波分复用传输系统实验设计
光波分复用系统的基本原理
光波分复用系统的基本原理 本文简要介绍光波分复用系统的基本原理、结构组成、功能配置、关键技术部件和技术特点，说明光波分复用WDM系统是今后光通信发展的方向。 一、光波分复用（WDM）技术 光波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号，而每个光载波可以通过FDM或TDM方式，各自承载多路模拟或多路数字信号。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。 WDM技术对网络的扩容升级，发展宽带业务，挖掘光纤带宽能力，实现超高速通信等均具有十分重要的意义，尤其是加上掺铒光纤放大器（EDFA）的WDM对现代信息网络更具有强大的吸引力。 二、WDM系统的基本构成 WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。单向WDM是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同波长的光携带的，所以彼此间不会混淆，在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输，而反方向则通过另一根光纤传送。双向WDM是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输，所用的波长相互分开，以实现彼此双方全双工的通信联络。目前单向的WDM系统在开发和应用方面都比较广泛，而双向WDM由于在设计和应用时受各通道干扰、光反射影响、双向通路间的隔离和串话等因素的影响，目前实际应用较少。 三、双纤单向WDM系统的组成 以双纤单向WDM系统为例，一般而言，WDM系统主要由以下5部分组成：光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统。 1.光发射机 光发射机是WDM系统的核心，除了对WDM系统中发射激光器的中心波长有特殊的要求外，还应根据WDM系统的不同应用（主要是传输光纤的类型和传输距离）来选择具有一定色度色散容量的发射机。在发送端首先将来自终端设备输出的光信号利用光转发器把非特定波长的光信号转换成具有稳定的特定波长的信号，再利用合波器合成多通路光信号，通过光功率放大器（BA）放大输出。
波分复用系统WDM结构原理和分类
波分复用系统(WDM),波分复用系统(WDM)结构原理和分类 波分复用系统简要介绍 光波分复用技术是在一根光纤中传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开〔解复用)，并进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。具体如下。 如图1所示。发送端内有N个发射机：发射机所发出的光的波长是不同的，它们的波长分别为波长1-N。每个光波承载1路信号。再把N个光发射机发出的光信号(光信号1-N)集中为1个光的群信号，送进光纤线路，直到接收端。若线路很长，光信号太弱，就加一光放大器，把光信号放大。在接收端有N个光滤波器(1-N)。滤波器1对载有信号1的光信号(波长1)有选择通过的作用，……滤波器N对载有信号N的光信号(波长N)有选择通过的作用。光接收机的作用是把载有信号的光信号还原为原信号。 光波分复用的关键器件 (1)分布反馈多量子阱激光器(DFB MQW—LD) (2)光滤波器 (3)光放大器
图1 波分复用系统原理 波分复用系统的发展与现状 WDM 波分复用并不是一个新概念在光纤通信出现伊始人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输但是在20世纪90年代之前该技术却一直没有重大突破其主要原因在于TDM 的迅速发展从155Mbit/s 到622Mbit/s 再到2.5Gbit/s系统TDM 速率一直以过去几年就翻4 倍的速度提高人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术1995 年左右WDM 系统的发展出现了转折一个重要原因是当时人们在TDM 10Gbit/s 技术上遇到了挫折，众多的目光就集中在光信号的复用和处理上WDM 系统才在全球范围内有了广泛的应用。 WDM技术还具有以下若干优点：1 )能同时传输多种不同类型的信号;2)能实现单根光纤双向传输;3)有多种应用方式;4)节约线路投资;5)降低器件的超高速要求;6)对数据格式透明，能支持IP业务;7)具有高度的组网灵活性、经济性和可靠性。 在80年代中，已有人采用1．3微米和1．55微米两个频道的光波分复用技术，制造出简便实用的光纤通信系统。在90年代初，光波分复用的关键器件有突破，它包括：高精确和稳定的波长的激光器、滤光器和光放大器。于是，所谓密集光波分复用(DWDM，dense wavelenght division multiplex)光纤通信系统研制成功。 通过引入光交叉连接( OXC,Optical Cross-Connected)和光分插复用器(OADM, Optical Add-Drop Multiplexing)，组建下一代智能化的宽带大容量的高度可靠的自动交换光网络将成为可能。WDM技术首先是作为一种点到点的传输技术而提出的，它发展很快并很快走向成熟，目前在骨干光纤网上己经得到广泛的推广和应用。从1995年到1999年，美国各大长途电话公司已经完成在其干线网络中配置WDM设备的工作。1998到1999年，中国
光纤通信波分复用系统的研究与设计
