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波分�(fù)�
閱讀�17755�(shí)間:2011-07-11 00:26:32

  波分�(fù)用(WDM)技�(shù)是在一�光纖中同�(shí)傳輸多�(gè)波長(zhǎng)光信�(hào)的一�(xiàng)技�(shù)� 就是為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資�,根�(jù)每一信道光波的頻率(或波�(zhǎng))不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干�(gè)信道,把光波作為信號(hào)的載波,在發(fā)送端采用波分�(fù)用器(合波器)將不同�(guī)定波�(zhǎng)的信�(hào)光載波合并起�(lái)送入一根光纖�(jìn)行傳��

系統(tǒng)的組�

  光復(fù)用器(MUX):把多�(gè)波長(zhǎng)�(fù)用到一根光纖里傳輸�

  光功率放大器(OBA):可�(bǔ)償光�(fù)用器的損�,提高入纖功率�

  光線路放大器(OLA):補(bǔ)償光纖損��

  光前置放大器(OPA):提高接收電平,提高接收�(jī)靈敏��

  光分用器(DEMUX):把多�(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)�(zhuǎn)換成適合DWDM傳輸?shù)男盘?hào)�

  光監(jiān)控信道(OSC):專門傳送監(jiān)控系�(tǒng)的信道�

特點(diǎn)

 ?�?充分利用光纖的巨大帶寬資�

 ?�?多種類型的信�(hào)可同�(shí)傳輸

 ?�?系統(tǒng)升級(jí)�(shí)能限度地保護(hù)已有投資

  � 高度的組�(wǎng)靈活�、經(jīng)�(jì)性和可靠�

 ?�?降低器件的超高速要�

 ?�?可兼容全光交�

  一�(gè)WDM系統(tǒng)可以承載多種格式的“業(yè)�(wù)”信�(hào),如ATM、IP�;在�(wǎng)�(luò)�(kuò)充和�(fā)展中,是理想的擴(kuò)容手�,也是引入寬帶新�(yè)�(wù)(例如CATV、HDTV和B-ISDN等)的有利手�,增加一�(gè)附加波長(zhǎng)即可引入任意想要的新�(yè)�(wù)或新容量;利用WDM技�(shù)�(shí)�(xiàn)�(wǎng)�(luò)交換和恢�(fù),從而可能實(shí)�(xiàn)未來(lái)透明�、具有高度生存性的光網(wǎng)�(luò)�

分類

  通信系統(tǒng)的設(shè)�(jì)不同,每�(gè)波長(zhǎng)之間的間隔寬度也有不�。按照通道間隔的不�,WDM可以�(xì)分為 CWDM(稀疏波分復(fù)用)� DWDM(密集波分復(fù)用)。CWDM 的信道間隔為20nm,� DWDM 的信道間隔從 0.2nm  � 1.2nm,所以相�(duì)� DWDM,CWDM 稱為稀疏波分復(fù)用技�(shù)�

兩種技�(shù)介紹

  1、DWDM技�(shù)�(jiǎn)�

  WDM � DWDM 是在不同�(fā)展時(shí)期對(duì) WDM 系統(tǒng)的稱呼。在 20 世紀(jì) 80 年代�,人們想到并首先采用的是在光纖的兩�(gè)低損耗窗� 1310nm窗口� 1550nm窗口各傳� 1 路光波長(zhǎng)信號(hào),也就是 1310nm�1550nm兩波分的 WDM 系統(tǒng)。隨� 1550nm窗口 EDFA 的商用化,WDM 系統(tǒng)的相鄰波�(zhǎng)間隔變得很窄(一般小� 1.6nm�,且工作在一�(gè)窗口�(nèi),共享EDFA 光放大器。為了區(qū)別于傳統(tǒng)� WDM 系統(tǒng),人們稱這種波長(zhǎng)間隔更緊密的 WDM 系統(tǒng)為密集波分復(fù)用系�(tǒng)。所謂密�,是指相鄰波�(zhǎng)間隔而言,過(guò)� WDM 系統(tǒng)是幾十納米的波長(zhǎng)間隔,現(xiàn)在的波長(zhǎng)間隔只有 0.4�2nm。密集波分復(fù)用技�(shù)其實(shí)是波分復(fù)用的一種具體表�(xiàn)形式。如果不特指 1310nm�1550nm 的兩波分 WDM 系統(tǒng)�,人們談?wù)�?WDM 系統(tǒng)就是 DWDM 系統(tǒng)�

  �(shí)�(xiàn)光波分復(fù)用和傳輸?shù)脑O(shè)備種類很�,各�(gè)功能模塊都有多種�(shí)�(xiàn)方法,具體采用何種設(shè)備應(yīng)根據(jù)�(xiàn)�(chǎng)條件和系�(tǒng)性能的側(cè)重點(diǎn)�(lái)決定。總體上�,在 DWDM 系統(tǒng)�(dāng)中有光發(fā)�/接收�、波分復(fù)用器、光放大�、光�(jiān)控信道和光纖五�(gè)模塊�

