波分基础知识 基础学习必备

未来网络发展趋势1波分基础知识2波分基础知识2未来网络发展趋势－ALLIP视频业务宽带业务语音业务IPTV会议电视全球眼VPNInternet宽带接入专线固定语音移动语音Multi_Play业务发展的两大趋势：TDMIP,FMC在未来的3～5年之内，新业务的发展将驱动业务量快速增长低QOS（低比特收益）业务无法让运营商真正盈利，需要高质量网络发展高QOS（高比特收益）业务Internet公众接入31%宽带业务11%专线和VPN25%视频业务27%语音业务(固定+移动)4%传统数据(ATM/FR,DDN)2%201X现在3未来网络发展趋势－ALLIP网络ALLIP为什么产生ALLIP？数据业务得到普及所有新型通信应用软件的开发都基于IP技术GE/10GE高带宽成本，运行、管理及维护（OAM）优势网络的带宽增长UnifiedIPVoiceVideoDataAPPs基于IP技术快速灵活地创建业务IMS信令及OAMIPSIP信令HTTP业务控制IPoverWDM/MSTPIPEthernet业务交换业务接入与识别Packettransport虚拟局域网业务使用…IPVoiceVideoDataAPPs业务显示…IPVoiceVideoDataAPPs什么是ALLIP？UuIuIubMc接入层汇聚层骨干层基于IP/混合技术4未来网络发展趋势－三网融合在国家三网融合的战略背景下，视频业务的端到端高带宽承载要求，对业务平台、承载网、接入网、家庭网络等网络各层面都带来了新的挑战。未来网络需具备良好的扩展性和可靠性、方便高效的运维能力、视频高效和高质量承载能力。5宽带化IP化移动化话音业务：以2G、3G电路域网络为主要承载网络的移动话音业务NGN软交换固定话音业务（VoIP）数据业务：基于移动或固定的数据业务基于GPRS、3G的分组域数据业务电信级以太网流媒体业务IPTV、HTV支持辅助通道业务：同步、信令和网管等支撑网所需电路VPN业务：企业信息化所需的通路未来网络发展趋势－业务类型6OSPF域SRBRAS国干省网省中心地市中心城域网省网汇接OSPF域SRBRAS国干省网省中心地市中心城域网省网汇接/地市出口传送承载网络演进－IP城域网演进演进CROTN/裸纤BRAS/SR市区OLT县区OLT全业务区OLTBRAS/SR骨干层扁平化演进业务控制点下移CROTN/裸纤/PTNBRASSR市区OLT县区OLT全业务区OLT7用户接入层为FTTB与FTTH并存方式。OLT上行链路带宽以GE为主。部分OLT通过汇聚交换机上联BRAS/SR。传送承载网络演进－PON网络演进用户接入层以FTTH和FTTO为主。OLT上行链路带宽可为多个GE链路聚合或10GE。接入汇聚层扁平化，OLT直接上联BRAS/SR。83G基站宽带接入专线存储备份MSTP/SDH/PTN/综合路由器OTN/WDMMSTP/SDHOTN/WDMOTN/WDM省干中继层汇聚接入ASON（GMPLS）AG对于城域/本地网的中小颗粒业务，采用基于“MSTP/PTN/综合接入路由器”的ASON设备进行承载对于干线、城域/本地网的大颗粒宽带业务，采用基于“OTN/WDM”的ASON设备进行承载MSTP/SDH传送承载网络演进－传送网络演进9传送承载网络演进－ALLIP下的传送承载网架构业务接入控制层：轻载、差异化省网城域骨干层SRWiFi互联网专线移动网元IPRAN精品网接入汇聚层OTN大颗粒、长距离、交叉调度IP专网CMNet骨干网核心层：大容量、少节点、无级联公众网业务接入控制层：单边缘，集中化OTN大颗粒、长距离、交叉调度OTN大颗粒、灵活调度，高可靠PTN/综合路由器差异化、高可靠，高OAMBRAS大客户互连专线iTV增值业务平台大客户互连专线互联网业务IAD家庭宽带家庭用户个人用户集团用户AG大客户互连专线大客户互连专线10小结未来网络发展趋势是IP化、宽带化、扁平化、智能化。OTN技术在传送网络的应用，顺应了未来ALLIP框架下网络的扁平化、宽带化、智能化的发展趋势。Internet业务需求对传送技术的驱动

宽带、IPTV、视频业务等数据业务的发展，对运营商的传送网络提出了新的要求.

未来传送网络不仅要能够提供适应这种增长的海量带宽，更重要的是要求传送网络可以进行快速灵活的业务调度，完善便捷的网络维护管理（OAM功能）.

