波分复用技术及其应用

1、新技术与新业务© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 波分复用技术及其应用邮电部北京设计院 汪海强摘要 简要介绍r波分复用技术及让发展概况:对实现i（）u嫌 代输的两种方式进行比较：并以西安至武汉匸程为例，介 绍了波分复用产品的实用情况:最后对波分复用系统技术应用前杲进行了展望.

2、关键词 波分复用 技术 屁用© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 1波分复用技术M前谈论的波分复用就是利用一组右一沱间隔的 波氏系列（波氏间隔可以足均匀的，也可以足僅的匀 的），在每个波LC上运行-个系统（外系统的传输速率 可以是一致的也可以是不一致的）.这样.通过增加I： 作

3、波心的数量，达到增加传输容量的LI的.光波分复用也被称作光频分复用.在右些场介,只 将波2间隔较大的称为波分复用而将波比间隔在 lnm以卜的称为频分复用或密集波分复用.波分夏用系统的组成如附图所从首先是波氏转换即通过光波2转换器或采用光燉 电燉光转换的方式，将传输信号由标准波2 （如 1550nm, 131Chm ）转换为波分冥用系统使用的系列工 作波氏之一然后多路光信号通过光复用器耦合到一 根光纤上,经过放人后在线路中传输,在一定建离间, 设置线路放人器対信号进行光屮继放人，到达接收端 后，将放大的耦介信号解复用成参路光信号，然后通过 波氏转换.将每路光信号的I作波2再转换为标准波 K.晟早

4、投入使用的是双窗口波分复用系统.即在 1310nm. 1550nm光纤的两个工作窗丨I齐运行1个系 统.早期敷设的光缆T线，光纤纤数少，扩容时往往没 仃空余光纤.采用此技术，可以在不拆除1310nm I：开 通的原仃川）H设备的悄况卜，利用其未便用的 155（him窗口加开SDH 2. 5G14ft 系统.此技术在南昌 一九江光缆扩容屮得到应用，取得了良好效果.孜窗I波分境用技术的优点是结构简单、实现容 易，并町以仃效保护原仃投资.但山J两窗口光纤衰减 相差较人.且现在使用的光放人器增益帯宽在1550.1 m 附近.所以两系统无法共用中继设涪.2 10GW熬传输系统实现方式的比较在现冇技术条件

5、下.实现传输仃两 种方式：时分复用l（x；l 方式和波分复用4 X 一12. 5（；bm 方式.22. 1性能比较 “时分复用1 （X ； I烘 方式的优点是结构比较简单.尤器件集成度高，设爸数量较少，体枳较小. 再加上1（）（；1熾 系统设务的原理和构造口己甘遍 使用的2. 5GI燔系统相似因而维护、施丁可以 仃一定的延续件.设涪管理、网络管理都容易一些.但 这种方式也肴不足的地方，首先由于10GW®系统光电 转换速度较2. 5（；! 系统更快，为达到隐定高速调制 的要求.对光电器件的件能妥求也随Z提高这对系 统的安全稳泄运行会右一定的影响。其次.10（；焕 放人色散较2. 5（；

6、1煥更加严格，而我国册设:的光缆人 部分采用G. 652光纤，此种光纤在155（）nm附近冇 18- 2（）p海Wtl探山的色散.所以l（X；l）m氏途传输必须 采用特殊技术（如使用色散补偿光纤）克服色散限制 第三，对于10G晦 量级的传输，光散射、折射等僅线性 效应对信号传输质量的影响已经不可忽视.冇效经济 的解决方法还有待研究:.対于波分攵用4x 2. 5(； 方式，它的基本速率为 2. 5Gl«fe,而2. 5G1燉系统的光电器件的稳定性已为 实践检齡.色散容忍度也人人优于1()<；1烘方式.光散 射、光的匸线性效咸(4波混频除外)也不叽显，4波混频 问题通过利用光纤固仃

7、色散或不均匀间隔波氏也可以 解决.另外,4x 2. 5Gb煥的组网方式、保护方式比 10(； A活、简单.但也因为它的AE本速率为 2. 5GWft,所以设备集成度较时分冥用lOGbftfe为低, 设备较多，结构较緊杂，増加了设备、网络维护管理的 堆度.随若激光器阵列和接收机阵列的研制成功.这吃 弱点可以逐渐弥补.2. 2造价比较依据现在学握的淡料.如果不考老光缆的投淡.使 用1个4x 2. 5GI煥 系统比便用4个2. 5(；映 系统造价 略低些，这主姿足内为屮继设务及和关设施减少的 缘故.依据以往的经齡.时分复用KX；I 的造价约为 4个2 5(；1燉 系统造价的70%左右.可见.要实现1