武汉工程大学邮电与信息工程学院 毕业设计（论文） 光纤通信波分复用系统的研究与设计 Research And Design Of Optical Fiber Communication Wavelength Division Multiplexing System 学生姓名谭辉 学号1030210221 专业班级通信技术1002（光纤通信方向） 指导教师陈义华 2013年5月
作者声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注的地方外，没有任何剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或组织的科研成果及专利。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。 毕业设计（论文）成果归武汉工程大学邮电与信息工程学院所有。 特此声明。 作者专业： 作者学号： 作者签名： ____年___月___日
摘要 20世纪90年代以来光纤通信得到了迅速的发展，光纤通信中的新技术也在不断涌现，其中波分复用技术就是光纤通信中重要的技术之一。波分复用(WDM)是在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术。 本文首先介绍了光纤通信的发展、特点、基本组成和波分复用技术(WDM)的基础知识、应用状况及目前存在的问题和发展状况，其中重点介绍了稀疏波分复用(CWDM)技术和密集波分复用(DWDM)技术的特点及其应用。其次深入分析了波分复用技术的基本原理与基本结构，同时深入分析了WDM系统的基本形式和主要特点及存在的问题，最后对现在的WDM的发展方向和前景做了进一步的探讨。 关键词：光纤通信；波分复用；技术研究
密集波分复用(DWDM)传输原理考试题
密集波分复用（DWDM）传输原理考试题 一、填空题 1.DWDM系统是指波长间隔相对较小，波长复用相对密集，各信道共用光纤一个（低损耗）窗口，在传输过程中共享光纤放大器的高容量WDM系统。 2.DWDM系统的工作方式主要有双纤单向传输和（单纤双向传输）。 3.G.652光纤有两个应用窗口，即1310nm和1550nm，前者每公里的典型衰耗值为0.34dB，后者为（0.2dB）。 4.G.653光纤又称做色散位移光纤是通过改变折射率的分布将1310nm附近的零色散点，位移到（1550）nm附近，从而使光纤的低损耗窗口与零色散窗口重合的一种光纤。 5.G.655在1530～1565nm之间光纤的典型参数为：衰减＜（0.25）dB/km；色散系数在1~6ps/nm·km之间。 6.克尔效应也称作折射率效应，也就是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的（非线性）现象。 7.在多波长光纤通信系统中，克尔效应会导致信号的相位受其它通路功率的（调制），这种现象称交叉相位调制。 8.当多个具有一定强度的光波在光纤中混合时，光纤的（非线性）会导致产生其它新的波长，就是四波混频效应。 9.光纤通信中激光器间接调制，是在光源的输出通路上外加调制器对光波进行调制，此调制器实际起到一个（开关）的作用。 10.恒定光源是一个连续发送固定波长和功率的（高稳定）光源。 11.电光效应是指电场引起晶体（折射率）变化的现象，能够产生电光效应的晶体称为电光晶体。 12.光耦合器的作用是将信号光和泵浦光合在一起，一般采用（波分复用）器来实现。 13.光栅型波分复用器属于角色散型器件，是利用（角色散）元件来分离和合并不同波长的光信号。 14.DWDM系统中λ1中心波长是（1548.51nm）。
密集波分复用(DWDM)传输原理试题
第二章密集波分复用(DWDM)传输原理 一、填空题 1. DWDM系统是指波长间隔相对较小，波长复用相对密集，各信道共用光纤一个低损耗窗口， 在传输过程中共享光纤放大器的高容量WDM系统。 2. DWDM系统的工作方式主要有双纤单向传输和单纤双向传输。 3. G.652光纤有两个应用窗口，即1310nm和1550nm，前者每公里的典型衰耗值为0.34dB， 后者为0.2dB 。 4. G.653光纤又称做色散位移光纤是通过改变折射率的分布将1310nm附近的零色散点，位 移到1550 nm附近，从而使光纤的低损耗窗口与零色散窗口重合的一种光纤。 5. G.655在1530～1565nm之间光纤的典型参数为：衰减< 0.25 dB／km；色散系数在1～ 6ps／nm·km之间。 6. 克尔效应也称作折射率效应，也就是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的非线性现象。 7. 在多波长光纤通信系统中，克尔效应会导致信号的相位受其它通路功率的调制，这种现象 称交叉相位调制。 8. 当多个具有一定强度的光波在光纤中混合时，光纤的非线性会导致产生其它新的波长，就 是四波混频效应。 9. 光纤通信中激光器间接调制，是在光源的输出通路上外加调制器对光波进行调制，此调制器 实际起到一个开关的作用。 ⒑恒定光源是一个连续发送固定波长和功率的高稳定光源。 ⒒电光效应是指电场引起晶体折射率变化的现象，能够产生电光效应的晶体称为电光晶体。 ⒓光耦合器的作用是将信号光和泵浦光合在一起，一般采用波分复用器来实现。 ⒔光栅型波分复用器属于角色散型器件，是利用角色散元件来分离和合并不同波长的光信号。 ⒕DWDM系统中λ1中心波长是1548.51nm 。 ⒖DWDM系统中λ2中心频率是193.5THz 。 二、单项选择题 ⒈光纤WDM明线技术中的FDM模拟技术，每路电话( B)。 A、2kHz B、4kHz C、6kHz D、8kHz ⒉光纤WDM中的小同轴电缆60路FDM模拟技术，每路电话( B )。 A、2kHz B、4kHz C、6kHz D、8kHz ⒊光纤WDM中的中同轴电缆1800路FDM模拟技术，每路电话( B )。
