光纤通信课件第6章解析

第六章WDM系统本章内容WDM系统设备与组网。WDM系统的关键技术。WDM系统标准。本章重点、难点WDM系统构造与设备。WDM系统标准。WDM系统的关键技术。概要本章学习的目的和要求把握WDM概念和系统构造。把握WDM系统的设备和组网。了解WDM系统的关键技术。把握WDM系统标准。本章实践要求及教学情境到到光纤通信实训室或运营商传输机房，考察了解相关WDM设备和组网状况。概要6.1.1WDM概述1．WDM技术产生背景随着话音业务的快速增长和各种新业务的不断涌现，特殊是IP技术的广泛应用，网络扩容受到严峻的挑战。传统的传输网络扩容方法承受两种方式：〔1〕空分多路复用〔SDM〕〔2〕时分多路复用〔TDM〕6.1WDM技术概述6.1.1WDM概述2．WDM的概念和特点〔1〕WDM的概念波分复用〔WDM〕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。其根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展传输，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长分割复用，简称光波分复用技术。6.1WDM技术概述6.1WDM技术概述图6-1WDM系统的根本组成及频谱示意图6.1.1WDM概述2．WDM的概念和特点〔2〕WDM技术的特点①充分利用光纤的巨大带宽资源。②多种类型的信号可同时传输。③系统升级时能最大限度地爱护已有投资。④高度的组网敏捷性、经济性和牢靠性。⑤降低器件的超高速要求。⑥可兼容全光交换。6.1WDM技术概述WDM工作方式(1)双纤单向传输如图6-2所示，双纤单向传输是指一根光纤只完成一个方向光信号的传输，反向光信号的传输由另一根光纤来完成。因此，同一波长在两个方向上可以重复利用。图6-2

双纤单向传输的WDM系统6.1WDM技术概述6.1.2WDM工作方式(2)单纤双向传输如图6-3所示，单纤双向传输是指在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输，两个方向的光信号应安排在不同的波长上。图6-3单纤双向传输的WDM系统6.1WDM技术概述6.1.2WDM工作方式(2)单纤双向传输通过在中间设置光分插复用器〔OADM〕或光穿插连接器〔OXC〕可以实现各波长的光信号在中间站的分出与插入，即完成光路的上/下，如图

6-4

所示。6.1WDM技术概述图6-4光信号的分出和插入传输6.1.3WDM系统类型WDM系统可以分为集成式WDM系统和开放式WDM系统两大类。1．集成式WDM系统

6.1WDM技术概述图6-5集成式WDM系统WDM系统类型2．开放式WDM系统

图6-6开放式WDM系统6.1WDM技术概述6.1.4WDM系统应用类型1．有线路光放大器的WDM系统图6-7有线路光放大器的WDM系统参考配置6.1WDM技术概述6.1.4WDM系统应用类型1．有线路光放大器的WDM系统当把一个符合ITU-T

G.957的放射机和光波长转换器结合起来作为G.692光放射机时，则犹如在参考配置中定义的一样，参考点Sn位于光波长转换器的输出光连接器后面，如图6-8所示。在这种状况下，符合G.957的放射机和波长转换器之间的接口是从G.957给定的S点的一系列规定中选出来的。图6-8符合G.957的放射机和光转发器联合使用6.1WDM技术概述6.1.4WDM系统应用类型2．无线路光放大器的WDM系统〔1〕无线路光放大器的WDM系统参考配置无线路光放大器的WDM系统的参考配置如图6-9所示。6.1WDM技术概述图6-9无线路光放大器的WDM系统的参考配置6.2WDM系统构造与设备6.2.1WDM系统的根本构造一般来说，WDM系统主要由5局部组成：光放射机、光中继放大、光接收机、光监控信道和网络治理系统，如图6-10所示。图6-10WDM系统总体构造示意图〔单向〕6.2.2WDM系统设备WDM设备一般按用途可分为光终端复用器〔OTM〕、光线路放大器〔OLA〕、光分插复用器〔OADM〕和电中继器〔REG〕几种类型。下面以华为公司的波分320G设备为例表达各种网络单元类型在网络中所起的作用。6.2WDM系统构造与设备6.2.2WDM系统设备1．光终端复用器图6-11OTM信号流向图6.2WDM系统构造与设备6.2.2WDM系统设备2．光线路放大器6.2WDM系统构造与设备图6-12OLA信号流向图6.2.2WDM系统设备3．光分插复用器6.2WDM系统构造与设备图6-13静态OADM〔32/2〕信号流向图6.2.2WDM系统设备双OTM背靠背组成的OADM的信号流向如图6-14所示。图6-14两个OTM背靠背组成的OADM信号流向图6.2WDM系统构造与设备6.2.2WDM系统设备4．电中继器图6-15电中继器〔REG〕的信号流向图6.2WDM系统构造与设备6.2.3WDM组网与网络爱护1．WDM组网WDM系统最根本的组网方式为点到点组网、链形组网和环形组网。6.2WDM系统构造与设备〔a〕WDM的点到点组网示意图

