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1、传输技术发展史数字传输（全光网络OTN）L600Gbit/s320Gbit/s80Gbit/s光缆传输电缆传输数字传输（波分复用WDM）数字传输（时分复用）SDH数字传输（时分复用）PDH40Gbit/s10Gbit/s2.5Gbit/s622Mbit/s155Mbit/s140Mbit/s载波传输（频分复用）8448kbit/s2048kbit/s64kbit/s实线传输（音频电缆）如何增加网络容量?SDM空分复用增加光纤数量间路 时线z(吊本衝缺成设如何增加网络容量?TDM时分复用PDH、SDHSDM空分复用 增加光纤数量 缺点：升级影 响业务、速率 升级复杂、无 法达到更高速如何增加网络
2、容量?TDM时分复用PDH、SDHSDM空分复用 增加光纤数量 缺点：时间、 成本（线路、 设备）缺点：升级影 响业务、速率 升级复杂、无 法达到更高速WDM波分复用以不同波长承载不同信 号混合传输成本：最大限度利用现 有光芯性能：容量巨大，冃前 1600Gbit/s技术已经广 泛应用前景：技术成熟，升级 容易波分复用的概念普通单波传输光纤的巨大带宽没有得到充分利用增加网络容量是靠提高传输速率实现的元器件电气性能限制了传输速率的继续增加波分复用的概念多波传输客户侧SDH(DOATMo o光放站波分侧O光放站波氏转按iQgpl IOTNOTN=>SDHO O=>=>ATMOoS
3、DH客户侧O O波分侧和客户侧划分标准：波长是否是标准波长波分复用的概念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 式叫做波分复用(Wavelength Division Multiplexing)WDM技术是利用单模光纤的巨大带宽及低损耗的特性，采 用多个波长作为载波，允许各载波信道在光纤内同时传输。 与通用的单信道系统相比，WDM不仅极大地提高了网络系 统的通信容量，充分利用了光纤的带宽，而且具有扩容简单 和性能可靠等诸多优点，特别是它可以直接接入多种业务， 使它的应用前景十分光明。 OTU：波长转换单元，将非标准波长转换为符合ITUT规范的标准波长，应用 光/电/光转换进行调制
4、，不同的业务信号有不同的OTU板一一对应 OMU/ODU：光合波/分波单元，用于将不同波长的光信号进行混合或分离， 其核心单元是无源器件，对经过的光信号有插入损耗 0A：光放大单元，可分为预放(PA)、线放(LA)、功放(BA),用于不同场合 OSC：光监控信道，是为光信道监控设置的，有1510nm和1625nm两个波道, 速率是2Mbit/s,该信道接收灵敏度很高(48dbm),不参与任何光放大过程; ESC是电监控信道，是靠OTU帧空闲字节来传递监控信息，不能反映光通道 的实际情况，是低成本应用下的一种监测方式WDM系统传输模式单纤单向：单纤单向系统：一根光纤只传输一个方向光信号，另一个方
5、向由另一根光纤 完成，实际应用时收发各有一套独立系统，又称双纤双向系统优点：可以充分利用单根光纤带宽，增加波长时比较方便实际应用中大多数系统都采用单纤单向方式WDM系统传输模式单纤双向：U <-单纤双向系统：一根光纤实现两个方向的光信号同时传输，两个方向信号安 排在不同波长上优点：节省光纤资源缺点：光放站必须用双向光纤放大器及光环形器等器件，噪声系数较差，系 统设计复杂应用模式 根据应用模式的不同，波分系统分为开放式系统和集成式系统两者的区别是是否对客户信号有要求。开放式系统本身有OTU单元， 对符合ITU-T建议的光接口信号均可接入，集成式系统没有OTU单元, 要求用户接入的信号必须符
6、合WDM相关规范并且不同信号接入的波 长也不能相同 WDM系统采用开放式还是集成式可以根据实际需要决定，也可以混 合使用随着器件性能不断提高，一些设备的光接口具备了定波长输出功能， 这样的光接口可以不经过OTU单元直接上合波单元CWDM 和 DWDM根据波长间隔的不同，将波分系统分为稀疏波分系统CWDM和密集波分系 统 DWDM类别CWDMDWDM波长间隔20nm/2500GHz100GHz/0.8nm> 50GHz/0.4nm>25GHz/0.2nm波长范围1271nm 1611nmC偶数波:191.30THZ-196.00THZC奇数波:191.35THz-196.05THzC
