7.2 波分復(fù)用.ppt

1、7.2 波分復(fù)用技術(shù),復(fù)用技術(shù),目前PDH、SDH等技術(shù)均采用時(shí)分復(fù)用（TDM）技術(shù)。,時(shí)分復(fù)用與波分復(fù)用的比較,Time Division Multiplexing (TDM),Electrical,Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM),Electrical,單纖容量(采用TDM技術(shù)）： 從155Mb/s-622Mb/s-2.5Gb/s -10Gb/s -40Gb/s-,單纖容量(采用DWDM技術(shù)）： 從8x2.5Gb/s-16x2.5G-32x2.5G 8x10G-16x10G-32x10G- 40 x10Gb/s -80 x10Gb/

2、s- 160 x10Gb/s -80 x40Gb/s-,波分復(fù)用（WDM）概念,把不同波長(zhǎng)的光信號(hào)復(fù)用到一 根光纖中進(jìn)行傳送（每個(gè)波長(zhǎng)承載一個(gè)TDM 電信號(hào)）的方式統(tǒng)稱為波分復(fù)用。細(xì)分為：, (粗)波分復(fù)用： 不同窗口的光波復(fù)用。 密集波分復(fù)用： 同一窗口的多個(gè)光波復(fù)用。 光頻分復(fù)用： 同一窗口的很多個(gè)光波復(fù)用。,波分復(fù)用系統(tǒng)原理（1）,Narrowband wavelength division multiplexing,(1) 2.488 Gbs,(16) 2.488 Gbs,1310nm/1550nm,1310nm/1550nm,16個(gè)2.5G信號(hào)合成40G在一根光纖上傳輸,波分復(fù)用系統(tǒng)

3、原理（2）,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,衰減 (dB/km),1600,1700,1400,1300,1200,1500,1100,波長(zhǎng)(nm),EDFA頻帶,20 10 0 10 20,色散(ps/nm.km),G.652,G.653,衰減 (所有),G.655,DWDM系統(tǒng)的頻譜分布 及其傳輸媒質(zhì)光纖,C-band,red-band,blue-band,1530,1560,1542 1547,0.8,nm,100,GHz,藍(lán)帶,DWDM頻譜分布,F=193.1THz+/-n*50GHz n=0,1,2 常規(guī)1310/1550nm波長(zhǎng)需要變換成標(biāo)準(zhǔn)可在DWDM系統(tǒng)中可傳輸

4、的波長(zhǎng),紅帶,光接口轉(zhuǎn)換,將符合ITU-T建議G.957的SDH設(shè)備的光接口變換為波長(zhǎng)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度符合波分復(fù)用系統(tǒng)要求G.692的光信號(hào)。 提高了光信號(hào)的性能，適合多波合成傳輸。,單通道系統(tǒng)的光譜,波分復(fù)用系統(tǒng)的光譜,波分復(fù)用系統(tǒng)光接口要求,光信道以193.1THz為參考頻率，頻率間隔為 50/100GHz的整數(shù)倍，即頻帶為EDFA的有效增益范圍 頻率偏差： 間隔為 n (n200) GHz時(shí)，頻率偏差不超過 n/5 GHz 間隔小于200GHz時(shí)，待定 可見對(duì)波長(zhǎng)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度都要求很高，普通SDH的光接口難以滿足。,中心波長(zhǎng)和中心頻率,光電光接口變換原理,光接口轉(zhuǎn)換功能框圖,光接口輸出

5、波長(zhǎng)穩(wěn)定技術(shù),溫度控制來控制輸出波長(zhǎng)，激光器的輸出波長(zhǎng)與工作溫度有確定的關(guān)系。 采用輸出波長(zhǎng)反饋技術(shù)對(duì)激光器進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用波長(zhǎng)敏感器件輸出的電壓 控制發(fā)射激光器。具體有利用光纖光柵獲得輸出波長(zhǎng)的， 也有利用濾波器獲得波長(zhǎng)的辦法。,波分復(fù)用系統(tǒng)構(gòu)成,光復(fù)用器(MUX)：把多個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用到一根光纖里傳輸。 光功率放大器(OBA)：可補(bǔ)償光復(fù)用器的損耗，提高入纖功率。 光線路放大器(OLA)：補(bǔ)償光纖損耗。 光前置放大器(OPA)：提高接收電平，提高接收機(jī)靈敏度。 光分用器(DEMUX)：把多個(gè)波長(zhǎng)分用到各根光纖中，使信道分離。 光接口轉(zhuǎn)換器(OTU)：把常規(guī)SDH的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合DWDM傳輸?shù)男盘?hào)