8、()(；烘 传输方式，时分复川方式比波分父川方式所需投资姿低 但波分复用4x2. 50熔 从经济角度看也冇貝特有 的优势.柞采用时分复用获得KX；I容凰必须一次件 投资、次性建设，但在实际使用小，两点间传输容 量需求是逐渐增加的，这样&系统运行初期可能出现容 吊:空克现象便投说不能得到充分利用。一曰两点间传 输容量超过从目前看，最终也将用波分复用技 术來实施扩容，但” x 嫩 波分IX用系统远没仃 n x 2. 3Gk系统成熟，而且在扩容中，对原有0GI熾 时分攵用系统也需进行改造。若采用波分复用系统则可 以來取分步扩容的方法，即开始町以便用中波道2. 5(；1熾 系统以满足初期而求.

9、以后随若通信业务量的增 加通过按2波、4波、X波的次序逐渐增加T?作波2 数磺的方式将传输容尿从2 5(；! 逐步提高到20( 以上。在此过程屮.只而増加两端的终端设务。所以，从 有效利用和保护投资角度比较，波分复用4 x2. 5GI<® 占有明显优势。3波分复用技术的应用西安一武汉光缆通信线全艮129()k m.将两安、武 汉这两个(：1级通拮中心血接连接起來.构成J"连接我 国西北至华中的主丁通伫人动脉.工程建成后.将在西 安与两、'：.乌、郑两成、京太两、两合、呼西等光缆T线相 连通；在赛樊号呼北光缆线相沟通；并在武汉号京汉 广、宇汉渝等光缆T线相连通,

10、疏通西北地区* j华南、华 屮、华东间的氏话业务，从而使我国纵横交错的通信网 更加完善.人人增加r通信网的杲活件、安全件和川辖 性.同|寸,将极人地捉高工程沿线地区的通信水、卜，为中 两部地区经济的加速发展创造了良好的条件.考虑到该线在全国通信忖丁网11'的地位及沿线 地区的通涪业务发展帖况，邮电部决n采用波分攵用 SDH 4x 2 5(； 系统.当前从爭波分复用系统开发的公词大休可以分为 以下两类一类是以Ci«in公司、Pirelli公词为代表.Ciena 公司的产品 CIENA MulliWuve" 1600可以 在I 550nm附近提供1 &个波K在毎

11、个波氏上可以开通 SDHISON ET J»D11系统丿听采川“勺粉ME中41、频率符 合ITU-T.GmcH草案的规定,见表1.表1 CIENA MultiVVave 1600系统的频率分配标准中心频率Hz)标准中心波长(nm )标准中心频率(Hz)标准中心波长(nm )1941545. 32193.21551. 72193 91546. 12193. 11552 5219A 81546. 921931553 33191 71547. 72192.91554. 13191 61548.51192.81554. 9419A 51549. 32192.71555. 75193 4155

12、(). 12192.61556 55191 31550. 92192.51557. 36CIENA MuhiWave 1600光电再生段间的垠大 传输趴离为60厲m其屮光放大器间的茨离可以达到 12()km.最多可含5段光中继段(span ).由此可以把该系 统！；为W系列.它的监测倍道波氏为16251.11.Pirelli公司的T31系列可以在1550nm附近提供 2- 1 6个波长，中心波氏在1 534 156 Inrn之间,在每个 波氏上可以开通SDH燃ONET、PDH系统.该系统光 电再生段间最多可倉5段光中继段(sn )，毎段衰减范 围为2&IB.最大色散为10(XX)p4y

13、iiin,由此可以把该系统 归为W系列.它的监测信道波K为1480nm.这两家公mJ都足1力生产光器件转而生产波分攵用 设备的.因此他们制造的波分复用设备具仃较好的光 学性能参数,可以兼容多丿家2. 5(；慨系统产品.但他 们由于没仃口 c的2.5(；im速率以卜的传输系统产品. 所以在系统恥置、网络管理等方而无法做到统筹巧虑.另一类是以Lucent (原AT& T )公司为代表的传 统传输设备供W商.他们仃成熟的2. 5G煥系统设笛以 及I倔的系统设il经验，所以他们人都把波分奴川部分 与2. 5(； 1熾 系统产品集成在同机架内.这样不但可 以使造价和対低廉一些.Iflj 1-1.