7、偶数波扩展:191.325THz-196.025THzC 奇数波扩展：191.375THz-196.075THzL 偶数波:186.95THz-190.85THzL 奇数波:187.00THz-190.90THz容量18X5Gb/s=90Gb/s192xi0Gb/s=1920Gb/s 或80X40Gb/s=3200Gb/s激光器类型非冷却激光器，波氏不稳定冷却激光器，波长稳定价格低高传输距离不超过100km可达5000kmCWDM 和 DWDM相对于密集波分系统，稀疏波分系统在提供一定 数量的波长和100公里以内的传输距离的同时， 大大降低了系统成本，并具有非常强的灵活性。 因此稀疏波分系统主
8、要应用于城域网中。CWDM 系统用很低的成本提供了很高的接入带宽，适用 于点对点、以太网、SONET环等各种网络结构， 特别适合短距离、高带宽、接入点密集的通信场 合，如大楼内或大楼间的通信。波分系统的波道划分可利用的频率波段主要有C波段和L波段，现阶段WDM系统优先选择 C波段进行传输光溅频率从192.100THZ至196.075THZ称为C波段，在此波段范围内 每25GHz分为一个派道，共口划分166个波道光波频率从191.300THZ至192.075THZ为扩展C波段，该波段范围内 每25GHz划分一个波段，可划分32个波道，这样整个C波段可利用的 波道是192个光波频率从186.95T
9、HZ至190.90THZ为L波段，在此波段范围内每隔 50GHz分个波道，共可划分80个波道绝对频率：DWDM中允许的通路频率是基于频率为193.1TH乙 通道 最小间隔为100GHz、50GHz或者25GHz的频率间隔系列，193.1THZ 称为DWDM系统的绝对频率波长与频率关系：C=Af, C是光速光纤的结构纤芯折射率n1包层折射率n2,这是光信号在光纤中传输的必要条件按照传输模式的数量多少，光纤分为单模光纤和多模光纤单模光纤直径一般小于10pm多模光纤直径一般在50pm左右光纤的辰耗段 波UL波段C波段光纤的损耗主要取决于吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗三种损耗吸收损耗主要由制造光纤的材料
10、本身决定，散射损耗通常是由于光纤材料密度的微观 变化或成分浓度不均造成的局部折射率不均匀引起在衰耗曲线的1400nm波段附近存在衰耗水峰现彖，对于光传输系统来说该波段不可用 光纤衰耗的最低点在1550nm附近 ITU-T建议规定光纤在131 On m和1550nm的衰减常数应分别小于0.5dB/k m和0.4dB/km光纤的色散光纤的色散是指光纤中携带信号能量的各种模式成分或信号自身的不 同频率成分因群速度不同，在传播过程中互相散开，从而引起信号失 真的物理现象光纤的色散色散系数的定义：一般只针对单模光纤 来说，定义为每公里的光纤由于单位谱 宽所引起的脉冲展宽值，与长度呈线性 关系，单位是ps
11、/nm-km例如：G.652光纤传播2.5G信号时在 1550n m窗口的色散系数约为 17ps/nm-km,若在此光纤上传播的波 分通道间隔为0.8nm,那么每传播1km 到达对端的两个波长时延差距为：17ps/nm-kmX 1km x0.8nm=13.6ps G.652光纤称1310性能最佳光纤,又称色散未移位光纤，是目前大规模应用的光纤 G.653光纤称1550性能最佳光纤，又称色散位移光纤，这种光纤不仅在1550nm衰耗 最低，而且色散系数为零，使超高速超长距离光纤传输成为可能，但这种光纤存在 严重的多波混频现彖，不能应用于WDM系统 G.654光纤称为截止波长移位光纤，这种光纤重点降
12、低1550nm的衰减，零色散点仍 在1310nm附近，1550nm处色散系数较高，必须配用单纵模激光器才能消除色散的 影响，主要应用在需要很长再生段距离的海底光纤通信 G.655光纤成非零色散移位光纤，使1550nm附近存在一定色散，从而避免了多波混 频现彖，非常适合DWDM系统使用目前降低色散的主耍措施是采用色散补偿模块来补偿光纤中色散的积累，色散补偿 模块的主耍组成部分是DCF色散补偿光纤，这种光纤在1550nm处具有负的色散系数 DCF模块是无源损耗器件，存在一定的插入损耗光纤的衰耗和色散影响光信号在光纤中传输距离的主要因素是光纤的衰耗和色散光纤衰耗与信号速率无关，只与光纤本身有关，而色
