光通信集成式密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)的優(yōu)勢-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯光通信集成式密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)的優(yōu)勢-基礎(chǔ)電子一、概述傳統(tǒng)的光通信系統(tǒng)都是遵循“光－電－光”的工作原理，線路傳輸速率受電子電路處理信號(hào)速率的限制。通常，電子技術(shù)處理的（傳輸）速度以１０Ｇｂｉｔ/ｓ為限，要提高到２０Ｇｂｉｔ/ｓ就相當(dāng)困難。因此，在光纖通信系統(tǒng)和光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，電子技術(shù)就成為其進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。為了克服這一瓶頸，充分開發(fā)光纖通信的帶寬優(yōu)勢，光波分復(fù)用（ＷＤＭ）技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。密集波分復(fù)用（ＤＷＤＭ）光傳輸?shù)难该桶l(fā)展，得益于光纖承載介質(zhì)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，光纖由過去標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（Ｇ．６５２）、色散位移光纖（Ｇ．６５３），到非零色散位移光纖（Ｇ．６５５），實(shí)現(xiàn)了新型的全波光纖（Ａｌｌ－ｗａｖｅＦｉｂｅｒ）。由于光纖制造工藝的改進(jìn)，基本消除了光纖制造過程中引入的水份，常規(guī)光纖在１３８５ｎｍ波長附近由ＯＨ根離子造成的損耗峰消失，使傳輸率耗從初的２ｄＢ/Ｋｍ降到０．３ｄＢ/Ｋｍ以下，在１３１０？１６００ｎｍ波段上衰減趨于平坦，光纖可利用的波長增加１００ｎｍ左右，相當(dāng)于１２５個(gè)波長通道（１００ＧＨｚ通道間隔）。根據(jù)國際電聯(lián)ＩＴＵ-ＴＧ．６９２建議，ＤＷＤＭ技術(shù)是在波長１５５２．５２ｎｍ窗口附近（對(duì)應(yīng)的頻率為：１９３．１ＴＨＺ）的１５３０？１５６０ｎｍ波長范圍內(nèi)，選用密集的但相互又有一定波長間隔的多路光載波（摻鉺光纖放大器ＥＤＦＡ對(duì)這些光載波能平坦增益），受不同數(shù)字信號(hào)的調(diào)制，將不同波長的光信號(hào)復(fù)用在一根光纖上傳輸，大大提高了光纖的傳輸容量。二、ＤＷＤＭ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析ＤＷＤＭ從結(jié)構(gòu)上分，目前有集成系統(tǒng)和開放系統(tǒng)。集成式系統(tǒng)：要求接入的單光傳輸設(shè)備終端的光信號(hào)是滿足Ｇ．６９２標(biāo)準(zhǔn)的光源。開放系統(tǒng)，是在合波器前端及分波器的后端，加波長轉(zhuǎn)移單元ＯＴＵ，將當(dāng)前通常使用的Ｇ．９５７接口波長轉(zhuǎn)換為Ｇ．６９２標(biāo)準(zhǔn)的波長光接口。這樣，開放式系統(tǒng)采用波長轉(zhuǎn)換技術(shù)？使任意滿足Ｇ．９５７建議要求的光信號(hào)能運(yùn)用光－電－光的方法，通過波長變換之后轉(zhuǎn)換至滿足Ｇ．６９２要求的規(guī)范波長光信號(hào)，再通過波分復(fù)用，從而在ＤＷＤＭ系統(tǒng)上傳輸。目前的ＤＷＤＭ系統(tǒng)可提供１６/２０波或３２/４０波的單纖傳輸容量，可到１６０波，具有靈活的擴(kuò)展能力。用戶初期可建１６/２０波的系統(tǒng)，之后根據(jù)需要再升級(jí)到３２/４０波，這樣可以節(jié)省初期投資。