〔b〕WDM的链形组网示意图〔c〕WDM的环形组网示意图图6-16WDM的根本组网示意图6.2.3WDM组网与网络爱护2．WDM网络爱护〔1〕基于单个波长的爱护①基于单个波长，在SDH层实施的1＋1爱护

6.2WDM系统构造与设备图6-17基于单个波长，在SDH层实施的1＋1爱护6.2.3WDM组网与网络爱护2．WDM网络爱护〔1〕基于单个波长的爱护②基于单个波长，在SDH层实施的1:n爱护

6.2WDM系统构造与设备图6-18基于单个波长，在SDH层实施的1:n爱护6.2.3WDM组网与网络爱护2．WDM网络爱护〔1〕基于单个波长的爱护③基于单个波长，同一WDM系统内1:n爱护(2〕光复用段爱护6.2WDM系统构造与设备图6-19光复用段〔OMSP〕爱护6.2.3WDM组网与网络爱护2．WDM网络爱护〔3〕环网的爱护①基于单个波长爱护的波长通道爱护环，即单个波长的1＋1爱护，类似于SDH系统中的通道爱护

6.2WDM系统构造与设备图6-20光通道爱护环6.2.3WDM组网与网络爱护2．WDM网络爱护〔3〕环网的爱护②复用段爱护环6.2WDM系统构造与设备图6-21二纤单向光复用段爱护环6.2.4WDM系统的监控WDM系统的监控要求在一个新波长上传送有关WDM系统的网元治理和监控信息。1．对光监控信道的要求2．WDM系统的监控〔1〕带外波长监控技术〔2〕带内波长监控技术6.2WDM系统构造与设备WDM系统的网络治理在一个WDM系统中，可以承载多家SDH设备，WDM系统的网元治理系统应独立于所承载的SDH设备，可以治理EDFA、光监控通道、OTU及OM/OA等，对它们的掌握要统一纳入WDM系统的网元级治理。这样，就明确划分了SDH系统和WDM系统的网元治理界限，一个面对SDH系统设备终端，另一个面对WDM系统设备。网元治理系统的治理功能包括故障治理、性能治理、配置治理和安全治理。网元与网元之间互连通过OSC中的DCC通道传递监视掌握信息。6.2WDM系统构造与设备WDM系统的性能国家骨干网的波分复用系统是基于SDH多波长系统的，因此，其网络性能应当全部满足我国SDH体制及标准规定的指标，主要有误码、抖动和漂移指标。6.2WDM系统构造与设备6.3.1光源光源的作用是产生激光或荧光，它是组成光纤通信系统的重要器件。目前应用于光纤通信的光源是LD和LED，都属于半导体器件，共同的特点是：体积小、重量轻、耗电量小。6.3WDM系统的关键技术6.3.1光源1．激光器的调制方式〔1〕间接调制方式①电光调制器②声光调制器③波导调制器6.3WDM系统的关键技术6.3.1光源1．激光器的调制方式〔2〕外调制激光器的类型①集成外调制激光器常用的是与光源集成在一起的电吸取调制器。②分别外调制激光器常用的是恒定光输出激光器〔CW〕＋马赫-策恩德〔MachZehnder〕外调制器〔LiNbO3〕。图6-22电吸取调制器的吸取波长的转变示意图6.3WDM系统的关键技术6.3.1光源2．激光器波长的稳定与掌握〔1〕集成式电吸取调制激光器的波长稳定〔2〕分布反响式激光器的波长稳定〔3〕其他波长稳定技术6.3WDM系统的关键技术图6-23波长敏感器件对光源进展波长反响掌握原理光电检测器由前面的介绍可知，在WDM系统中，可利用一根光纤同时传输不同波长的光信号，因而在接收时，必需能从所传输的多波长业务信号中检测出所需波长的信号，因此要求光电检测器应具有多波长检测力量。要完成此功能，可以承受可调光电检测器，它是在一般的光电二极管构造根底上增加一个谐振腔，这样可以通过调整施加到谐振腔上的电压来转变谐振腔的长度，从而到达调谐的目的。6.3WDM系统的关键技术光波长转换器WDM可以分为开放式和集成式两种系统构造。开放式WDM系统用波长转换器〔OTU〕将复用终端的光信号转换成指定的波长，对复用终端光接口没有特殊的要求，只要这些接口符合ITU-TG.957建议的光接口标准即可。而集成式WDM系统没有承受波长转换技术，要求复用终端的光信号的波长符合ITU-TG.692规定的波长。6.3WDM系统的关键技术6.3.3光波长转换器1．没有定时再生电路的OTU2．有定时再生电路的OTU6.3WDM系统的关键技术

