數(shù)有發(fā)射功率、發(fā)射波長、發(fā)射頻譜寬度、方向圖等。

檢測器：可以使用PIN組件或APD組件，主要的器件參數(shù)有工作波長、響應度、接收靈敏度、響應時間等。

1.

假想?yún)⒖紨?shù)字鏈路設計一個光纖傳輸鏈路，要滿足CCITT有關(guān)文獻和我國國標的規(guī)定，就要假想一個傳輸模型。一個很長距離的傳輸系統(tǒng)一般包含若干個數(shù)字段，對這個系統(tǒng)的設計就包含這樣一些內(nèi)容：

根據(jù)通信系統(tǒng)性能指標的要求，確定這個數(shù)字鏈路中由幾個數(shù)字段組成，每個數(shù)字段的長度；每個站應配備的設備；總的系統(tǒng)要求的技術(shù)指標，如何在各數(shù)字段之間分配。中繼站應考慮上下話路的需要和信號放大再生的功能。

2.

采用的傳輸制式以前的數(shù)字傳輸鏈路使用的是PDH體制，現(xiàn)在SDH技術(shù)已經(jīng)成熟并已在線路上大量使用，鑒于SDH設備良好的性能和兼容性，長途干線傳輸或大城市的市話系統(tǒng)都應該采用SDH。但為了節(jié)省成本，農(nóng)村線路也可以適當采用PDH。

3.

工作波長的確定工作波長可根據(jù)通信距離和通信容量進行選擇。如果是短距離小容量的系統(tǒng)，則可以選擇短波長范圍，即800～900nm。如果是長距離大容量的系統(tǒng)，則選用長波長的傳輸窗口，即1310nm和1550nm，因為這兩個波長區(qū)具有較低的損耗和色散。另外，還要注意所選用的波長區(qū)具有可供選擇的相對器件。

4.

光纖的選擇

光纖有多模光纖和單模光纖，每種都有階躍的和漸變折射率的纖芯分布。對于短距離傳輸和短波長應用，可以用多模光纖。但長波長傳輸使用單模光纖。目前可選擇的單模光纖有G.652，G.653，G.654，G.655等。G.652對于1310nm波段是最佳選擇；G.653只適合于1550nm波段；對于WDM系統(tǒng)，G.655比較合適。另外，光纖的選擇也與光源有關(guān)，LED與單模光纖的耦合率很低，所以LED一般用多模光纖，但近來1310nm的邊發(fā)光二極管與單模光纖的耦合取得了進展。另外，對于傳輸距離為數(shù)百米的系統(tǒng)，可以用塑料光纖配以LED。5.

光檢測器的選擇

選擇檢測器需要看系統(tǒng)在滿足特定誤碼率的情況下所需的最小接收光功率，即接收機的靈敏度，此外還要考慮檢測器的可靠性、成本和復雜程度。PIN比起APD來結(jié)構(gòu)簡單，溫度特性更加穩(wěn)定，成本低廉。但是若要檢測極其微弱的信號，還需要靈敏度較高的APD。

6.

光源的選擇

選擇LED還是LD，需要考慮一些系統(tǒng)參數(shù)，比如色散、碼速率、傳輸距離和成本等。LED輸出頻譜的譜寬比起LD來寬得多，這樣引起的色散較大，使得LED的傳輸容量（碼速距離積）較低，限制在2500（Mb/s）·km以下（1310nm）；而LD的譜線較窄，傳輸容量可達500（Gb/s）·km（1550nm）。典型情況下，LD耦合進光纖中的光功率比LED高出10～15dB，因此會有更大的無中繼傳輸距離。但是LD的價格比較昂貴，發(fā)送電路復雜，并且需要自動功率和溫度控制電路。而LED價格便宜，線性好，對溫度不敏感，線路簡單。設計電路時需要綜合考慮這些因素。