14、2. 5(；1烘系统终端设备 波分攵用设备便J：在同网管平台上进行符理.Lucent公司的OLS系统可以在1550hm附近提 供4或8个波氏,屮心频率见表2.每个波长I".可以开通 SDHJJBONET ,PDH系统.值得注意的是,该系统使用 的屮心频率与IT U-T.Gm< s草案的规定仃孑們,该系 统的第一代产品光电再牛段间最多可含3段光1继段 (span )，每段衰减范圉 为22- 33<IB,故人色散为 6500册】山，山此可以扌巴该系统U I为、系列.该系统 的第二代产品电'P继段间最多可含8段光屮继段 (span )毎段最人衰减范IH为241B最人色散

15、为 l(XXX)pnn, 11J此叮以把该系统0_1为Z系列.它的监 测信道波氏为1532nm.表2 Lucent公司OLS系统频率分配表标准中心频率(Hz)标准屮心波长(ntn )标准中心频率(Hz)标准中心波长(nm )193. 491549 42536192 691555.85831193.291551 02860192 491557.47490193. ()91552 63517192 291559. ()9485192. 891554 24507192 ()9*156().71818使用4波2波分父用时所使用的中心频率纤的传输速率可达到1250G1燔.可见,利用波分复用 技术捉高传输

16、容星具勺极人的潜力.由于光了与电子相比.更冇可能提高通信速率所 以全光通信网将成为未来宽带高速通信的基础.(H全 光通佔网的实现不足挥而就的，要分阶段來实施.忡 先是完成点到点的全光传输，即在传输过程川没仃光 电或电光转换.掺钢光放大器(EDEA )的田现，使这一 阶段LH将完成.第阶段，在备巧点间组成全光传输 网，利用光路山器和光频率转换器.光信号通过转换中 心丁作波氏，方便地进行节点上的光分插以及在网络 间的信号交换最后随着光处理、光交换、光计算等技 术的成熟，便Q息的分析、传送等全都利用光作为媒 介，形成全光通信网.波分攵用技术的发展速度，将対 后两个阶段的实现特别是金光传输网的实现.仃

17、很大 的影啊.内此,波分复用及和关技术在今后的相当氏时 期内，将足研究和开发的热点.参考文献1 ITL-T G. m<» 建议A'-.June 19962王国祥.光频分复用技术及其应用.电信科学1995(5)3孙荣海，李乐民.密集波分复用光波网技术及其进展电仁科学， 1995(12)© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, OLS系统的监测系统能在本地或远端对在线光 放大器OA进行故障检测和性能劣化监视，目前波分 壇用系统作为外部故障

18、告警最接入SDH设龄从而 共同使用SDH的网管系统.将来目标是把两个网管 系统统到-个网涉平台上.基于以上了解，同时考虑到,该工程中的中心城市 相茨较远，而小城镇较密集的特点最好选用光电再牛 段距离较2、光屮继段段数较多的Z系列.这样可以 减少大屋光电转换设务因此木T程的传输设笛拟采 用定向采购方式使用Lucent公司的()1.S系统第二代 的产品.4光波分复用的发展前景现在人类止11益步入信息社会.信息交换越来越 频繁.抑;研究人员侦测，在对侦见的未來，个家庭约 而要1(；1煥的传输容量，才能满足家庭成员与外界信 息交流.由此可以想见.未来通信网的传输容彊的规 模.根拥现在的知识，只佝光纤通倚力能满足这样的要 求.在15(X) 16()()rirn之间,光纤传输的衰耗较小見 对应的频带宽度约为12500GHz.以ITU-T G. me规 泄的晟小间隔l(XX；Uz为标准,该频帯可提供125个中 心丁作波匕以每个波氐上传输10GI熾 订舁.一根光读者来信辄信技术糅辑部：尊敬的乞位老师，1997年的11信技术心 经看到了两期,无论是版面设计、内容編排,还 是封面、广告的设计和内部文章的印刷都是十 分粘龙拿到后第个感觉就足尚贵多了，可 以说吨信技术匕了 一个新台阶.渎过前两期感到内容上更结合实际、贴近 读者,比如我就非常