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波分基本原理波分基本原理2022/9/20本讲稿第一页，共二十二页Page 2什么是波分复用？高速公路加油站巡逻车本讲稿第二页，共二十二页Page 3WDM的定义SDH signalIP packageATM cellsl把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们把它叫做波分复用（把它叫做波分复用（Wavelength Division Multiplexing）本讲稿第三页，共二十二页Page 4l N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：p 光波长转换单元（OTU）；p 波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）；p 光放大器（BA/LA/PA）；p 光/电监控信道（OSC/ESC）。WDM的系统结构OTUOTUOTUOMUODUOTUOTUOTUOSCOSCOSCLABAPA本讲稿第四页，共二十二页Page 5传输模式l单纤单向单纤单向M40M40MUXDEMUXOTUOTU本讲稿第五页，共二十二页Page 6M40M40MUX/DEMUXDEMUX/MUX传输模式l单纤双向单纤双向OTUOTU本讲稿第六页，共二十二页Page 7应用模式l开放式系统开放式系统M40M40MUXDEMUXOTUOTU客户设备客户设备客户设备客户设备本讲稿第七页，共二十二页Page 8WDM的优势l超大容量超大容量l数据透明传输数据透明传输l长距离传输长距离传输l兼容已有光纤兼容已有光纤l灵活组网灵活组网l经济性和可靠性经济性和可靠性l平滑扩容能力平滑扩容能力本讲稿第八页，共二十二页Page 9光纤的结构l 光纤是由圆柱形玻璃纤芯和玻璃包层构成，最外层是一种弹性耐磨的塑料光纤是由圆柱形玻璃纤芯和玻璃包层构成，最外层是一种弹性耐磨的塑料护套，整根光纤呈圆柱形。护套，整根光纤呈圆柱形。n2n1折射折射全反射包层包层纤芯纤芯护套护套本讲稿第九页，共二十二页Page 10光纤的传输特性p损耗p色散p非线性 本讲稿第十页，共二十二页Page 11光纤的损耗特性l光纤的损耗主要包含：光纤的损耗主要包含：p吸收损耗p散射损耗p弯曲损耗l光纤损耗计算公式为光纤损耗计算公式为:p光纤损耗光纤损耗(dB)=光纤长度光纤长度(Km)*光纤损耗系数光纤损耗系数(dB/Km)本讲稿第十一页，共二十二页Page 12常规光纤的损耗系数-波长曲线图9001300 1400 15001600 1700nmdB/km231451200Multi-mode（850900nm）ObandES C LUOH-u 波带不同，损耗系数不同u 1380nm附近由于氢氧根粒子吸收，光纤损耗急剧加大，俗称水峰u 容易看出，在OU这六个波段中，C波段和L波段损耗系数最小本讲稿第十二页，共二十二页Page 13波段划分波段说明范围（nm）带宽（nm）O波段波段原始原始12601360100E波段波段扩展扩展13601460100S波段波段短波长短波长1460152565C波段常规波长1525156540L波段长波长1565162560U波段波段超长波长超长波长1625167550因为因为C波段和波段和L波段这两个传输窗口的传输衰耗最小，所以波段这两个传输窗口的传输衰耗最小，所以DWDM系统中信号光选择在系统中信号光选择在C波段和波段和L波段。波段。粗波分由于传输距离短，衰耗并非主要限制因素，所以粗波分由于传输距离短，衰耗并非主要限制因素，所以CWDM系统中信号光跨越多个波段（系统中信号光跨越多个波段（13111611nm）。）。本讲稿第十三页，共二十二页Page 14光放大器EDFARFA拉曼光纤放大器掺饵光纤放大器光放 本讲稿第十四页，共二十二页Page 15光放大器的应用BA功率放大器功率放大器LA线路放大器线路放大器PA前置放大器前置放大器M40OTUOTUM40M40OTUOTUM40MUXDMUXOAOAOA本讲稿第十五页，共二十二页Page 16光复用器与解复用器复用器复用器fiber解复用器解复用器光波分复用解复用技术：衍射光栅技术介质薄膜技术耦合技术阵列波导技术光波分复用解复用主要参数：插入损耗通道隔离度通道带宽偏振相关损耗本讲稿第十六页，共二十二页Page 17光监控通道l对光监控的要求：对光监控的要求：p不应限制OA上的泵浦光波长；p不应限制未来1310nm波长的业务；pOA失效时仍有效；p可超长传输；具有分段双向传输功能。M40M40FIUOTU1OTU2OTU3OTU4OTU1OTU2OTU3OTU4FIUOSCOSCSCCSCC 采用采用采用采用采用采用1510/1625nm1510/1625nm1510/1625nm波长波长波长波长波长波长 信号速率为信号速率为信号速率为信号速率为信号速率为信号速率为2.048Mb/s2.048Mb/s2.048Mb/s 接收机灵敏度：接收机灵敏度：接收机灵敏度：接收机灵敏度：接收机灵敏度：接收机灵敏度：-48dBm-48dBm-48dBm 信号码型信号码型信号码型信号码型信号码型信号码型:CMI:CMI:CMI 信号发送功率信号发送功率信号发送功率信号发送功率信号发送功率信号发送功率:0-7dBm:0-7dBm:0-7dBm本讲稿第十七页，共二十二页Page 18电监控信道l特点：特点：p 结构简单，成本低；p 支持冗余备份；p 改善光功率预算；p 降低系统复杂度。M40M40OTU1OTU2OTU3OTU4OTU1OTU2OTU3OTU4SCCSCC本讲稿第十八页，共二十二页Page 19WDM的受限因素光功率光功率 色散色散光信噪比光信噪比 DHD JGDJ D JWDM 网络网络非线性效应非线性效应受限因素受限因素本讲稿第十九页，共二十二页Page 20光功率预算l光纤损耗光纤损耗(dB)=P输出输出(dBm)-P输入输入(dBm)=距离距离(km)x a(dB/km)pa：损耗系数n在1550nm窗口，G.652和G.655光纤的损耗系数：a=0.22dB/kmSRP输出输出 P输入输入距离距离L(km)站点 A站点 B本讲稿第二十页，共二十二页Page 21色散l色度色散（色度色散（ps/nm）=距离（距离（km）x 色散系数（色散系数（ps/nm.km）pG.652光纤：色散系数=17ps/nm.kmpG.655光纤：色散系数=4.5ps/nm.kml实际工程中主要考虑色度色散。实际工程中主要考虑色度色散。l在长距离传输的情况下，采用色散补偿模块（在长距离传输的情况下，采用色散补偿模块（DCM）进行色散补偿。）进行色散补偿。OMS距离距离L(km)站点 A站点 B本讲稿第二十一页，共二十二页本讲稿第二十二页，共二十二页