通信双频波分复用原理
实验一通信双频波分复用原理 一、实验目的 1、熟悉WDM器件的使用。 2、掌握WDM器件的插入损耗及串扰的测试。 3、掌握经过同一光纤信道的多机通信。 二、实验原理 波分复用（WDM）通信的基本原理 波分复用是指一条光纤中同时传输具有不同波长的几个载波，而每个载波又各自载荷一群数字信号，因此波分复用又称为多群复用。如图1所示。具有不同波长、各自载有信息信号的若干个载波经由CH1、CH2、…….CHn等进入合波器，被耦合到同一条光纤中去，再经此光纤长距离传输，到终端进入合波器，由其按波长将各载波分离，分别进入各自通道CH1’、CH2’、…….CHn’，分别解调，从而使各自载荷信息重现。同样过程可沿与上述相反的方向进行，如图１中的虚线所示，这样的复用称为双向复用，显然，双向复用的复用量将增大一倍，如一个通道传输的信息为B，单向复用传输的则为NB，双向复用传输的则为2NB。 波分复用器 波分复用器的工作原理来源于物理光学，如利用介质薄膜的干涉滤光作用、利用棱镜和光栅的色散分光作用等。 图1 波分复用原理图 （1）干涉滤光片型波分复用器由薄膜光学原理得知，具有高折射率nH、低折射率nL的两种材料交替组成的膜系呈现出滤光效应，如图2所示。在λ0处吸收最小，即透过率最大，因此起到了滤光作用。不过，比较来说，由于Δλ难以作到很窄，故复用的路数是有限的，而且要求被分割的两路波长之间不能靠的太近，以防止串扰。这些都属于干涉滤光片型波分复用器的缺点。
图2 干涉滤波WDM原理 (2)光栅型波分复用器光栅是一种等间隔分割光波波面的光学装置，它具有明显的角色散作用，因此可以用来做分光和合光器件，如下图所示，光源S发出的光通过光栅G，在其后焦面的P点上得到光强可以写成如下形式： 其中u,v是与光栅常数（a,b）有关的系数，显然，当V=kл时可获得最大光强，或者说，在满足下列方程（即光栅方程）的方向（θ角）上，会出现亮线： 这样，当入射光为多种波长组成的复合光时，则由上两式确定出，不同的波长将沿不同的方向出射，从而达到分光的目的；如沿反方向传播，则作用相反，即起到合光作用，光栅靠的是角色散作用分光合光的，角色散的大小可由下式求出，即 由此可以得出：为获得较大的角色散，应取较高的级次（k），如果再考虑高级次有足够的能量，因此使用闪烁型光栅最为适宜，如图3所示，目前使用或研制的光栅型复用器几乎均采用此类型光栅。与滤光片型比较，光栅型复用器的最大优点是：分路（合路）的路数多；缺点是：插入损耗大，制作工艺相对复杂些。 图3 光栅型波分复用器 (3)棱镜型波分复用器和光栅一样，棱镜也是一种熟知的角色散器件，因此也具有显著的分光作用，棱镜的角色散为 其中n是折射率，a是棱镜的折射角，（dn/dλ）是色散率，由此可见，为了实现较多路数的分波和合波，即要求较大的角色散，则应选择大的折射角和高色散率的棱镜。 由于棱镜型复用器件的工艺复杂，制作较难，因此单独使用的较少，一般多将它与其它类型的复用器件结合使用，构成复合型的复用器件。 （4）光纤耦合型波分复用器上述几种复用器件虽各有优点，但他们有一个共同的缺点，即
波分复用技术论文
波分复用技术 摘要波分复用(WND)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。 关键词波分复用技术（WDM），光纤，光传输网，交叉连接 引言 WDM是一种在光域上的复用技术，形成一个光层的网络既全光网，将是光通讯的最高阶段。建立一个以WDM和OXC（光交叉连接）为基础的光网络层，实现用户端到端的全光网连接，用一个纯粹的“全光网”消除光电转换的瓶颈将是未来的趋势。现在WDM技术还是基于点到点的方式，但点到点的WDM技术作为全光网通讯的第一步，也是最重要的一步，它的应用和实践对于全光网的发展起到决定性的作用。 1 波分复用技术 指在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息,称为光波分复用技术,简称WDM。光波分复用包括频分复用和波分复用。光频分复用(FDM)技术和光波分复用(WDM)技术无明显区别,因为光波是电磁波的一部分,光的频率与波长具有单一对应关系。通常也可以这样理解,光频分复用指光频率的细分,光信道非常密集。光波分复 用指光频率的粗分,光倍道相隔较远,甚至处于光纤不同窗口。 光波分复用一般应用波长分割复用器和解复用器(也称合波/分波器)分别置于光纤两端,实现不同光波的耦合与分离。这两个器件的原理是相同的。光波分复用器的主要类型有熔融拉锥型,介质膜型,光栅型和平面型四种。其主要特性指标为插入损耗和隔离度。通常,由于光链路中使用波分复用设备后,光链路损耗的增加量称为波分复用的插入损耗。当波长11,l2通过同一光纤传送时,在与分波器中输入端l2的功率与11输出端光纤中混入的功率之间的差值称为隔离度。光波分复用的技术特点与优势如下: 1.1 充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。目前我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。 1.2 具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵活取出或加入信道。 1.3 对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动,具有较强的灵活性。 1.4 由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。 1.5 有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。 1.6 系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。目前,由于多路载波的光波分复用对光发射机、光接收机等设备要求较高,技术实施有一定难度,同时多纤芯光缆的