目前传输技术的局限性

SDH技术偏重于业务的电层处理，它以VC4为基本交叉调度颗粒，在扩展性方面存在明显的不足。目前的WDM网络主要采用点对点的应用方式，缺乏有效的网络维护管理手段.OTN技术的产生OTN技术是综合了SDH和WDM优势并考虑了大颗粒传送和端到端维护等新需求而提出并实现的技术，相关规范同时涵盖了未来全光网的范畴，是光网络极有发展潜力的新型技术。

OTN的灵感来源于SDH（映射、复用、灵活地交叉、嵌入式开销、级联、保护、FEC）。OTN将SDH的可运营可管理能力应用到WDM系统中，同时具备了SDH和WDM的优势。

OTN定义了一套完整的体系结构，对于各层网络都有相应的管理监控机制，光层和电层都具有网络生存性机制，可以真正满足各类运营商的运营及维护需求。

OTN技术的引入背景支线路分离业务汇聚与调度多策略保护类SDH的OAMOTN技术应用定位OTN技术优势传送技术分析－OTN技术应用定位OTN以多波长、大颗粒、长距离调度传输为基础，综合了SDH及WDM的优点，可在光层及电层实现波长及子波长业务的交叉调度，并实现业务的接人、封装、映射、复用、级联、保护／恢复、管理及维护，形成一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量传送网络。OTN作为承载GE以上颗粒度业务的传送网技术，目前定位于城域核心骨干层、汇聚层，今后有可能向接入层延伸。未来网络发展趋势1波分基础知识2波分基础知识Page14目录系统概述WDM的系统受限因素WDM的关键技术WDM的信号流WDM的华为硬件WDM的网络设计什么是DWDM密集波分复用技术（DWDM）在一根光纤上同时传送多个携带有电信息（模拟或数字）的光载波，它将几种不同波长的光信号组合（复用）起来传输。传输后将光纤中组合的光信号再分离开（解复用），送入不同的通信终端。即在一根物理光纤上提供多个虚拟的光纤通道，从而可节省大量的光纤资源。lNl2l1lNl2l1lNl2l1光复用器光解复用器光纤放大器DWDM定义WDM—将携带不同信息的多个光载波复合到一根光纤中进行传输(早期使用1550/1310两波长系统）cwdmDWDM（DenseWavelengthDivisionMultiplexing）在1550nm窗口，采用更多波长进行波分复用(8，16，32…)SDHsignalIPpackageATMcellsDWDM系统基本结构光转发器1┇输入信道1信道N信道1信道Nλ1λn光转发器n光合波器BALAPA光分波器λ1λn接收1┇接收nλsλsλsλs光监控信道接收/发送光监控道发送器光监控道接收器输出网络管理系统光发射机光中继放大光接收机光转发单元（OTU）光合波器（OMU）光功率放大器（OBA）光前置放大器（OPA）光分波器（ODU）光转发单元（OTU）

光终端设备lNl2l1ODUOPAlNl2l1OMUOBAOTU光终端设备光终端OTMOTU

—发送端、接收端设备（OTM）OLA线路设备支持3×33dB、5×30dB、8×22dB等标准配置，并可根据实际工程需要支持多种配置。光线路放大OLA

—线路放大设备（OLA）1、实现监视、控制和管理DWDM设备的通道。2、独立于主光通道，基于1510nm波长。光监控通道OSC

—监控通道（OSC）复用器解复用器OBAOPAOPAOBA解复用器复用器OLAOLAOLAOLAOLAOLA

OSC

OSC

OSC

OSC

OSCOLAOLAOPAOBA光监控通道主光通道1550nmPage21G.709介绍G.709是OTN中的协议之一项目SDHOTN建议的框架G.871元件和子系统G.661,G.662,G.663,G.671G.661,.662,G.663,G.671功能特性G.783,G.784,G.813,G.825,G.826,G.958,G.EPRMSG.681,G.798物理层G.703,G.957,G.691G.691,G.692,G.664,G.959.1总体结构G.803,G.805G.872,G.873结构和映射G.707,G.832G.709管理G.774-x,G.784,G.831G.874,G.875G.709定义的是OTN的结构和映射OTN分层结构OTN的标准体系架构OTN采用网络分层方式定义了光层，包括光传输段（OTSn）层、光复用段（OMSn）层和光通道（OCh）层，和电层（OTUk、ODUk、OPUk）结构。

分层：OCH、OMSn、OTSn

接口：OTM-n.m、OTM-nr.m、OTM-0.mn表示最高容量时承载的波数；m表示速率，取值范围为1(OTU1)、2(OTU2)、3(OTU3)、12(OTU1和OTU2混传)、23(OTU2和OTU3混传)、123(OTU1、OTU2、OTU3混传)；r表示该OTM去掉了部分功能，这里表示去掉了OSC功能；0表示单波；OTM-nr.m加上OSC信号就变成了OTM-n.m；OTM-0.m是OTM-nr.m的一个特例OPSn：光物理段OPUk：第k阶光通道净荷单元ODUk：第k阶光通道数据单元ODUkP：第k阶光通道数据单元信息通道，用于支持端到端ODUk路径的信息结构ODUkT：第k阶光通道数据单元串接连接监视信（TCM）号通道OTUk：完全标准的第k阶光通道传送单元OTUkV：功能性标准的第k阶光通道传送单元OTN层结构示意图OTN的标准体系架构光通道净荷单元k光通道数据单元k完全标准化的光通道传送单元k完整功能的光通道光复用段光传输段G.709帧结构OTN的标准体系架构