13、散不仅与光纤本身 有关，还与信号速率有关，信号速率越高，色散越大例如：某段光纤衰减常数为0.25dB/km, 1550nm窗口2.5G信号色散系 数为17ps/nm-km, 10G信号色散系数为35ps/nm；一个2.5G系统在其中传播，发端光功率为OdBm,收端灵敏度为- 22dBm, 2.5G光信号的色散系数为1800ps/nm,那么受衰耗限制的传输 距离是22dBm/0.25dB/km=88km,受色散限制的传输距离是 1800ps/nm/ 17ps/nmkm=106km,可以看出2.5G系统传输距离主要受 衰耗£艮制;换成10G系统进行传输，收端灵敏度不变，那么衰耗限制仍为
14、88km,色散限制的传输距离变成1800ps/nm/35ps/nm-km=51 km,可 以看出10G系统传输距离主要受色散限制WDM的关键技术光源技术光放大器技术光复用器和解复用器监控技术WDM的关键技术-光源WDM的光源是指波分侧的光源，一般是指OTU发往波分侧的光源 WDM对光源的要求：1输出标准且稳定的波长2、有较大的色散容限关于色散容限的说明：假如某OTU单板色散容限为800ps/nm, 在G.652光纤中传输，该光纤色散系数为20ps/nm-km,那么该系统 色散受限距离L=800/20=40km,也就是说播输距离超过40km就必须 加色散补偿模块进行补偿，所以色散容限越大越好光源
15、的调制方式主要有直接调制、电吸收(EA)调制、马赫策恩德尔 (M-Z)调制等，其中EA调制目前应用较为广泛WDM的关键技术-光放大器光纤放大器可分为掺稀土离子光放大器和非线性放大器，掺稀土离子放大器的工 作原理是受激辐射，非线性放大器是利用光纤的非线性效应放大光信号，目前实 用化的光纤放大器主要有掺餌光纤放大器(EDFA)和拉曼放大器(RFA)光放大器的工作不需要光电光转换，可以描述为对任何比特率和任何格式的信号 都是透明的 根据光放大器在DWDM系统中的位置，可分为功率放大器(BA)、线路放大器(LA)、 前置放大器(PA) DCM模块一般加在预放和功放Z间，有的光放板已经集成了预放和功放B
16、ALA=PA+BAPAWDM的关键技术-光复用器和解复用器光复用器和解复用器是波分系统的核心部件，实际上都是光学滤波器，合波 器是将多个波长信号合在一根光纤中传输，分波器是将一根光纤中传输的多 个波k信号分离从原理上讲，合波器和分波器是相同的，只需改变输入输出的方向即可互换 使用合波器和分波器都是无源光学器件，对于光信号只有插损冃前常用的光复用器和解复用器有介质薄膜滤波器(TFF)和波导阵列光栅 (AWG),前者常用于CWDM系统，后者一般用在DWDM系统中基本原理是不同波长光信号在同一传输介质中的折射率不同WDM的关键技术-监控 WDM系统的监控技术有光监控和电监控技术 WDM对光监控的要求
17、：不能限制0A上泵浦光波长，不能限制未来131 Onm波长业务; OA失效时仍有效；可超长距离传输，具有分段双向传输功能在OTM站发方向，光监控信道是在合波放大后最后接入光纤通道，在OTM站收方向 是首先被分离的，然后主信道才进行放大分波；在OA站发方向也是最后接入光监控 信道，收方向首先分离光监控信道在整个传送过程中，光监控信道不参与放大，但在每个站点都进行了终结和再生； 而主信道正好相反，全程都参与了放大，在整个线路上都没有被终结和再生 OSC监控通道波长：1510nm或1625nm,速率为2Mbit/s,接收灵敏度可达-48dBm需要注意的是，波分系统监控字节的处理需要时钟信号电监控系统中，由SCC板将监控信息发到OTU板，OTU将其复用进信号传送单元帧 中进行传送，具有结构简单、成本低、支持冗余备份等优点波分新技术现阶段随着以IP为核心的城域网的发展，波分 设备陆续采用全新的架构 露计，具备了静态光分插套用 FOADM (FixedOptical Add/Drop Multiplexer)和动态光分 插复1R0ADMgurable Optical Multiolexer)(Reconfh心Add/Drop Multiplexer)调应和灵GMPLS: Genesralized multiprotocal label switchingaHPI谢多谢（