其升級(jí)方案原理：一種是在Ｃ波段紅帶１６波加藍(lán)帶１６波升級(jí)為３２波的方案；另一種是采用ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ，在Ｃ波段由２００ＧＨｚ間隔１６/３２波升級(jí)為１００ＧＨｚ間隔２０/４０波。進(jìn)一步的擴(kuò)容求，可提供Ｃ＋Ｌ波段的擴(kuò)容方案，使系統(tǒng)傳輸容量進(jìn)一步擴(kuò)充為１６０波。國內(nèi)各大運(yùn)營商現(xiàn)在網(wǎng)運(yùn)行的ＤＷＤＭ？大量使用的幾乎都是開放式ＤＷＤＭ系統(tǒng)，而實(shí)際上，集成式密集波分復(fù)用系統(tǒng)，有其自身的眾多優(yōu)點(diǎn)：１、集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)的合波器和分波器在發(fā)端和收端是分別使用的，即：在發(fā)端只有合波器，在收端只有分波器，同時(shí)在收端和發(fā)端均去掉了ＯＴＵ轉(zhuǎn)換設(shè)備（此部分費(fèi)用較大）？因此ＤＷＤＭ系統(tǒng)設(shè)備的投資可節(jié)?。叮埃ヒ陨?。２、集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)在收端和發(fā)端僅使用無源器件(如：合波器或分波器)，電信運(yùn)營單位可向器件廠家直接訂貨，減少供應(yīng)環(huán)節(jié)，費(fèi)用更低，從而節(jié)省設(shè)備成本。３、開放式ＤＷＤＭ的網(wǎng)管系統(tǒng)負(fù)責(zé)：ＯＴＭ（主要是ＯＴＵ）、ＯＡＤＭ、ＯＸＣ、ＥＤＦＡ的監(jiān)測，其設(shè)備投資約占ＤＷＤＭ系統(tǒng)總投資的２０％；而集成式的ＤＷＤＭ系統(tǒng)由于無需ＯＴＭ設(shè)備，其網(wǎng)管僅負(fù)責(zé)ＯＡＤＭ、ＯＸＣ、ＥＤＦＡ的監(jiān)測，可引入更多的廠家進(jìn)行競爭，其網(wǎng)管費(fèi)用能比開放式ＤＷＤＭ的網(wǎng)管節(jié)省一半左右。４、由于集成式的ＤＷＤＭ系統(tǒng)的合波波/分波設(shè)備為無源器件，便于提供多種業(yè)務(wù)、多速率的接口，只要業(yè)務(wù)端設(shè)備光端機(jī)的波長符合滿足Ｇ．６９２的標(biāo)準(zhǔn)，即可以ＰＤＨ、ＳＤＨ、ＰＯＳ（ＩＰ）、ＡＴＭ等任何業(yè)務(wù)接入，支持８Ｍ、１０Ｍ、３４Ｍ、１００Ｍ、１５５Ｍ、６２２Ｍ、１Ｇ、２．５Ｇ、１０Ｇ等各種速率的ＰＤＨ、ＳＤＨ、ＡＴＭ及ＩＰ以太網(wǎng)？避免了開放式ＤＷＤＭ系統(tǒng)由于ＯＴＵ的原因，而只能使用所購ＤＷＤＭ系統(tǒng)已確定光波長（１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ）及傳輸速率的ＳＤＨ、ＡＴＭ或ＩＰ以太網(wǎng)設(shè)備？而根本不可能使用其他接口。５、若將ＳＤＨ、ＩＰ路由器等光傳輸設(shè)備的激光器件模塊統(tǒng)一設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)幾何尺寸的管腳，規(guī)范接口，便于維護(hù)插拔，且連接可靠。這樣，維護(hù)人員就可根據(jù)集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)波長需要，自由更換特定彩色波長的激光頭，為激光頭的故障維護(hù)，提供了便利條件，避免了以前必須由廠家整板更換這一弊端所帶來的高維護(hù)費(fèi)用。６、彩色波長的光源目前僅比普通１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ波長的光源價(jià)格稍貴，如２．５Ｇ速率的彩色波長光源目前要貴３０００多元，但當(dāng)接入到集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)上使用時(shí)，能使造價(jià)系統(tǒng)造價(jià)降低近１０倍，并且隨著彩色波長光源的大量應(yīng)用，其價(jià)格將接近于普通光源。