CWDM DWDM双架构波分复用系统网管平台
CWDM/DWDM双架构波分复用系统网管平台 16槽机架式多业务网管系统可同时支持125M~2.5G/125M~4.25G/10G CWDM/DWDM双架构波分复用系统，是高可靠、低成本的传输设备。支持各种速率，单模/多模，单纤/双纤，SFP,SFP+,XFP等。此网管平台功能全面、设置简单，支持SNMP、WEB、CONSOLE及TELNET等网管方式，可实现多业务卡局端远端统一平台集中管理。 1.基于图形界面（GUI）的网络管理，软件操作简单，用户界面友好，设置不同的授权用户（普通用户、高级用户和管理员） 2.采用集中式管理方式，结合树形目录，可在一个软件界面内同时管理多台机架式设备；同时引入组管理方式，在管理中充分增强层次性，即使同时管理很多设备，也可以方便地对任意一台设备进行操作 3.提供主从式管理模块，可以级联3个子机架管理，管理模块失败不影响其他模块正常工作 4.支持基于Snmp、Web、Telnet和Console方式的图形化和命令行管理Console口管理：用户可以直接使用WINDOWS自带的超级终端，通过机架串口进行网络配置和设置用户权限，并可以显示/控制局端和远端设备工作状态；WEB管理：使用网络浏览器（IE等），通过WEB页面进行远程访问，可以进行网络配置和设置权限，并可以显示/控制远程设备的工作状态； 5.标准SNMP协议：提供MIB库文件，方便整合到第三方的SNMP网管软件；用户可以设置达四个TRA P地址，按用户需要选择TRAP触发条件，如TX由Link到Down、FX由Link到Down等； 6.专用网管软件：中心局专用网管软件在后台运行，采集信息以数据库的形式保存在网管PC机硬盘。可以设置用户权限和显示/控制局端和远端设备的工作状态。 7.网管系统支持网络设备自动发现与添加功能 8.可以显示和配置机架名称、地域信息、IP地址相关信息及软硬件版本号等系统信息 9.可查询详细的电源以及业务卡工作状态，显示机箱温度信息，有故障实时上报 10.支持SFP/XFP、CWDM SFP/XFP、DWDM SFP/XFP及显示SFP/XFP信息与数字诊断功能 11.支持远端掉电检测，能够通过对端发送的远端错误信号检测发送端光纤连接状态 12.支持故障转移（LFP）功能，能迅速定位故障发生的链路，为维护人员提供方便 13.支持远程重启，通过网管软件设置系统重启或单个模块重启 14.业务板卡可恢复出厂设置配置或拨码开关配置，掉电后配置信息自动保存
实验1.9WDM光波分复用器
1.9 WDM光波分复用器 实验者：钦(12342080) 合作者：王唯一(12342057) （大学物理科学与工程技术学院，光信息科学与技术12级2班 B13） 2015年3月26日，19,70% c 一、实验目的和容 1、了解WDM光波分复用器的工作原理和制作工艺,即熔融拉锥技术。 2、认识WDM光波分复用器的基本技术参量的实际意义，学会测量插入损耗、附加损耗、隔离度、偏振相关损耗等。 3、分析测量误差的来源。 二、实验基本原理 在熔融拉锥技术中，具体制作方法一般是将两根（或者两根以上）除去涂覆层的裸光纤以一定方式靠近，在高温加热下熔融，同时向两侧拉伸，利用计算机监控其光功率耦合曲线，并根据耦合比与拉伸长度控制停火时间,最后形成双锥结构。采用熔融拉锥法实现光纤间传输光功率耦合的耦合系数与波长有关，光传输波长发生变化时，耦合系数也会变化，即耦合器的分光比发生变化。考虑到熔融拉锥的耦合是周期性的，耦合周期愈多，耦合系数与传输波长的关系越大，所以尽量减少熔融拉锥中耦合的次数，最好在一个周期完成耦合。合理改变熔融拉锥条件，能够获得不同功能的全光纤耦合器件。熔融拉锥机的控制原理模块图如图1所示。熔融拉锥型光纤耦合器工作原理示意图如图2所示。 图1 熔融拉锥机系统控制示意图 图2 熔融拉锥型光纤耦合器工作原理示意图 1、单模耦合器 HE信号。图3是单模光纤耦合器的迅衰场耦合示意图。但在单模光纤中传导模是两个正交的基模 11 传导模进入熔锥区时，随着纤芯的不断变细，归一化频率V逐渐减小，有越来越多的光功率掺入光纤包层中。实际上光功率是在由包层作为芯，纤外介质（一般是空气）作为包层的复合波导中传播的；在输出端，随着纤芯的逐渐变粗，V值重新增大，光功率被两根纤芯以特定比例“捕获”。在熔锥区，两光纤包层合并在一起，纤芯足够逼近，形成弱耦合。将一根光纤看做是另一光纤的扰动，在弱导近似下，并假设光纤是无吸收的，则有
波分复用系统的基本原理