对于不同速率的G.709OTUk信号，即OTU1，OTU2，和OTU3具有相同的帧尺寸，即都是4×4080个字节，但每帧的周期是不同的，这跟SDH的STM-N帧不同。SDHSTM-N帧周期均为125微妙，不同速率的信号其帧的大小是不同的。Page25G.709帧结构与SDH帧结构对比SOHAUPTRSOHSTM-N净负荷(含POH)9×N261×N13459SDH帧结构帧结构：4行、4080列，固定不变帧速率：可变20.420kHz(48.971s)forOTU182.027kHz(12.191s)forOTU2329.489kHz(3.035s)forOTU3包括：OPUk、ODUk、OTUk、FEC几个部分每秒8000帧帧结构：9行，270n列，长度可变帧速率：8000帧/秒，固定不变包括：段开销、指针、通道开销、净荷G.709帧结构OTN电交叉示意图客户侧WDM

侧客户侧其他单板的客户侧连接到TOM单板的客户侧单板内部直通单板内部交叉连接TOM单板的客户侧交叉连接到其他单板的WDM侧交叉模块其他单板TOM单板341210(TX8/RX8)-13(TX1/RX1)-14(TX2/RX2)-15(TX3/RX3)-16(TX4/RX4)-17(TX5/RX5)-18(TX6/RX6)-19(TX7/RX7)-110(TX8/RX8)-13(TX1/RX1)-14(TX2/RX2)-15(TX3/RX3)-16(TX4/RX4)-17(TX5/RX5)-18(TX6/RX6)-19(TX7/RX7)-1交叉模块2341201(ClientLP1/ClientLP1)-1201(ClientLP1/ClientLP1)-2201(ClientLP1/ClientLP1)-4201(ClientLP1/ClientLP1)-3201(ClientLP1/ClientLP1)-7201(ClientLP1/ClientLP1)-8201(ClientLP1/ClientLP1)-6201(ClientLP1/ClientLP1)-5201(ClientLP1/ClientLP1)-1201(ClientLP1/ClientLP1)-2201(ClientLP1/ClientLP1)-4201(ClientLP1/ClientLP1)-3201(ClientLP3/ClientLP1)-1201(ClientLP3/ClientLP1)-2201(ClientLP2/ClientLP1)-2201(ClientLP2/ClientLP1)-1201(ClientLP3/ClientLP1)-3201(ClientLP3/ClientLP1)-4201(ClientLP4/ClientLP1)-1201(ClientLP4/ClientLP1)-2交叉模块WDM

侧固定交叉连接NS2单板TOM单板201(ClientLP1/ClientLP1)-151(ODU1LP1/ODU1LP1)-151(ODU1LP1/ODU1LP1)-351(ODU1LP1/ODU1LP1)-451(ODU1LP1/ODU1LP1)-2201(ClientLP2/ClientLP1)-1201(ClientLP3/ClientLP1)-1201(ClientLP4/ClientLP1)-1客户侧OTN电交叉设备的功能模型OTM复用和映射结构OTN技术优势大容量传送T比特的传送容量数据业务的高效、可靠承载超大颗粒业务的接入能力支持波长及子波长级组播支持GE/10GELAN的长距传送，降低IP承载网整体建设成本灵活的疏导光层交叉，支持ROADM子波长业务（ODUk/GE)的复用和疏导，更灵活、高效率ODUk的级联和虚级联，满足大颗粒疏导支持智能调度，支持基于OTN的ASON可靠的保护有效的管理支持传统波分的光层保护子波长通道（ODUk/GE)的专有和共享保护基于Mesh网的智能保护和恢复比传统波分网络更低的网络管理投入实现对光域各层的管理基于通道的端到端的性能和连接监视（TCM）OTN技术特点1-灵活的电交叉功能电交叉线路单元支路单元ODU0、ODU1、ODU2ODU0/1ODU2ODU2ODU0/1/2ODU0/1/2ODU0/1/2STM-N/GE/2.5G2.5G/10GE/10GPOS/ATM/SANOTU2OTU2OTU3ODUk电交叉模块是OTN调度和保护能力的重要基础，丰富的嵌入式开销支撑了OTN强大而精细化的管理。OTN实现100M-40G业务统一接入，匹配多元化网络之需；OTU支线路分离，实现业务的灵活调度；OTN保护方式光线路保护（OLP）子网连接保护：ODUkSNCP保护共享环网保护：ODUkSPRingandOWSP(OChSPRing)

MESH保护：基于ODUk及波长，GMPLS控制平面网络安全性需求传统WDM网络无法提供业务保护、快速故障定位、故障的恢复等；IP城域网无法提供灵活的保护恢复的机制；OTN网络采用光交叉技术可实现波长和子波长级大颗粒业务的交叉调度，为数据网提供大量带宽的同时，还提供了电信级的保护。在引入ASON智能控制平面后，能提供

MESH网的保护与恢复。OTN技术特点2-多策略的保护功能OLP保护原理：1+1双发选收，单端倒换，默认非恢复式OLP倒换时间：不需要全网协议，小于50ms倒换条件：主备通道光功率相对差异越限（POWER_DIFF_OVER）、主或备用通道LOSOLP除了用于光线路保护，还可用于OTU板内1+1、OTU客户侧1+1保护光线路保护（OLP）OLPOLPAB支路板电交叉（备）电交叉（主）群路板群路板群路板群路板支路板iplpopopopoplpip子网连接保护-ODUKSNCP保护工作ODU1背板总线保护ODU1背板总线工作光纤保护光纤客户侧光纤ODU1SNCP保护通过配置交叉完成双发选收，单端倒换，非恢复式ODU1SNCP倒换时间：不需要全网协议，小于50ms电交叉（主）电交叉（备）控制平面GMPLS光传送技术发展演进合分波G.709线路适配OTH电交叉子速率T-MUX客户接口适配ROADMG.709线路适配OTH电交叉子速率T-MUX客户接口适配合分波线路接口适配客户接口适配传统WDMOTN（G.709+电交叉）OTN（电+光交叉+GMPLS）点对点、大颗粒、长距离传送

