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文檔簡介
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),并且相對成熟,已經(jīng)進(jìn)入到商用階段,通過本課程的學(xué)習(xí),使我們對于WDM的原理有一個(gè)基本的了解和認(rèn)識。 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Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page7WDM概念121 2 nnSDH signalIP packageATM cellsl把不同波長的光信號復(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路波長復(fù)用的路波長復(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l超大容量、超長距離傳輸l對數(shù)據(jù)的“透明”傳輸l系統(tǒng)升級時(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, 通道間隔25GHz196.075THz192.100THzC 波段 160個(gè)波長192.075THz擴(kuò)展32個(gè)波長191.300THzITU-T G.694.1Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page15問 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光脈沖信號傳送傳送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波長波長色散G.652:國內(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)償光纖波長波長Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page22問 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ITU 調(diào)制電流馬赫-策恩德爾(M-Z)調(diào)制Copyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page29幾種調(diào)制技術(shù)的對比類型類型直接調(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信號光子信號光子1550nm信號光子信號光子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PINTAP信號輸入TAP信號輸出光電檢測PINCopyright 2011Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page33EDFA的特性p工作波長與單模光纖的最小 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對光監(jiān)控的要求: p不應(yīng)限制OA上的泵浦光波長;p不應(yīng)限制未來1310nm波長的
20、業(yè)務(wù);pOA失效時(shí)仍有效;p可超長傳輸;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 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)用器的類型分別有哪幾種?lEDFA和Raman光放大器的區(qū)別是什么?lOSC信號的工作波長和比特速率是多少?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.
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