一、波分复用系统的基本原理 所谓波分复用（WDM），就是采用波分复用器（合波器）在发送端将规定波长的信号光载波合并起来，并送入一根光纤中传输；在接收侧，在由另一个波分复用器（分波器）将这些不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作相互独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。不同类型的光波分复用器，可以复用的波长数也不同，目前商用化的一般是8个波长、16个波长和32个波长的系统。波分复用系统的原理如图1-1所示。 图1-1 波分复用系统原理 在80年代初光纤通信兴起时,首先被采用的是1310nm/1550nm的两个波长复用系统(即在光纤的两个低损耗窗口1310nm和1550nm各传送一路光波长信号),也叫粗波分复用系统。这种系统比较简单，一般采用熔融的波分复用器，插入损耗小，在每个中继站，两个波长都进行解复用和光/电/光再生中继。随着1550nm窗口EDFA的商用化，光传输工程可以利用EDFA对传送的光信号进行放大，实现超长距离无电再生中继传输，在1550nm窗口传送多个波长信号，这些信号相邻波长间隔较窄，且工作在一个共享的EDFA工作带宽内，这种波长间隔紧密的WDM系统称为密集型波分复用系统（DWDM）。其频谱分布如图1-2所示。ITU-T G.692建议，DWDM系统的绝对参考频率为193.1THz（对应波长1552.52nm），不同波长的频率间隔为100GHz的整数倍（对应波长间隔约为0.8.nm的整数倍）。由于密集波分复用系统的波长间隔较小，必须采用高分辨率的波分复用器件，熔融的波分复用器一达不到要求。不加特别说明，波分复用系统通常指DWDM系统。 λ1λ2λ3λ 4 λ5λ6λ7λ8 波长 图1-2 DWDM系统的频谱分布 （一）DWDM的工作方式 双纤单向传输：一根光纤只完成一个方向信号的传输，反向光信号的传输由另一根光纤来完成，统一波长在两个方向上可以重复利用（如图1-3所示）。这种DWDM系统可以
波分复用技术
波分复用技术研究 1.产生背景 1.1全球形势 随着全球互联网（Internet）的迅猛发展，以因特网技术为主导的数据通信在通信业务总量中的比列迅速上升，因特网业务已成为多媒体通信业中发展最为迅速、竞争最为激烈的领域。同时，无论是从数据传输的用户数量还是从单个用户需要的带宽来讲，都比过去大很多。特别是后者，它的增长将直接需要系统的带宽以数量级形式增长。因此如何提高通信系统的性能，增加系统带宽，以满足不断增长的业务需求成为大家关心的焦点。 面对市场需求的增长，现有通信网络的传输能力的不足的问题，需要从多种可供选择的方案中找出低成本的解决方法。缓和光纤数量的不足的一种途径是敷设更多的光纤，这对那些光纤安装耗资少的网络来说，不失为一种解决方案。但这不仅受到许多物理条件的限制，也不能有效利用光纤带宽。另一种方案是采用时分复用（TDM）方法提高比特率，但单根光纤的传输容量仍然是有限的，何况传输比特率的提高受到电子电路物理极限限制。第三种方案是波分复用（WDM）技术， WDM系统利用已经敷设好的光纤，使单根光纤的传输容量在高速率TDM 的基础上成N倍地增加。WDM能充分利用光纤的带宽，解决通信网络传输能力不足的问题，具有广阔的发展前景。 WDM波分复用并不是一个新概念，在光纤通信出现伊始，人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输，但是在20世纪90年代之前，该技术却一直没有重大突破，其主要原因在于TDM的迅速发展，从155Mbit/s到622Mbit/s，再到2.5Gbit/s系统，TDM速率一直以过几年就翻4倍的速度提高。人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术。1995年左右，WDM系统的发展出现了转折，一个重要原因是当时人们在TDM10Gbit/s技术上遇到了挫折，众多的目光就集中在光信号的复用和处理上，WDM系统才在全球范围内有了广泛的应用。 1.2 发展过程 1.2.1 发展阶段 光纤通信飞速发展，光通信网络成为现代通信网的基础平台。光纤通信系统经历
波分复用系统误码分析与处理
波分复用系统误码分析与处理 新疆长途传输局光传输技术支援中心李纹 【来源:《新疆通信》上传时间:05-04-15 】 DWDM 系统主要为 SDH、PDH、ATM以及IP等业务提供透明的光传输通道，衡量 DWDM 系统传输质量时，以满负载时所承载的业务信号的传输质量做为标准。在DWDM系统中，影响系统两个非常关键的指标是光信噪比（OSNR）和误码率，当光信噪比（OSNR）很高时 (如2.5G信号信噪比> 22 dB), 系统的质量基本可以保证，但信号脉冲在传输中由于色散和非线性效应会引起信号波形失真，在这种情况下光信噪比（OSNR）就很难定量地评估信号的传输质量，有时会出现OSNR较高时相应的误码率有可能较差，我们以承载的业务信号的传输误码性能来衡量信号的传输质量，验收时我们对误码率的要求是BER 为1X10-12。 在波分设备的安装和日常维护中经常会碰上误码问题，波分系统工程验收时的要求是24小时无误码，如果出现误码（即使是出现几个误码），允许进行设备检查，检查后再进行误码测试，要求72小时无误码。 本文就波分误码测试的一些方法，以及导致误码原因和误码处理分析的方法做一个介绍。 一、误码测试的方法 DWDM系统的误码测试主要以电再生段（点对点的OTM站）为单位进行测试。一种方法是用SDH分析仪进行挂表测试，另一种方法是在仪表比较缺乏的情况下，通过网管设置单板的性能监控进行测试，测试时，这两种方法一般混合使用。 1.1 方法1：挂表测试 测试以点到点的OTM站为单位，挂表测试的配置连接如下图：