增强了OAM管理功能加入电交叉模块实现支线路分离实现基于ODUK的波长和子波长保护，保护方式多样。

实现光层面的调度（光－光）引入GMPLS控制平面，实现ASON功能。2.5G×162.5/10G×4010/40G×40/80100G×40/80Page35光电集成的OTN设备，与SDH设备结构的比较基于光电集成构建的OTN设备，特别是单波带PID，与SDH设备结构非常类似12波*10G8/16路GE12波*10GPID支路单元大容量ODUk电交叉ODU0/1/2ODU0/1/2东向线路接口西向线路接口PIDODU0/1/2支路OTU4/8路2.5G支路OTU2/4路10G支路OTUOTN设备63路E11*10GSTM-64支路单元大容量VC4/VC12电交叉VC4VC12/VC4东向线路接口西向线路接口STM-641*10GVC4支路接口4/8路155M支路接口2/4路622M支路接口普通10GSDHADM设备Page36目录系统概述WDM的系统受限因素WDM的关键技术WDM的信号流WDM的华为硬件WDM的网络设计Page37WDM的受限因素光功率色散光信噪比DHDJGDJDJWDM网络非线性效应受限因素Page38常规光纤的损耗系数-波长曲线图90013001400150016001700nmdB/km231451200Multi-mode（850~900nm）ObandESCLUOH-

波带不同，损耗系数不同

1380nm附近由于氢氧根粒子吸收，光纤损耗急剧加大，俗称水峰容易看出，在O~U这六个波段中，C波段和L波段损耗系数最小目前使用的C波段：1525~1565nm;L波段:1570~1620nm正在研究与开发的：S波段1400nmPage39光功率预算光纤损耗(dB)=P输出(dBm)-P输入(dBm)=距离(km)xa(dB/km)采用不同增益的EDFA可补偿光纤衰耗!a：损耗系数在1550nm窗口，G.652和G.655光纤的损耗系数：a=0.22dB/kmSRP输出

P输入距离L(km)站点A站点BPage40波段划分波段说明范围（nm）带宽（nm）O波段原始1260~1360100E波段扩展1360~1460100S波段短波长1460~152565C波段常规波长1525~156540L波段长波长1565~162560U波段超长波长1625~167550因为C波段和L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C波段和L波段。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（1311~1611nm）。Page41WDM的受限因素光功率色散光信噪比DHDJGDJDJWDM网络非线性效应受限因素脉冲展宽T光脉冲信号中的不同频谱成份在光纤中的传输速度不同，导致脉冲信号传输后展宽甚至离散。传输光信号的色散容限与光信号的光谱宽度成反比，同时和光信号的脉冲宽度成正比。色散概念光纤线性特性之—光纤色散Page43色散色度色散（ps/nm）=距离（km）x色散系数（ps/nm.km）G.652光纤：色散系数=17ps/nm.kmG.655光纤：色散系数=4.5ps/nm.km实际工程中主要考虑色度色散。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。OMS距离L(km)站点A站点BPage44色散系数(ps/nm·km)正色散系数G.655光纤波长λ(nm)负色散系数G.655光1550nm波长区具有最小色散和衰减，适合DWDM系统、高速信号传输2.应用：TrueWave真波光纤(正色散区的SPM效应有利于传输)；LEAF-大有效面积光纤（克服非线性效应）G.652光纤:大量铺设，传高速信号需色散补偿G.653光纤:1550nm波长区混频严重，不适合DWDM色散G.655光纤不能用于1310nm窗口！受色散限制的无中继距离（理论值）速率1550nm（G.652）1550nm（G.655）1310nm（G.652）2.5Gb/s10Gb/s20Gb/s40Gb/s960km58km14.5km3.6km4528km283km70km18km6400km400km100km25km色散对传输的影响Page46色散光纤即使对相同频率的光，只要其偏振模式不同，也会导致其传播速度不同，这称为偏振模色散（PMD）。偏振模色散也会导致光脉冲的ISI，进而导致误码和系统代价。调制光信号的PMD容限和光脉冲的脉冲宽度成正比，调制频率越高的光信号，其光脉冲的时间宽度越窄，PMD容限也越小。对于G.655光纤PMD取0.3ps/km1/2时，对10Gb/s单波长速率的DWDM系统的PMD受限距离为1111km左右。对于G.652光纤PMD取0.5ps/km1/2

时，对10Gb/s单波长速率的DWDM系统的PMD受限距离为400km左右。DGD时延DGD时延计算公式如下：单段光纤的DGD(ps)＝PMD×L1/2对于单信道10Gb/sDWDM系统，要求DGD平均时延小于10ps。Page47WDM的受限因素光功率色散光信噪比DHDJGDJDJWDM网络非线性效应受限因素Page48光信噪比OSNR（OpticalSignalNoiseRatio）光信噪比:光信噪比的定义是在光有效带宽为0.1nm内光信号功率和噪声功率的比值。光信号的功率一般取峰峰值，而噪声的功率一般取两相临通路的中间点的功率电平。光信噪比(OSNR)是限制光信号传输距离的一个因素。尤其是随着波长数和节点数的增多，光信噪比对传输距离的影响也增长。OSNR是描述系统低误码运行能力的重要参数P—单信道入纤功率；L—两个放大器之间的线路损耗；NF—EDFA的噪声系数；N—光放大段的数量。