７、集成式ＤＷＤＭ設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，體積更小，大約只有開放式ＤＷＤＭ所占空間的五分之一，節(jié)省機(jī)房資源。綜上所述，集成式ＤＷＤＭ系統(tǒng)應(yīng)大量應(yīng)用于ＤＷＤＭ傳輸系統(tǒng)中大量中，并逐步替代開放式ＤＷＤＭ系統(tǒng)的主導(dǎo)地位?？紤]到目前已有大量普通光源的光傳輸設(shè)備在網(wǎng)使用，建議可采用集成式與開放式兼容的混合式ＤＷＤＭ，已保護(hù)前期投資。三、ＤＷＤＮ系統(tǒng)的其他功能１、ＤＷＤＭ系統(tǒng)的光監(jiān)控信道（ＯＳＣ）在ＤＷＤＭ系統(tǒng)中，采用獨(dú)立的１５１０ｎｍ波長（速率為２Ｍｂ/ｓ）承載光監(jiān)控信道（ＯＳＣ），傳送網(wǎng)管、公務(wù)和監(jiān)控信息，幀結(jié)構(gòu)符合Ｇ．７０４，實(shí)際用于監(jiān)控信息傳送的速率為１９２０ｋｂ/ｓ。０ＳＣ光監(jiān)控信道是ＤＷＤＭ系統(tǒng)工作狀態(tài)的信息載體。在ＤＷＤＭ系統(tǒng)中，ＯＳＣ是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，傳送光信道層、光復(fù)用段層和光傳輸段層的維護(hù)和管理信息，提供公務(wù)聯(lián)絡(luò)及使用者通路，同時(shí)它還可以提供其它附加功能。ＯＳＣ主要包括的子系統(tǒng)功能為：ＯＳＣ信道接收和發(fā)送、時(shí)鐘恢復(fù)和再生、接收外部時(shí)鐘信號(hào)、ＯＳＣ信道故障檢測和處理及性能監(jiān)測、ＣＭＩ編解碼、ＯＳＣ幀定位和組幀處理、監(jiān)控信息處理。性能的監(jiān)測（Ｂ１、Ｊ０、ＯＰＭ、光放監(jiān)測），可由業(yè)務(wù)接入終端完成。模擬量監(jiān)測功能和Ｂ１誤碼監(jiān)測功能，提供不中斷業(yè)務(wù)的多路光通道性能監(jiān)測（包括各信道波長、光功率、光信噪比），適時(shí)監(jiān)測光傳送段和光通道性能質(zhì)量，提供故障定位的有效手段。具有監(jiān)測放大器的輸入光功率、輸出光功率、ＰＵＭＰ驅(qū)動(dòng)電流、ＰＵＭＰ制冷電流、ＰＵＭＰ溫度和ＰＵＭＰ背向光功率的功能。具有監(jiān)測多方向的波數(shù)、各信道的波長、光功率和光信噪比等性能，監(jiān)測的波長精度可大于０．０５ｎｍ、光功率精度可大于０．５ｄＢｍ、信噪比精度可大于０．５ｄＢ。２、光纖放大器按光纖放大器所在線路傳輸種的位置不同，可分為三種：（１）放在光發(fā)射機(jī)后面的，稱為功率放大器；（２）放在光纖線路之間起中繼作用的，稱為線路放大器；（３）放在光接收機(jī)前面的，稱為前置放大器。按光放大實(shí)現(xiàn)的功能，可分為兩種：（１）摻鉺光纖放大器：具有增益平坦、增益鎖定、輸出功率鉗制和放大器瞬態(tài)控制等功能，同時(shí)為了消除由于突發(fā)事故產(chǎn)生的光放大器的“浪涌”現(xiàn)象，光放大器還具有光功率自動(dòng)關(guān)斷(ＡＰＳＤ)和功率自動(dòng)減弱(ＡＰＲ)功能。（２）ＲＰＭ喇曼光纖放大器：專為遠(yuǎn)距離光傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用高性能１４ＸＸｎｍ泵浦激光器和無源器件，結(jié)構(gòu)緊湊，能直接放大Ｃ-Ｂａｎｄ、Ｌ-Ｂａｎｄ、Ｃ＋Ｌ-Ｂａｎｄ的光信號(hào)，改善線路光信噪比（ＯＳＮＲ），很好地提升系統(tǒng)的傳輸性能，符合ＴｅｌｃｏｒｄｉａＧＲ-１３１２-ＣＯＲＥ的標(biāo)準(zhǔn)要求。３、ＤＷＤＭ系統(tǒng)的ＯＡＤＭ、ＯＸＣ功能ＯＡＤＭ可根據(jù)需要在任何光中繼站點(diǎn)提供波長的光信號(hào)上下（目前可做到８波），該功能與ＯＸＣ配合，可以將任何上路端口來的某一光信號(hào)都可以上