7.4.2設計方法光纖通信系統(tǒng)的設計既可以使用最壞值設計也可以進行統(tǒng)計設計。使用最壞值設計時，所有考慮在內(nèi)的參數(shù)都以最壞的情況考慮。用這種方法設計出來的指標肯定滿足系統(tǒng)要求，系統(tǒng)的可靠性較高，但由于在實際應用中所有參數(shù)同時取最壞值的概率非常小，所以這種方法的富余度較大，總成本偏高。統(tǒng)計設計方法是按各參數(shù)的統(tǒng)計分布特性取值的，即通過事先確定一個系統(tǒng)的可靠性代價來換取較長的中繼距離。這種方法考慮各參數(shù)統(tǒng)計分布時較復雜，系統(tǒng)可靠性不如最壞值法，但成本相對較低，中繼距離可以有所延長。另外也可以綜合考慮這兩種方法，部分參數(shù)值按最壞值處理，部分參數(shù)取統(tǒng)計值，從而得到相對穩(wěn)定，成本適中，計算簡單的系統(tǒng)。一個光纖鏈路，如果損耗是限制光中繼距離的主要因素，則這個系統(tǒng)就是損耗受限的系統(tǒng)；如果光信號的色散展寬最終成為限制系統(tǒng)中繼距離的主要因素，則這個系統(tǒng)就是色散受限的系統(tǒng)。損耗系統(tǒng)的設計方法一個點到點鏈路的光功率損耗模型如圖7.14所示。圖7.14點到點鏈路的光功率損耗模型L為從S點到R點的中繼距離。一般在光發(fā)送機之后和光接收機之前各有一個活動接頭，活動接頭損耗為αc。每段光纖之間會固定連接器連接，每個連接器的損耗為αs。假設每段光纖的長度為LF，每段光纖的損耗為αF，則會有N=（L/LF）-1個固定連接器。有時候也可以把連接器損耗αs等效分布到光纖損耗αF里。PS為S點發(fā)射機的出纖功率，PR為R點進入接收機的功率?？紤]到設備的老化、溫度的波動等因素，應該留有系統(tǒng)功率富余度M。由此有下式：

PS-PR=2αc+Nαs+αFL+M則傳輸距離為（7.20）例如，一個速率為20Mb/s，誤碼率為10-9的數(shù)字傳輸鏈路，可以選擇接收機工作在850nm的PIN光電二極管，接收機的靈敏度為-42dBm。如果選擇GaAlAsLED，使其能夠把50μW（-13dBm）的平均光功率耦合進多模光纖，則允許的光功率損耗為29dB。假設在發(fā)送機和接收機處各有一個損耗為1dB的連接器，系統(tǒng)功率富余度為6dB，則有29=2×1+αFL+6如果光纖損耗（包含接頭損耗）αF為3.5dB/km，則傳輸距離為6km。

圖7.15系統(tǒng)功率預算作圖法圖中橫軸表示傳輸距離，縱軸表示光功率。在發(fā)送機輸出功率為-13dBm處和接收機光功率為-42dBm處各畫一水平線，其間距離表示線路上所允許的光功率損耗。發(fā)送和接收端各有接頭損耗1dB，所以在此發(fā)送機光功率之下和接收機功率之上各畫一條水平線，在其間再作出6dB的系統(tǒng)功率富余度，則剩下的距離是光纖鏈路可用的衰減，假設光纖損耗（包括熔接頭損耗)為3.5dB/km，再作斜率為3.5dB/km的斜線，此斜線起點為耦合入纖的光功率，即-14dBm處，則最終相交點D表示的距離為線路預期的傳輸距離，即為6km。在上述計算中認為接收機靈敏度是常數(shù)，而在實際系統(tǒng)中，光纖中脈沖展寬會隨著傳輸距離的增長而增長，此時的接收機靈敏度會下降，即圖7.15中的接收機靈敏度不是一條直線，而是向上彎曲的曲線，這樣提早與斜線相交，從而使傳輸距離下降。所以不能直接求解傳輸距離，只能用數(shù)值解或圖解法。7.5WDM+EDFA數(shù)字光纖鏈路設計7.5.1總體設計考慮光波分復用WDM(WavelengthDivisionMultiplexing）技術(shù)是未來高速全光通信中傳輸容量潛力最大的一種多信道復用方式。它可以在一根光纖中傳輸多個波長的光信號。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來，耦合到光纜線路中在同一根光纖上傳輸，在接收端將組合的光波長分開，不同波長的信號送入不同的終端。必須強調(diào)的是，EDFA是這種多波長系統(tǒng)走向?qū)嵱没年P(guān)鍵技術(shù)，它可以在幾個太赫茲的波長范圍內(nèi)同時給多個波長提供增益。WDM技術(shù)可以分為三種：稀疏的WDM、密集的WDM和致密的WDM。致密的WDM又稱為光頻分復用（OFDM）。在20世紀80年代中期，復用信道的波長間隔為幾十到幾百個納米，比如1310nm和1550nm波長的簡單復用，這種復用被稱為CWDM。20世紀90年代后，EDFA的實用化使得35～40nm的寬帶放大成為可能。由此密集的WDM即DWDM技術(shù)發(fā)展起來，它在1550nm波長區(qū)密集復用多個波長，波長間隔為0.8nm（1550nm對應100GHz頻率間隔）的整數(shù)倍，即0.8nm，1.6nm，2.4nm等。而OFDM主要指相干光通信，其復用信道頻率間隔僅為幾個吉赫或幾十個吉赫。具體分類參見圖7.18。圖7.18光波分復用技術(shù)1.波分復用系統(tǒng)的基本構(gòu)成WDM系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)基本上有以下兩種形式。1)多路復用單纖傳輸如圖7.19所示，N個不同波長的發(fā)送機經(jīng)過復用器M耦合到一根光纖中進行傳輸。在接收端經(jīng)過解復用器D把不同波長分離開，送到不同的光接收機。圖7.19多路復用單纖傳輸2)光雙向傳輸如圖7.20所示，在一根光纖中實現(xiàn)兩個方向信號的同時傳輸。MD是具有波長選路功能的復用/解復用器。其中λ1和λ2是兩個不同方向的光信號。也可以實現(xiàn)λ1,…，λn為一個方向，而λn+1，…,λ2n為另一個方向的多波長雙向傳輸。圖7.20雙向單纖傳輸2.波分復用系統(tǒng)的技術(shù)特點(1)提高了光纖的頻帶利用率。先前的通信系統(tǒng)只能在一根光纖中傳輸一個光波長的信號，但光纖本身在長波長區(qū)具有很寬的低損耗區(qū)，而波分復用技術(shù)提高了低損耗區(qū)的利用率，降低了傳輸成本。(2)對不同的信號具有很好的兼容性。利用WDM技術(shù)，不同性質(zhì)的信號（音頻、視頻、數(shù)據(jù)、文字、圖像等）可以調(diào)制在不同的波長上，各個波長相互獨立，對數(shù)據(jù)格式、速率的傳輸是透明的，因此可以同時進行傳輸。(3)節(jié)約投資?？梢詫崿F(xiàn)單根光纖的雙向傳輸，對于全雙工通信可以節(jié)約大量的線路資源，并且如果現(xiàn)有線路的富余度允許，可以在現(xiàn)有的線路上方便地實現(xiàn)擴容，而不必對原系統(tǒng)做較大改動。