OSNR=Pout/PAseOSNR=Pout(li)+58.03-L-NF-10log(N)（YDN120信息产业部邮电技术标准推荐公式）光信噪比Page50光信噪比距离(km)光功率(dBm)P信号P噪声（ASE）OSNR(dB)距离(km)M40M40OAOAOAOAM40D40OAOAOTUOTUOTUOTUOTS1OTS2OTS3OTS4OTS5Page51光信噪比提高系统信噪比RAMAN放大技术采用低噪声的前置放大器+高增益的功率放大器降低系统对信噪比的要求新的码型技术前向纠错编码技术Page52WDM的受限因素光功率色散光信噪比DHDJGDJDJWDM网络非线性效应受限因素受激拉曼散射（SRS）受激布里渊散射（SBS）自相位调制（SPM）交叉相位调制（XPM）四波混频（FWM）光纤非线性效应光纤非线性特性FWM是影响系统性能的主要非线性效应：定义：信道间相互作用产生新的频率，(N(N-1))当FWM产生的新频率落入信道带宽范围内时，会引起信道强度起伏和信道间串扰。w1w2ww1w22w1-w22w2-w1w光纤光纤非线性特性之—四波混频FWM的影响因素：信道间隔色散补偿措施：采用非零色散位移光纤（G.655）和常规单模光纤（G.652）采用大有效纤芯面积光纤（LEAF）控制入纤功率光纤非线性特性之—四波混频Page56目录系统概述WDM的系统受限因素WDM的关键技术WDM的信号流WDM的华为硬件WDM的网络设计DWDM的关键技术光源技术（波长稳定要求、色散容限要求、3R、接收灵敏度、过载功率）合波和分波技术（插损、隔离度、通道数）光放大技术（增益平坦、增益锁定、功率控制等）网络监控技术（要求、传输通道中心波长）光源技术－WDM工作波长区系统工作波长区：WDM的波长范围为C波段和L波段C波段波长范围为1525－1565nmL波段波长范围为1565－1625nmDWDM工作波长区为1550nm，波长范围为1528.77nm－1560.61nm。对应的工作频率为196.1－192.1THZG.692规定，通道间隔是100GHZ（约0.8nm）的整数倍波长稳定要求色散容限要求DWDM对光源要求：光源技术－波长转换器把光通路信号的非标称波长转换为符合G.692规定的标称波长，使得WDM具有开放性具有3R功能（再定时、再整形、数据再生）波长转换器采用的是光/电/光（O/E/O）方法，即先用PIN或APD光二极管把接收到的光信号转换成电信号，然后再用该电信号对具有标称光波长的激光器进行调制，从而得到合乎要求的光波长信号。O/EE/O整形、定时、再生

光信号出

G.692光信号入G.957波长转换器种类根据再WDM系统中位置不同而分为发送端OTU再生中继OTUG接收端OTUR

SSS复用器波分OAOA解波分复用器OTU复用器波分OAOA解波分复用器.23nR2R3RnOTUOTUOTU

OTUG.957S1G.692R1

OTUG.957光源技术－光转发器件参数色散容限：接收灵敏度：过载功率：光合波和分波技术波分复用器件包括合波器和分波器，又叫光复用器和光解复用器，是一种光学滤波器合波器：把具有标称波长的各复用通路光信号合成为一束光波，送到光纤中进行传输，对光波起复用作用。分波器：把来自光纤的光波分解成具有原标称波长的光通路信号，分别输入到相应的光通路接收机中，即对光波起解复用作用。合波器（OMU）与分波器（ODU）皆为无源器件。光波分复用器的种类WDM对光合波器和分波器的要求衰耗偏差小信道间串扰小合波器和分波器类型光型波分复用器介质薄膜波分复用器阵列波导波分复用器耦合性波分复用器