  光纖的非線性效�(yīng)是影� WDM 傳輸系統(tǒng)性能的主要因�。光纖的非線性效�(yīng)主要與光功率密度、信道間隔和光纖的色散等因素密切相關(guān);光功率密度越大、信道間隔越�,光纖的非線性效�(yīng)就越�(yán)�;色散與各種非線性效�(yīng)之間的關(guān)系比較復(fù)�,其中四波混頻隨色散接近零而顯著增�。隨� WDM 技�(shù)的不斷發(fā)�,光纖中傳輸?shù)男诺�?shù)越來(lái)越多,信道間距越�(lái)越小,傳輸功率越�(lái)越大,因而光纖的非線性效�(yīng)�(duì) DWDM 傳輸系統(tǒng)性能的影響也越來(lái)越大�

  克服非線性效�(yīng)的主要方法是改�(jìn)光纖的性能,如增加光纖的有效傳光面積,以減小光功率密度� 在工作波段保留一定量的色散,以減小四波混頻效�(yīng);減小光纖的色散斜率,以�(kuò)� DWDM 系統(tǒng)的工作波�(zhǎng)范圍,增加波�(zhǎng)間隔;同�(shí),還�(yīng)盡量減小光纖的偏振模色散,以及在減小四波混頻效應(yīng)的基�(chǔ)上盡量減小光纖工作波段上的色�,以適應(yīng)單信道速率的不斷提高�

  DWDM �(fù)用系�(tǒng)中的光源�(yīng)具有以下 4 �(diǎn)要求�(1)波長(zhǎng)范圍很寬�(2)盡可能多的信道數(shù)�(3)每信道波�(zhǎng)的光譜寬度應(yīng)盡可能窄�(4)各信道波�(zhǎng)及其間隔�(yīng)高度�(wěn)�。因�,在波分�(fù)用系�(tǒng)中使用的激光光�,幾乎都是分布反饋激光器(DFB-LD),而且目前多為量子� DFB 激光器�

  隨著科學(xué)技�(shù)的發(fā)展與�(jìn)�,用在波分復(fù)用系�(tǒng)中的光源除了分立� DFB-LD、可�(diào)諧激光器、面�(fā)射激光器�,還有兩種形式。其一是激光二極管的陣�,或是陣列的激光器與電子器件的集成,實(shí)際是光電集成回路(OEIC),與分立� DFB-LD 相比,這種激光器在技�(shù)上前�(jìn)了一大步,它體積縮小、功耗降低、可靠性高,應(yīng)用上�(jiǎn)�、方�。另一種新的光源——超連續(xù)光源。確切地�(shuō)�(yīng)該是限幅光譜超連續(xù)光源(Spectrum Sliced SupercontinuumSource)。研究表�,當(dāng)具有很高峰值功率的短脈沖注入光纖時(shí),由于非線性傳播會(huì)在光纖中�(chǎn)生超連續(xù)(SC)寬光譜,它能限幅成為許多波長(zhǎng),并適合于作波分�(fù)用的光源,這就是所謂的限幅光譜超連續(xù)光源�

  2、CWDM技�(shù)�(jiǎn)�

  DWDM(密集波分復(fù)用)�(wú)疑是�(dāng)今光纖應(yīng)用領(lǐng)域的技�(shù),但其昂貴的�(jià)格令不少手頭不夠?qū)捲5倪\(yùn)�(yíng)商頗為躊�。為了能夠以較低的成本享用波分復(fù)用技�(shù),CWDM(稀疏波分復(fù)用)�(yīng)�(yùn)而生�

  稀疏波分復(fù)用,顧名思義,是密集波分�(fù)用的近親,CWDM � DWDM 的區(qū)別主要有二點(diǎn):一� CWDM 載波通道間距較寬,因此,同一根光纖上只能�(fù)� 5 �6 �(gè)左右波長(zhǎng)的光�,“稀疏”與“密集”稱謂的差別就由此而來(lái);二� CWDM �(diào)制激光采用非冷卻激�,而DWDM 采用的是冷卻激�。冷卻激光采用溫度調(diào)諧,非冷卻激光采用電子調(diào)�。由于在一�(gè)很寬的波�(zhǎng)區(qū)段內(nèi)溫度分布很不均勻,因此溫度調(diào)諧實(shí)�(xiàn)起來(lái)難度很大,成本也很高�

  CWDM避開了這一難點(diǎn),因而大幅降低了成本,整�(gè) CWDM 系統(tǒng)成本只有 DWDM � 30%。CWDM 是通過(guò)利用光復(fù)用器將在不同光纖中傳�?shù)牟ㄩL(zhǎng)�(jié)合到一根光纖中傳輸�(lái)�(shí)�(xiàn)。在鏈路的接收端,利用解�(fù)用器將分解后的波�(zhǎng)分別送到不同的光�,接到不同的接收�(jī)�

  CWDM用很低的成本提供了很高的接入帶寬,適用于�(diǎn)�(duì)�(diǎn)、以太網(wǎng)、SONET �(huán)等各種流行的�(wǎng)�(luò)�(jié)�(gòu),特別適合短距離、高帶寬、接入點(diǎn)密集的通信�(yīng)用場(chǎng)�,如大樓�(nèi)或大樓之間的�(wǎng)�(luò)通信。尤其值得一提的� CWDM � PON(無(wú)源光�(wǎng)�(luò))的搭配使用。PON 是一種廉�(jià)的、一�(diǎn)�(duì)多點(diǎn)的光纖通信方式,通過(guò)� CWDM 相結(jié)合,每�(gè)單獨(dú)波長(zhǎng)信道都可作為 PON 的虛擬光鏈路,實(shí)�(xiàn)中心節(jié)�(diǎn)與多�(gè)分布節(jié)�(diǎn)的寬帶數(shù)�(jù)傳輸�

  CWDM是成本與性能折衷的產(chǎn)物,不可避免地存在一些性能上的局�。業(yè)�(nèi)專家指出,CWDM 目前尚存在以� 4 �(diǎn)不足:一、CWDM 在單根光纖上支持的復(fù)用波�(zhǎng)�(gè)�(shù)較少,導(dǎo)致日后擴(kuò)容成本較�;二、復(fù)用器、復(fù)用解�(diào)器等�(shè)備的成本還應(yīng)�(jìn)一步降�,這些�(shè)備不能只� DMDM 相應(yīng)�(shè)備的�(jiǎn)單改�;三、CWDM 不適用于城域�(wǎng),城域網(wǎng)節(jié)�(diǎn)間距離較短,�(yùn)�(yíng)商用� CWDM �(shè)備擴(kuò)容上的錢完全可以用來(lái)埋設(shè)更多的光�,得到更好的效果;四、CWDM 還未形成�(biāo)�(zhǔn)�

技�(shù)面臨的問(wèn)�

  以WDM技�(shù)為基�(chǔ)的具有分插復(fù)用和交叉連接功能的光傳輸�(wǎng)具有易于重構(gòu)、良好的�(kuò)展性等�(yōu)�(shì),已成為未來(lái)高速傳輸網(wǎng)的發(fā)展方�,很好的解決下列技�(shù)�(wèn)題有利于其實(shí)用化�

 ?�?)WDM是一�(xiàng)新的技�(shù),其行業(yè)�(biāo)�(zhǔn)制定較粗,因此不同商家的WDM�(chǎn)品互通性極�,特別是在上層的�(wǎng)�(luò)管理方面。為了保證WDM系統(tǒng)在網(wǎng)�(luò)中大�(guī)模實(shí)施,需保證WDM系統(tǒng)間的互操作性以及WDM系統(tǒng)與傳�(tǒng)系統(tǒng)間互�、互�,因此應(yīng)加強(qiáng)光接口設(shè)備的研究�

 ?�?)WDM系統(tǒng)的網(wǎng)�(luò)管理,特別是具有�(fù)雜上/下通路需求的WDM�(wǎng)�(luò)管理不是很成�。在�(wǎng)�(luò)中大�(guī)模采用需要對(duì)WDM系統(tǒng)�(jìn)行有效網(wǎng)�(luò)管理。例如在故障管理方面,由于WDM系統(tǒng)可以在光通道上支持不同類型的�(yè)�(wù)信號(hào),一旦WDM系統(tǒng)�(fā)生故�,操作系�(tǒng)�(yīng)能及�(shí)自動(dòng)�(fā)�(xiàn),并找出故障原因;目前為止相�(guān)的運(yùn)行維�(hù)軟件仍不成熟;在性能管理方面,WDM系統(tǒng)使用模擬方式�(fù)用及放大光信�(hào),因此常用的比特誤碼率并不適用于衡量WDM的業(yè)�(wù)�(zhì)�,必須尋找一�(gè)新的參數(shù)�(lái)�(zhǔn)確衡量網(wǎng)�(luò)向用戶提供的服務(wù)�(zhì)量等�

  �3)一些重要光器件的不成熟將直接限制光傳輸�(wǎng)的發(fā)�,如可調(diào)諧激光器等。通常光網(wǎng)�(luò)中需要采�4�6�(gè)能在整�(gè)�(wǎng)�(luò)中�(jìn)行調(diào)諧的激光器,但目前這種可調(diào)諧激光器還很難商用化�

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