SDH分析仪的PRES 应该设置为223－1，收发数据结构设置成一样，时钟设为跟踪外部时钟，误码测试时间为24小时，测试完成后将测试结果打印出来。 1.2 方法2：网管设置性能监控进行测试 开放式系统中OTU一般都具有对再生段开销字节（B1）进行监测的功能，我们可以利用OTU单板的误码检测功能进行误码测试。方法是，将实际的业务信号接入系统，通过网管设置的网元的15分钟和24小时性能监控,对OTM站的所有网元设置成监控上报,观察和分析OTU单板的误码性能。 二、误码产生的原因 误码定义为系统设备实际运行时接收到的数据流的错误位。通常以bit位来表示。对于高比特率通道的误码性能是以“块”为基础的一组参数，通常以误块秒比（ESR）、严重误块秒比（SESR）、背景误块比（BBER）等来表示。 产生误码的原因有很多种，包括光路因素（光功率异常、色散、信噪比、光纤非线性）、单板因素（光器件性能劣化）、承载业务因素、人为因素、环境因素等。 2.1 光功率异常 光功率异常产生误码的原因，分两种情况： 一种是光功率下降太大，导致收端OTU的输入光功率已在收端激光器的灵敏度以下。目前收端OTU单板采用两种激光器，PIN管和APD管，2.5G速率采用的PIN管，灵敏度为－18dBm，在试验室的测试结果可以达到－21dBm以下；APD管的激光器灵敏度为－28dBm，在试验室的测试结果可以达到－31dBm以下。现场调测的时候，由于光缆距离比较长，考虑系统的通道代价，最小接收灵敏度要劣化2dB，注意测试灵敏度的时候，应该以仪表上报误码为准，不能以单板上红色指示灯是否闪烁为标准，测试的时候最容易犯这个错误。10G速率信号接收目前只采用PIN管，接收灵敏度一般可以达到－17dBm ，当光功率为－14dBm一般就会出现光功率过低告警。
WDM波分复用技术
WDM波分复用技术 1 绪论 本论文主要研究的是WDM波分复用技术，其中包括WDM技术的产生背景，WDM 的基本概念和特点，WDM的关键技术，WDM的网络生存性，WDM技术发展现状及发展趋势等，下面将分别从以上几个方面讨论。 2 WDM技术产生背景 随着科学技术的迅猛发展，通信领域的信息传送量正以一种加速度的形式膨胀。信息时代要求越来越大容量的传输网络。近几年来，世界上的运营公司及设备制造厂家把目光更多地转向了WDM 技术，并对其投以越来越多的关注，增加光纤网络的容量及灵活性，提高传输速率和扩容的手段可以有多种，下面对几种扩容方式进行比较。 1. 空分复用SDM（Space Division Multiplexer） 空分复用是靠增加光纤数量的方式线性增加传输的容量，传输设备也线性增加。 在光缆制造技术已经非常成熟的今天，几十芯的带状光缆已经比较普遍，而且先进的光纤接续技术也使光缆施工变得简单，但光纤数量的增加无疑仍然给施工以及将来线路的维护带来了诸多不便，并且对于已有的光缆线路，如果没有足够的光纤数量，通过重新敷设光缆来扩容，工程费用将会成倍增长。而且，这种方式并没有充分利用光纤的传输带宽，造成光纤带宽资源的浪费。作为通信网络的建设，不可能总是采用敷设新光纤的方式来扩容，事实上，在工程之初也很难预测日益增长的业务需要和规划应该敷设的光纤数。因此，空分复用的扩容方式是十分受限。 2. 时分复用TDM（Time Division Multiplexer） 时分复用也是一项比较常用的扩容方式，从传统PDH 的一次群至四次群的复用，到如今SDH 的STM-1、STM-4、STM-16 乃至STM-64 的复用。通过时分复用技术可以成倍地提高光传输信息的容量，极大地降低了每条电路在设备和线路方面投入的成本，并且采用这种复用方式可以很容易在数据流中抽取某些特定的数字信号，尤其适合在需要采取自愈环保护策略的网络中使用。 时分复用的扩容方式有两个缺陷：第一是影响业务，即在“全盘”升级至更高的速率等级时，网络接口及其设备需要完全更换，所以在升级的过程中，不得不中断正在运行的设备；第二是速率的升级缺乏灵活性，以SDH 设备为例，当一个线路速率为155Mbit/s 的
光波分复用系统设计与仿真
光波分复用系统设计与仿真 电子1201 袁娜0121209330131 1. 波分复用技术 波分复用（WDM：Wavelength Division Multiplexing）技术是一根在光纤中同时传输多个光波信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端，因此将此项技术称为光波分分割复用，简称光波分复用技术。既是在一定的带宽上将输入的光信号调制在特定的频率上，然后将调制后的信号复用在一根光纤上，完成此调制的关键是波长复用器的应用。复用后的信号经传送后到达链接的远端，在经过分离或解复用出不同的波长，然后由不同的检测器将各自的光信号转换成电信号，或者直接获取各自的波长信号，并且将它们连接到其他的WDM线路上。 2.WDM系统的基本结构 WDM系统由5大部分组成，分别为：光发射机、光接收机、光中继放大器、光监控信道和网络管理系统。 3.点到点2信道WDM光传输系统仿真系统图（传输速率10GBits/s） 图1 点到点2信道WDM光传输系统
WDM光传输系统应测量的基本参数主要为波分复用、波分解复用光谱图、系统眼图和Q因子等参数，信号经光载波调制复用后的光谱图。 图2 点到点2信道Q因子图 图3 点到点2信道BER误码率图
WDM光传输系统中，衡量光传输系统性能好坏的重要指标是BER，一般情况，信号的质量取决于Q因子和品质因数，并用Q因子来表征系统的误码率（BER）。Q因子越大，BER误码率越小，说明信号质量越高，基带传输系统性能也就越好，在接收端复合信号经解复用器解复用，再经过解调器恢复出原通信信号，分离出的一路信号光谱图。可见各路信号分离后未出现混频现象，说明WDM系统有着极大的可靠性。 图4 点到点2信道眼图 根据眼图反映出的码间串扰和噪声对系统性能的影响就能确定出基带传输系统性能的好坏。眼图越清晰，开口越大，基带传输系统性能就越好。
波分复用概念与其技术讲解波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长...