合/分波器技术

介质薄膜型阵列波导光栅型耦合器型34衍射光栅型341234。。。34343434耦合性波分复用器原理：通过将多根光纤熔融在一起，使多个输入波长可以耦合在一起，达到波长合并的目的，但不能用来将不同波长进行分离。优点温度特性很好光通道带宽较好缺点 插入损耗很高尺寸大，复用的波长数少IN123456。13141516介质薄膜滤波器型分波器原理：利用几十层不同的介质薄膜组合起来，组成具有特定波长，选择特性的干涉滤波器，就可以实现将不同的波长分离。优点：插入损耗较低通道间隔好温度特性好缺点：通道数量多时插损一致性差入射光（1,2...n）多层介质模123nn-1光栅型波分复用器光栅型波分复用器属于角色散型器件。它利用不同波长的光信号在这种元器件的反射角度不一样的特性，来分离和合并不同波长的光信号。波长选择特性优良，可以使波长间隔小到0.5nm左右通道数量多、温度特性好、隔离度高、体积小要求制作工艺非常精良，在实验研究中多用阵列波导型复用器阵列波导波分复用器是以光集成技术为基础的平面波导型器件。该器件可以集成生产，在今后的接入网中有很大的潜在应用。通道数量多、插损小、通带宽、需要温控波分复用器主要参数复用通路数：代表波分复用器件能进行复用与解复用的光通路数量，它与器件的分辨率、隔离度等参数密切相关。插入损耗：波分复用器件本身对光信号的衰耗作用信道隔离度：它表征此光元器件中各复用光通路彼此之间的隔离程度。中心波长：进出复用器的波长与ITU-T规定的标准波长相比不能相差太大偏差，否则会引起系统崩溃。反射系数：是指在波分复用器件的输入端，反射光功率与入射光功率之比带宽：该参数仅对分波器有效，－20dB描述分波器阻带特性，－0.5dB描述分波器带通特性光放大技术光放大器的出现和发展克服了高速长距离传输的最大障碍——光功率受限，这是光通信史上的重要里程碑。光放大器是一种不需要经过光/电/光变换而直接对光信号进行放大的有源器件EDFA结构EDFA主要是由掺铒光纤、泵浦源、耦合器和光隔离器组成

耦合器光隔离器光隔离器掺铒光纤980nm泵浦激光器输入信号输出信号

是为了保证泵浦光与EDFA中合波器的反射光不向外洩漏，光隔离器的特点是只允许正方向的光进入。

信号光和与泵浦光同时沿掺铒光纤传输，泵浦光的能量被光纤中的铒离子吸收而跃迁到更高的能级，并可以通过能级间的受激发射转移为信号光的能量。信号光沿掺铒光纤长度不断放大，泵浦光沿掺铒光纤长度不断衰减把铒离子从E1能级“泵”到E3能级，使其形成粒子数反转分布状态，为受激幅射创造条件。

把泵浦光与信号光合并在一起输入到掺铒光纤中EDFA工作原理980nm泵浦1480nm泵浦快速非辐射跃迁N1N3~0N21530-1560nm受激辐射跃迁和自发辐射跃迁1550nm信号受激吸收泵浦光经耦合器通入掺铒光纤，激发其中的铒离子从低能级跃迁到高能级，形成粒子数反转分布区；当波长为1550nm的信号光通过同一耦合器进入掺铒光纤时，因感应诱发使铒离子产生受激辐射从而发出增强信号。Page73EDFA的饱和输出特性光放大器的输入光功率范围有一定的要求，当输入光功率大于某一阈值时，如图1-3中PT，就会出现增益饱和；增益饱和是指输出功率不再随输入功率增加而增加或增加很小。根据ITU-T的建议，当增益比正常情况低3dB时的输出光功率称为饱和输出功率，图1-3中Ps，其单位通常用dBm表示。

EDFA具有增益高、输出功率大、工作光学带宽较宽、与偏振无关、噪声指数较低、放大特性与系统比特和数据格式无关等优点。EDFA在DWDM中的应用合波器λ1λ2λn•••光功率放大分波器λ1λ2λn•••光线路放大光前置放大光线路放大用于对合波后的信号进行功率提升；对于噪声系数、增益要求不高，要求有较大的输出功率用在中继设备上，用于补偿线路的传输损耗；要求有较小的噪声系数和较大输出光功率用于提高接收机的灵敏度；要求噪声系数较小，对于输出功率没有太大的要求EDFA使用中应注意的问题非线形问题：当光功率达到一定程度时，会有非线形效应产生，限制放大性能和传输距离。光浪涌问题：当输入信号能量跳变时，输出光功率出现尖峰，即为浪涌。色散问题：放大器仅仅补偿因衰耗而引起的功率问题，但是随着传输距离的增加，总色散随之增加，从而成为限制系统的主要因素。带宽问题：EDFA能进行平坦放大的光波长范围。要求EDFA在WDM系统中对每一个复用光通路都具有相同的增益。浪涌及APSD当WDM系统的传输链路突然断开，如果光放大器的泵浦源不关闭，继续向掺铒光纤“泵浦”，使处于稳态的铒离子越积累越多；若此时有一个较高功率的光信号输入，将使所有处于稳态的铒离子发生受激幅射，从而导致光放大器的输出光功率出现“尖峰”，“烧坏”光连接器和光接收机，给系统带来无法弥补的损伤EDFA主要技术参数增益平坦度：用放大带宽内增益的最大差异值来表征。要求进入OA的各波长具有相同的光功率。增益平坦度:+-1db输出功率：注意控制单个复用通路的输出光功率。通道增益：输出光功率和输入光功率之比。噪声系数：输入端信噪比与输出端信噪比之比。带宽：是指EDFA能进行平坦放大的光波长范围。1530nm-1565nm光监控技术对监控通道的要求：不限制EDFA所用的泵浦波长；不限制两个线路放大器之间的距离不限制未来在1310nm波长上的业务监控通路的传输应该是分段的双向传输线路放大器失效时仍能使用；监控通道的实现：采用1510nm的波长信号速率为2.048Mb/s，帧格式符合G.704标准。监控通道接口参数监控信息的接入和解出WBAOM2OSC信息（1510nm）OD2OSC信息（1510nm）WPAO