6、。 光監(jiān)控信道（OSC）：專門傳送監(jiān)控系統(tǒng)的信道。,OA,O D U,OA,O M U,O D U,OTU,OTU,OTU,OTU,OTU,OTU,OA,OA,OA,OA,OA,O M U,OTU,OTU,SDH PDH GE ATM IP Vedio,SDH PDH GE ATM IP Vedio,光中繼,光線路終端 OMU：光復(fù)用單元 ODU： 光解復(fù)用單元 OA： 光纖放大器 OTU：波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器,光中繼,光線路終端,波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)及網(wǎng)元類型,集成式系統(tǒng)和開放式系統(tǒng),集成式系統(tǒng)：光端機(jī)與光接口轉(zhuǎn)換集成在一起。 開放式系統(tǒng)：光端機(jī)與光接口轉(zhuǎn)換分開。 集成式系統(tǒng)成本低、但對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源管理

7、和維護(hù)以及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不利。 開放式系統(tǒng)分開了上層業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和WDM傳送網(wǎng)，利于網(wǎng)絡(luò)資源管理和維護(hù)，是未來傳送網(wǎng)發(fā)展的方向。,開放式WDM系統(tǒng),集成式WDM系統(tǒng),光放大 子框,光信道 子框,光復(fù)用終端 (OMT),光線路中繼器 (ILA),光線路放大子框,光分插復(fù)用器,OADM的功能是從傳輸設(shè)備中選擇性地下光信號(hào)、或上光信號(hào)、或僅僅通過 某個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)，同時(shí)不影響其它波長(zhǎng)信道的傳輸。,雙纖單向和單纖雙向系統(tǒng),通信的雙向業(yè)務(wù)流在單根光纖中傳輸亦或每個(gè)方向占用一根光纖 單纖雙向系統(tǒng)在一根光纖中傳送兩個(gè)方向的業(yè)務(wù)流，一般不同方向的信號(hào)在不同的波段實(shí)現(xiàn)，技術(shù)要求更高，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜 大部分系統(tǒng)采用兩根光纖，分別傳輸

8、一個(gè)方向,DWDM 通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),在同樣的傳輸容量下，以一芯代替了多芯。 每只光纖放大器可取代多套結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大的光電中繼器，并減少中繼站的數(shù)量。 具有傳輸透明度，通過適當(dāng)?shù)慕涌诎寮纯梢詡鬏斎我馑俾?。任意制式的信?hào)；升級(jí)容易。 在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中使用WDM技術(shù)，可以增加網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可靠性；也可以實(shí)現(xiàn)大容量的光交換. 多廠家兼容性。,波分復(fù)用器,光波分復(fù)用通信中，光復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)是第一重要的，核心器件便是光波分復(fù)用器件 合波器 耦合器 濾波器 陣列波導(dǎo)(AWG) 分波器 光柵 多層介質(zhì)膜濾波器 陣列波導(dǎo)(AWG) 光纖布拉格光柵(FBG),耦合器,22熔錐型光纖耦合器,P0：在z=0處注入到

9、光纖中的功率；k：光纖間的耦合系數(shù) z=0， P1= P0， P2 =0； z=/(2k), ， P1= 0， P2 = P0 ; 改變耦合長(zhǎng)度z可以使耦合器表現(xiàn)出不同的耦合功率比。從而選擇波長(zhǎng),熔錐型光纖耦合器,Z,1, 2,1,2,2,1,2,1,馬赫曾德爾（MZ）干涉濾波器,合適設(shè)計(jì)兩臂的光程差L，可實(shí)現(xiàn)1和2分別在 輸出1和輸出2輸出,兩個(gè)光纖定向耦合器構(gòu)成MZ干涉儀,FP干涉濾波器,一平面波垂直入射到鏡M1，部分光反射，部分光進(jìn)入FP腔，在其中經(jīng)多次反射與透射，在腔的左右兩側(cè)將各有一組光束輸出 在左方輸出端的光叫反射光，右方輸出端的光叫傳輸光。兩列光都產(chǎn)生多光束干涉而呈諧振現(xiàn)象，因而具有頻率選擇特性 設(shè)計(jì)腔長(zhǎng)和折射率可以決定選擇的波長(zhǎng),多層介質(zhì)薄膜,0 , 1， 2， 3，n,0 ,1， 3，n,0,多層介質(zhì)薄膜作為 WDM分波器,光柵,自由空間光學(xué)要求精確度 對(duì)溫度敏感要求控溫爐 插入損耗