(4)降低光電器件的超高速要求。使用WDM技術(shù)，可適當降低對器件高速響應的要求而同時又實現(xiàn)大容量傳輸。(5)可以靈活組網(wǎng)。使用WDM技術(shù)選路，可以在不改變光纖設施的條件下，調(diào)整光通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，在通信網(wǎng)設計中具有靈活性和自由度，便于對系統(tǒng)功能和應用范圍的擴展。

3.波分復用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)WDM技術(shù)對現(xiàn)代光纖通信網(wǎng)絡的發(fā)展具有重大意義，但WDM技術(shù)的實現(xiàn)依賴于一些關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)。這些關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾點。1)波長穩(wěn)定問題WDM系統(tǒng)中要求各種器件的波長具有穩(wěn)定性和精確性。激光器、濾波器和復用器的波長特性會隨著工作條件（溫度、電流、老化等）的變化而發(fā)生漂移，而波長的漂移會給信道之間帶來串擾，使系統(tǒng)無法穩(wěn)定、可靠地工作，甚至使系統(tǒng)停止工作。2)信道串擾問題當一個信道的信號功率轉(zhuǎn)移到另外一個信道時，就會使其他信道的誤碼率升高，靈敏度降低。串擾分為線性串擾和非線性串擾。線性串擾一般發(fā)生在解復用之后，在1.6nm或0.8nm光信道間隔下，目前的解復用器在2.5Gb/s系統(tǒng)中隔離度大于25dB，基本上可以滿足WDM系統(tǒng)的要求，但對于更高速的系統(tǒng)，還有待研究。而非線性串擾和光纖的非線性效應有關(guān)，包括受激拉曼散射（SRS），受激布里淵散射（SBS），自相位調(diào)制（SPM），交叉相位調(diào)制（XPM）和四波混頻（FWM）等。3)波長可調(diào)諧的激光器和濾波器波長可調(diào)諧的激光器和濾波器是WDM系統(tǒng)的關(guān)鍵器件。WDM系統(tǒng)的發(fā)射端要求有多個波長的復用，如果使用固定波長的發(fā)射機，可以使用普通的不可調(diào)的單頻激光器，通過人工選擇所需要的波長，并使這些波長具有適當?shù)拈g隔。但是如果想設計一個健全的系統(tǒng)，必須使用波長可調(diào)諧的激光器，這是因為生產(chǎn)出來的DFB激光器具有準確波長的不可預知性，有限的溫度調(diào)節(jié)范圍（約0.1nm/°C）和激光器固有的長期波長漂移?？烧{(diào)諧激光器的主要性能指標是調(diào)諧速度和波長調(diào)諧范圍。對應于可調(diào)諧的激光器，在接收端就需要一個可調(diào)諧濾波器來選擇所需要接收的光波長范圍。一個質(zhì)量優(yōu)良的可調(diào)諧濾波器應該是細度高,帶寬窄(以允許信道間隔小)，波長可調(diào)諧范圍寬，波長穩(wěn)定，精度高。4)EDFA的增益特性EDFA的帶寬為35～40nm，可以滿足普通WDM的復用波長的放大，但是這個增益是不平坦的，不同的波長具有不同的增益，經(jīng)過多級放大之后，增益偏差累積，低電平信道的SNR惡化，高電平信道的非線性效應使信號特性惡化，最終使系統(tǒng)不能正常工作。