DO

Mλ1λ2λnλ2λ1λnOSC监控信息的接入与解出（单向）

光纤

Page81目录系统概述WDM的系统受限因素WDM的关键技术WDM的信号流WDM的华为硬件WDM的网络设计OTM需要的功能单元波长转换单元（LWF,LWC1…）光分波/合波单元M40+V40构成的40波OTM：M40/V40(或M40V),D40/D48M40+V40+ITL构成的80波OTM：M40/V40(或M40V),D40，ITLM48+V48+ITL构成的96波OTM：M48/V48,D48，ITLOADM单板构成的OTM：MR2,MR4光放大单元（OAU,OBU,OPU…）光纤线路接口单元（FIU）光监控信道处理单元（SC1,ST1）主控单元（SCC）M40+D40构成的40波OTM信号流适用于BWS1600GIII/V型对于2.5G系统，不需使用DCM模块BWS1600GVII型系统支持48波系统，信号流与40波系统相同，将M40/D40更换为M48/D48C-EVENM40D40OBUDCMOAUDCMFIUSC1To客户侧设备To线路侧ODFC-EVENMCAOTUλ40OTUλ1OTUλ40OTUλ1M40M40C-ODDM40+D40+ITL构成的80波OTM信号流适用于BWS1600GII型BWS1600GVII型系统支持96波系统，信号流与80波系统相同，将M40/D40更换为M48/D48OTUOTUOTUOTUM40M40M40M40M40D40M40D40C-EVENC-ODDITLC-EVENλ40λ1λ40λ1λ40λ1λ40λ1OBUDCMOAUDCMFIUSC1To线路侧ODFTo客户侧设备OLA需要的功能单元光放大单元（OAU,OBU,OPU…）光纤线路接口单元（FIU）光监控信道处理单元（SC2,ST2）主控单元（SCC）OLA信号流FIUFIUSC2OAUDCMOAUDCMTo东向线路侧ODFTo西向线路侧ODFRPCPage87目录系统概述WDM的系统受限因素WDM的信号流WDM的网络设计WDM的华为硬件DWDM系统典型组网OTMOLAOADMOLAREGOTM客户侧设备客户侧设备客户侧设备在链型组网中，定义左边是西向，右边是东向。在环型组网中，定义逆时针方向为主环方向。西向东向西向东向东向西向西向东向东向西向东西方向的定义网络结构图图例:OTM光跳站G.652光纤G.655光纤衰耗=局方提供值建阳邵武1光泽邵武2顺昌南平滨江建瓯火车站建瓯城关政和松溪浦城武夷山63.69Km21.51db63.69Km22.06db50Km17.75db新建波分环10新建波分环1138.6Km15.46db83Km22.48db39.70Km15.46db38.6Km15.95db39.9Km14.75db96.50Km24.81db97.50Km31.77db89.11Km24.06db61.00Km17.68db82Km25.6db62.4Km21.16db64Km18.9db73.68Km24.26db74.02Km26.36db67.14Km23db74.3Km21.97db26.6Km9.99db26.60Km11.93db88.3Km28.96db94Km29.85db66.36Km24.25db70.2Km24.31db113.69Km32.56db102Km26db110Km27.17db109Km27.99db网络示意图Page91网络配置图SUBNET_298.00km24.67dBG65297.90km24.58dBG652邵武M40M40D40D40B103A103EB103A103EOSNR=29.523dBOSNR=29.582dB65.95km17.60dBG652武夷山M40M40D40D40B103A103EB101A101COSNR=30.923dB125.80km30.84dBG652建阳M40M40D40D40A100A101CB103B103FB101OSNR=24.601dB83.45km21.40dBG652浦城M40M40D40D40B103B103FB101B103A101EOSNR=31.191dB33.87km10.45dBG65283.45km21.40dBG652松溪M40M40D40D40B103A101EA101AOSNR=34.645dBOSNR=31.191dB102.87km25.63dBG652政和M40M40D40D40A101AB103A103EOSNR=28.866dB88.10km24.00dBG652建欧M40M40D40D40B103A103EB103A101EOSNR=29.699dB103.40km26.28dBG652南平M40M40D40D40B103A103EB103A103EOSNR=28.397dB97.90km24.58dBG652103.40km26.28dBG652顺昌M40M40D40D40B103A103EB103A103EOSNR=29.582dBOSNR=28.397dB网络配置图普明青阳17Km10.7dB17.9Km10.9dBC波段光放大器色散补偿模块(G.652)C波段光功率放大器COAU**OBU**C波段偶数合波器M40D40C波段偶数分波器图例：B103M40VB103D40M40VM40VD40B103A101安海B103D40M40VA101A101D4029.51Km16.12dBOLPOLPAATT46.4Km20.76dBSSOLPOLPBB安海龙湖21.7Km12dB37.9Km17.4dBB103M40VB103D40M40VM40VD40B103A101罗山B103D40M40VA101B103D40B10320.2Km11.56dBOLPOLPAA36.7Km17.1dBAAOLPOLPSSAAA101TT网络配置图新建波分环10邵武263.69km21.51dBG655-LEAF89.11km24.06dBG652B103A103D82.00km25.60dBG652A105A101D39.70km15.46dBG65282.00km25.60dBG652A105A101DA101B103B38.60km15.95dBG655-LEAFA101B103BA101B103B97.50km31.77dBG652A101B103BA105B103EB10163.69km22.06dBG655-LEAF61.00km17.68dBG652南平滨江M40M40D40D40B205OLPOLPA103COLPOLPB103A101C工作OSNR=27.377dB/27.377dB保护OSNR=27.801dB/27