波分复用概念与其技术讲解 波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。按照通道间隔的不同，WDM 可以细分为CWDM(稀疏波分复用)和DWDM(密集波分复用)。CWDM 的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。 CWDM 和DWDM 的区别主要有二点：一是CWDM 载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5 到6 个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM 调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。CWDM 避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM 系统成本只有DWDM 的30%。CWDM 是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。 由于光波长与频率的关系：= ×。实际上为一种频分复用，所以WDM通常也被称为光频分复 用(OFDM), WDM系统的主要优点为： 1．充分利用光纤的低损耗波段，大大增加光纤的传输容量，降低成本 2．对革新到传输的信号的速率，格式具有透明性，有利于数字信号和模拟信号的兼容3．节省光纤和光中继器，便于对已经建成的系统进行扩容 4．可以提供波长选路，使建立透明，灵活，具有高度生存性的WDM网络成为可能 46.2.2 波分复用/解复用器件 在整个WDM 系统中，需要使用多种波长的光信号，通常光纤的损耗随着传输距离的增长而增大。光纤的传输损耗与工作波长有关。故现有光通讯系统中通常选择850nm,1310nm 和1550nm的光波用于传输(如右图所示)，为了保证不同的DWDM系统之间的横向兼容性，ITU-T定义了以193.1THz(1552.52nm) 为中心频率，通道最小间隔为100GHz。下图为8/16/32个信道使用频段。
波分复用技术实验
一、实验目的 1、了解光纤接入网中波分复用原理 2、掌握波分复用技术及实现方法 二、实验内容 1、实现用两种连接方式组成1310nm与1550nm光纤通信的波分复用系统 三、实验仪器 1、ZY1804I型光纤通信原理实验系统1台 2、20MHz双踪数字示波器1台 3、万用表1台 4、波分复用器2个 5、FC-FC适配器1个 6、连接导线20根 四、实验原理 随着人类社会信息时代的到来，对通信的需求呈现加速增长的趋势。发展迅速的各种新型业务（特别是高速数据和视频业务）对通信网的带宽（或容量）提出了更高的要求。为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术。本实验重点是光的波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）。 光波分复用技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。WDM 就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率（或波长）不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输；在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立的（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。波分复用系统原理图如图27-1所示。 图27-1 波分复用系统原理图 Mux／DeMux是WDM系统使用中不可或缺的两种元件。也就是我们常说的复用，解复用器。DWDM使光导纤维网络能同时传送数个波长的信号，而Mux则是负责将数个波长汇集至一起的元件；DeMux则是负责将汇集至一起的波长分开的元件。从原理上讲，这种器件是互易的（双向可逆），即只要将解复用器的输出端和输入端反过来使用，就是复用器。光分插复用器(OADM)是WDM
《波分复用原理》模拟试题
《波分复用原理》模拟试题 一、填空题（每空1分，共26分） 1.从信道间距的选取来划分，波分复用系统包括（）和（）两种类型。 2.能够互连不同厂商电的SDH终端设备的WDM系统称为（）。 3.DWDM系统的实际组成包括（）、（）、（）、（）等四部分。 4.WDM系统中栅格参考频率选定为（），目的是便于频率校准。 5.MPI-S参考点总的最大发送光功率主要受限于（）和（）的需要；最小每 信道发送光功率主要受限于接收（）的需要。 6.在国标中，建议8波和16波WDM系统的光监控信道使用中心波长（）nm +/-（）nm，传输速率为2.048Mbit/s，采用CMI编码。 7.WDM光源常用的波长稳定技术包括（）和（）。 8.采用法拉第磁偏转效应实现单向传输的无源光器件称为（）。 9.EDFA光放大器基本配置包括（）、（）和（）。 10.Internet业务的（）就是在一个给定的物理链路上，在不考虑通信量大小的 情况下，Internet网络上的业务呈现出基本相同的特性；（）就是指在许多Internet链路上的发送和接收通道上带宽占用量存在极端的不均衡性。 11.在IP/PPP/HDLC/SDH映射过程中，（）协议提供多协议封装、差错控制及 链路初始化控制等功能，（）负责同步传输链路上IP数据帧的定界。 12.光网络的拓扑结构包括物理拓扑和（）类型。 13.根据光节点是否支持波长变换能力，光传送网可以划分为（）网络和（） 网络两种类型。 二、选择题（每空2分，共44分） 1.在1530~1565nm窗口四波混频效应影响最为严重的光纤类型是（）。 A.G.652 B.G.653 C.G.654 2.假设某多波长信道系统应用代码为8V5-16.2，试回答下列问题： （1）该系统总的传输容量为（）Gbit/s； A.20 B.40 C.80 （2）该系统的最大色散为（）ps/nm；