7.5.2波長分配與通道間隔光纖具有兩個低損耗窗口，即1310nm和1550nm。在這兩個低損耗窗口中均可進行波分復用，但是由于目前的光放大器EDFA的工作波長范圍為1530～1565nm，因此目前波分復用的波長范圍為1530～1565nm。如果將來在1310nm范圍的光放大器的技術(shù)成熟了，也可以使用1310nm的低損耗窗口進行波分復用。目前對這個有限的波長范圍區(qū)域進行通路分配時，既要考慮帶寬利用率，又要考慮非線性及串擾的影響。1.絕對頻率參考一般的WDM系統(tǒng)選擇193.1THz作為頻率間隔的參考頻率，因為193.1THz可以提供較高的頻率精度和穩(wěn)定度。2.通路間隔通路間隔指的是相鄰通路之間的標稱頻率差，既可以是均勻的，也可以是非均勻的。非均勻通路間隔可以用來抑制四波混頻效應（FWM）。ITU-T目前規(guī)定的各個信道的頻率間隔必須為50GHz（0.4nm），100GHz（0.8nm）或其整數(shù)倍。在可用的1530～1565nm波長范圍內(nèi)，目前廣泛使用的是各個通路頻率基于193.1THz、最小間隔為100GHz的頻率間隔系列，它的選擇應遵循以下原則：(1)至少提供16個波長的通路，這樣比特速率為STM-16的16個通路可以在一根光纖上完成40Gb/s的業(yè)務。(2)波長數(shù)量又不能太多，否則對較多波長的監(jiān)控將會是一個復雜的問題。(3)所有波長應該與放大器的泵浦波長無關(guān)，即同一個系統(tǒng)中既可以使用980nm泵浦的光放大器，也可使用1480nm泵浦的光放大器。表7.8就是一個16通路（頻率間隔為0.8nm）和8通路（頻率間隔為1.6nm）的WDM系統(tǒng)的通路分配。表7.816通路和8通路WDM系統(tǒng)的中心頻率3.中心頻率偏差中心頻率偏差定義為標準中心頻率和實際中心頻率之差。對于信道間隔小于200GHz的系統(tǒng)，各個信道的偏差應小于信道間隔的1/5。16通路WDM的系統(tǒng)通路間隔為100GHz，最大中心頻率偏移為±20GHz。8通路WDM系統(tǒng)的通路間隔為200GHz，為了將來向16通路升級，最大中心頻率偏差為±20GHz。這些頻率偏差值為壽命終了值，即在系統(tǒng)設計壽命終了時，考慮到溫度、濕度等各種因素仍能滿足的數(shù)值。7.5.3WDM系統(tǒng)設計與性能1.放大器間隔

ITU-T規(guī)定不帶線路放大器的4路、8路、16路WDM的目標距離為80km（長距離）、120km（甚長距離）、160km（超長距離）。若采用光放大器作為線路放大器，對于長距離應用，可采用5×80km（5個區(qū)段，每個區(qū)段的目標距離為80km，損耗為22dB）或8×80km；對于甚長距離應用，可采用3×120km（3個區(qū)段，每個區(qū)段的目標距離為120km，損耗為33dB）或5×120km。2.鏈路帶寬對于一個含有N個發(fā)送機的WDM鏈路，發(fā)送比特速率分別為B1～BN，則總的帶寬為如果所有波長