图6-24没有定时再生电路的OTU图6-25有定时再生电路的OTU光放大器光放大器〔OA〕是一种不需要经过光/电/光变换而直接对光信号进展放大的有源器件，能高效补偿光功率在光纤传输中的损耗，延长通信系统的传输距离，是新一代的长距离、大容量、高速率光通信系统的关键部件。6.3WDM系统的关键技术光放大器1．EDFA增益的平坦性图6-26EDFA增益曲线平坦性的改进2．EDFA的增益掌握6.3WDM系统的关键技术光放大器光放大器比电再生器有两大优势：1.光放大器支持任意比特率和信号格式。2.放大器不仅支持单个信号波长放大〔如再生器〕，而且支持肯定波长范围的光信号放大。6.3WDM系统的关键技术6.3.5光复用器和光解复用器波分复用系统的核心部件是波分复用器件，即光复用器和光解复用器〔有时也称合波器和分波器〕，实际均为光学滤波器，其特性好坏在很大程度上打算了整个系统的性能。光复用器和光解复用器的性能指标主要有插入损耗和串扰。WDM系统对其要求是插入损耗小、信道间的串扰小和低的偏振相关性。6.3WDM系统的关键技术6.4.1WDM波长安排1．确定频率参考2．标称中心频率3．通路间隔4．中心频率偏差6.4WDM系统标准6.4.2WDM系统光接口1．光接口的位置6.4WDM系统标准图6-27单通路的光接口的位置图6-28多通路的光接口的位置6.4.2WDM系统光接口2．光接口参数〔1〕单个发送机输出端参数〔2〕单个接收机输入口参数〔3〕合路信号的输入口参数〔4〕合路信号的输出口参数〔5〕光通路参数6.4WDM系统标准3．WDM光接口指标6.4.2WDM系统光接口2．光接口参数6.4WDM系统标准图6-29主光通道与子光通道的划分某组网配置如图6-30所示，均承受中兴ZXWMM900WDM设备。A、B之间构成点对点通信，有两个光波长通道的业务，接入SDH信号，每个波道速率均为10Gbit/s。图6-30某WDM系统组网配置6.5WDM系统案例分析1．故障现象其中一个业务中断，消失了发送端OTU10G2板的R_LOS告警信号，而另一个业务正常。2．处理步骤①用光功率计测量发送端OTU10G2板的输入光功率。假设输入光功率太低，即为R_LOS告警的缘由。接下来检查SDH设备的发