光波分复用技术在光纤通信中的应用
光波分复用技术在光纤通信中的应用 摘要通过对光波分复用技术的原理、关键技术等问题的分析和光纤通信系统的介绍，引出光波分复用技术在光纤通信系统的具体应用，主要阐述其接入网和城域网建设中的应用，最后基于现状就光波分复用技术的发展趋势做出简单的预测和期望。 关键词光波分复用技术；光纤通信；传输 0引言 光纤通信为人类社会的信息传递开辟新的天地，自1966年被发明出来后，就开始成为信息技术领域的研究热点，通信技术不断革新，新器件不断被研发出来，传输速率逐渐加快，光纤网络越来越多，光纤通信在国家社会经济发展中的作用越来越突出。随着互联网的普及，许多国家的数据业务流量已大大超出语音业务流量，并成为推动核心网络发展的巨大推动力。数据业务对网络带宽的需求较大，对网络的动态分配能力要求高，采用传统人工配置的网络连接方式不利于通信网络的发展，而光波分复用技术（WDM）的发明为通信网络带来新的曙光，带来了新的传输手段。 1 光波分复用技术（WDM）概述 WDM就是两种及以上的各自携带有大量信息（语音、数据、图像等）的不同波长的光载波信号在发射端经过复用器汇合，然后耦合到一根光纤中传输，在接收端再通过解复用器对不同波长的光信号进行分离，最后再由光接收机进行进一步处理，确保光信号的准确恢复。如图1所示为光波分复用技术原理示意图。一般来说，不同的光载波信号之间存在一定的间隔，由于当前的光器件和技术还不成熟，故而要实现光信道的十分密集光频分复用还不太可能，故而人们往往将同一窗口中间隔较小的波分复用技术成为密集波分复用技术。根据光纤传输的特点可知，光纤传输波段分成五个波段，分别为：O波段，波长1260mm～1350nm；E波段，波长1360mm～1460nm；S波段，波长1460mm～1530nm；C波段，波长1530mm～1565nm；L波段，波长1565mm～1625nm。当前，WDM技术主要应用C波段，每个波长之间的间隔为0.8mm～1.6nm，或是更低。在通信传输中，若能消除光纤中的OH所带来的损耗尖峰，则可以在五个波段内实现低损耗，也就是全波光纤，这使得波分复用系统的波长达340nm左右，能有效提高传输容量。 图1 WDM原理示意图 随着电信网的发展和互联网的普及，光纤传输上的光波分复用技术已非常常见，多在WDM链路交叉处设置光交叉连接设备，在原先的光纤链路物理层上形成一个新的光层，该光层将光纤链路中的所有波长信道连接起来，形成一个跨越式光通路，完成端到端的信息传输，这个光层就是我们所说的WDM光传输网络。
什么是波分复用技术
什么是波分复用技术 在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息,称为光波分复用技术,简称WDM。光波分复用包括频分复用和波分复用。光频分复用(FDM)技术和光波分复用(WDM)技术无明显区别,因为光波是电磁波的一部分,光的频率与波长具有单一对应关系。 通常也可以这样理解,光频分复用指光频率的细分,光信道非常密集。光波分复用指光频率的粗分,光倍道相隔较远,甚至处于光纤不同窗口。光波分复用一般应用波长分割复用器和解复用器(也称合波/分波器)分别置于光纤两端,实现不同光波的耦合与分离。这两个器件的原理是相同的。光波分复用器的主要类型有熔融拉锥型,介质膜型,光栅型和平面型四种。其主要特性指标为插入损耗和隔离度。通常,由于光链路中使用波分复用设备后,光链路损耗的增加量称为波分复用的插入损耗。当波长11,l2通过同一光纤传送时,在与分波器中输入端l2的功率与11输出端光纤中混入的功率之间的差值称为隔离度。光波分复用的技术特点与优势如下: (1)充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。目前我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。 (2)具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵活取出或加入信道。 (3)对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动,具有较强的灵活性。 (4)由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。 (5)有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。 (6)系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。目前,由于多路载波的光波分复用对光发射机、光接收机等设备要求较高,技术实施有一定难度,同时多纤芯光缆的应用对于传统广播电视传输业务未出现特别紧缺的局面,因而WDM的实际应用还不多。但是,随着有线电视综合业务的开展,对网络带宽需求的日益增长,各类选择性服务的实施、网络升级改造经济费用的考虑等等,WDM的特点和优势在CATV传输系统中逐渐显现出来,表现出广阔的应用前景,甚至将影响CATV网络的发展格局。