.801dB工作OSNR=29.195dB/28.666dB保护OSNR=27.264dB/26.918dB50.00km17.75dBG655-LEAF建瓯火车站M40M40D40D40B205OLPA103CB103A101C工作OSNR=28.666dB/28.666dB83.00km22.48dBG655-LEAF建阳M40M40D40D40B103A101COLPB103A103D工作OSNR=27.84dB/27.305dB保护OSNR=27.819dB/27.819dB38.60km15.46dBG655-LEAF83.00km22.48dBG655-LEAF邵武1M40M40D40D40OLPOLPA101A101DOLPOLPA101B103B工作OSNR=28.666dB/28.666dB保护OSNR=28.666dB/28.666dB工作OSNR=27.84dB/27.305dB保护OSNR=27.819dB/27.819dB39.90km14.75dBG652光泽M40M40D40D40OLPOLPA101B103BOLPOLPA101B103B工作OSNR=28.666dB/28.666dB保护OSNR=28.666dB/28.666dB96.50km24.81dBG655-LEAF邵武2M40M40D40D40OLPOLPA101B103BOLPOLPA105A103E工作OSNR=26.991dB/26.991dB保护OSNR=23.141dB/23.141dB89.11km24.06dBG65297.50km31.77dBG652A105B103EB101A101A103D61.00km17.68dBG65296.50km24.81dBG655-LEAF顺昌M40M40D40D40OLPOLPA105A103EOLPOLPA101A101C工作OSNR=29.195dB/28.666dB保护OSNR=27.264dB/26.918dB工作OSNR=26.991dB/26.991dB保护OSNR=23.141dB/23.141dB波道时隙图图例：8路任意速率业务处理板（可配置4×2.5Gor8*GE）TOM4路10G业务处理板TQX南平滨江建瓯火车站建阳邵武1光泽邵武2线路侧9-192.910-193.0...40-196.0双路4*ODU1汇聚OTU2光接口板ND2四路4*ODU1汇聚OTU2光接口板NQ2单路4*ODU1汇聚OTU2光接口板NS22路10G业务处理板TDX顺昌南平滨江支路侧电交叉连接NQ2NQ2NQ2NQ2电交叉连接电交叉连接电交叉连接电交叉连接电交叉连接电交叉连接电交叉连接TOM×5TOM×3TOM×1TOM×2TOM×2TOM×2TOM（4路2.5G）×1TOM（4路2.5G）×2TOM（4路2.5G）×1TOM（4路2.5G）×1TOM（4路2.5G）×1NQ2GE×42.5G×42.5G×42.5G×4ND2NQ2NQ2NQ2ND2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ2NQ210G10G10G10G10G10G10G10G11-193.112-193.213-193.310GLSX10GLSXLSXLSXLSXLSXLSXLSXLSXLSXLSXLSX站名南平滨江单机架满配功耗2200W/单面机架尺寸（高×宽×深）2600×600×300mm推荐熔丝规格(4*63A+4*32)*2单机架满配重量385KG机架配置图12DCM-652-DDCM-LEAF-COSN6800:TO建瓯城关123456789101112131415161718192021123456789101112131415161718FANOLPFIUM40D40OBU205OAU103PIUPIUAUXSCCOSN6800:TO顺昌123456789101112131415161718192021123456789101112131415161718FANOLPSC2M40D40OAU103OAU101PIUPIUAUXSCCFAN123456789101112131415161718123456789101112131415161718192021222324252627282930313233341920212223242526272829303132333469707172737475767778796970717273747576777879Master-OSN8800II:TO顺昌,建瓯火车站,建瓯城关,建阳NQ1234NQ540540NQ540540TOMTOMTOMTOMTOMNQ1234NQ1234NQ1234PIUPIUPIUPIUEFI1EFI2AUXXCTSXMSCC南平滨江-1-正面12DCM-LEAF-FOSN6800:TO建阳123456789101112131415161718192021123456789101112131415161718FANFIUM40D40OBU205PIUPIUAUXSCCOSN6800:TO建瓯火车站123456789101112131415161718192021123456789101112131415161718FANOLPFIUM40D40OAU103SC2SC2PIUPIUAUXSCCFAN35363738394041424344454647484950515235363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768535455565758596061626364656667688081828384858687888980818283848586878889Master-OSN8800II:TO顺昌,建瓯火车站,建瓯城关,建阳PIUPIUPIUPIUATEAUXXCTSXM南平滨江-1-背面TOMTOMTOMTOMTOMTOMMCA4DCM-LEAF-CITLITLITLITLOBU103OBU10312DCM-652-COBU205OBU101OBU103FIUFIUSC2SCCFIUOBU205OBU101OBU10312DCM-LEAF-FOLPLSXLSXVA4M40+D40构成的40波OTM信号流M40+D40构成的40波OTM信号流Page98目录系统概述WDM的系统受限因素WDM的信号流WDM的网络设计WDM的华为硬件OptiXOSN6800子架子架正面分区：子架指示灯、单板区、走纤区、风机盒/防尘网、子架接口区子架接口区位于子架指示灯后方项目参数外形尺寸（mm）400(高)×487(宽)×295(深)满配置最大功