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DWDM 原理及关键技术

DWDM 原理及关键技术. ZTE Communications. 一、 DWDM 系统概述. DWDM 产生背景. 利用 TDM 方式扩容已经日益接近技术的极限 已经铺设的 G.652 光纤的高色散限制了 10Gbit/s 以上系统的传输 光电器件的迅速发展，特别是 EDFA 大规模的商用化 从技术和经济的角度， DWDM 技术是目前最经济可行的扩容技术手段. l 1. R. T. 电解复用. 电复用. DWDM 与 TDM 的区别. TDM: 单纤单波长 电再生. 接收端. 发射端. 电再生. l 1. l 2. l N. l 1. l 1.

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DWDM 原理及关键技术

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Presentation Transcript

  1. DWDM原理及关键技术 ZTE Communications

  2. 一、DWDM系统概述

  3. DWDM产生背景 • 利用TDM方式扩容已经日益接近技术的极限 • 已经铺设的G.652光纤的高色散限制了10Gbit/s以上系统的传输 • 光电器件的迅速发展，特别是EDFA大规模的商用化 • 从技术和经济的角度，DWDM技术是目前最经济可行的扩容技术手段

  4. l1 R T 电解复用 电复用 DWDM与TDM的区别 TDM:单纤单波长 电再生 接收端 发射端 电再生 l1 l2 lN l1 l1 l2 l2 DWDM:单纤多波长 全光放大 lN lN 光纤放大器 光解复用器 光复用器

  5. DWDM定义 l1 l2 lN l1 l1 l2 l2 lN lN 光纤放大器 光解复用器 光复用器 • 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） • DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing） 在1550nm窗口，采用更多波长进行波分复用(8,16…)

  6. DWDM在传输网中的定位 IP 其它 IP SDH ATM ATM Open Optical Interface SDH DWDM 光纤物理层

  7. DWDM的特点 大容量透明传输节约光纤资源

  8. DWDM特点 超长距离无电中继传输，降低成本 SDH技术

  9. DWDM特点 8*2.5G 平滑升级扩容 32*10G 32*2.5G 16*2.5G

  10. DWDM技术发展趋势 • 更高的通道速率 • 更多波长复用数量 • 超长的全光传输距离 • 从长途网向城域网发展 • 从点到点WDM走向全光网络

  11. DWDM技术发展趋势 l1 l1 点对点DWDM传输 l2 l2 lN lN 可配置 OADM li li lk lk 可重构OXC OXC

  12. 二、DWDM系统关键技术

  13. 光接收机 光发射机 光中继放大 信道1 信道1 λ1 λ1 光转发器1 接收1 LA PA 光合波器 光分波器 输入 输出 ┇ ┇ BA λs λn λn λs λs λs 信道N 信道N 光转发器n 接收n 光监控信道 接收/发送 光监控道 发送器 光监控道 接收器 网络管理系统 DWDM系统基本结构

  14. WDM系统关键技术 — 若干关键技术的提出 — 光源技术 — 光波分复用器和解复用器技术 — 光转发技术 — 掺铒光纤放大器（EDFA）技术 — WDM系统的监控技术

  15. 光源技术－激光器 • 目前广泛使用的半导体光源包括激光器（LD）和发光二极管（LED）。 • LD是相干光源，入纤功率大、谱线宽窄、调制速率高，适用于长距高速系统； • LED是非相干光源，入纤功率小、谱线宽宽、调制速率低，适用于短距低速系统。 • DWDM系统的光源采用半导体激光器。

  16. 光源（激光器） • 主要参数： • 波长稳定性 • 色散容限 • 类型： • 直接调制 • EA调制 • 马赫-策恩德(M-Z)调制 • 电折射调制

  17. 复用器 解复用器 fiber 光波分复用器和解复用器技术 • 光波分解复用技术主要包括： • 阵列波导技术、衍射光栅技术、干涉薄膜技术和 • 光纤光栅技术等 • 光波分复用技术还包括耦合器技术。

  18. 常见的波分复用器 34  34        3 4 衍射光栅型 介质薄膜滤波器型 1 2 3 4 。 。 。  34     3 34 4 耦合器型 阵列波导光栅型

  19.  主要技术参数要求 • 插入损耗低 • 通道带宽宽 • 各信道间的串扰小，即隔离度高 • 偏振相关性小 • 波长的温度稳定性好 光波分复用器和解复用器技术

  20. OTU的作用和分类 OTU的作用：波长转换 电脉冲再生（3R） 检测B1、J0字节 FEC前向纠错 OTU的分类：OTU和OTUR 2.5G OTU 、10G OTU、多业务OTU OTU With FEC & No FEC

  21. 采用光—电—光变换的方法实现波长转换，首先利用光电探测器将从SDH光端机过来的光信号转换成电信号，经过限幅放大、时钟提取/数据再生后，再将电信号调制到激光器或外调制器上。采用光—电—光变换的方法实现波长转换，首先利用光电探测器将从SDH光端机过来的光信号转换成电信号，经过限幅放大、时钟提取/数据再生后，再将电信号调制到激光器或外调制器上。 SDH 光发射机 WDM 输出光 接收模块 发射模块 监测及通讯电路 监控板 OTU原理 1、色散容纳值大 2、稳定的标准波长

  22. 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

  23. 光放大技术－放大器分类

  24. 光隔离器 光隔离器 耦合器 掺铒光纤 输出信号 输入信号 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。 把泵浦光与信号光合并在一起输入到掺铒光纤中 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 980nm 泵浦激光 器 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。 光放大技术－掺铒光纤放大器 • EDFA主要是由掺铒光纤、泵浦源、耦合器和光隔离器组成

  25. 光放大技术－重要性能指标 DWDM系统中使用的EDFA必须具有足够的带宽、平坦的增益、低噪声系数和高输出功率。 特别是增益平坦度，这是DWDM系统对EDFA的特殊要求。

  26. 光放大技术－ EDFA的应用分类 λ1 λ1 合波器 分波器 λ2 λ2 • • • • • • 光前置放大 光线路放大 光功率放大 光线路放大 λn λn 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

  27. 复用器 • 解复用器 OPA OBA OLA OLA OLA OSC OSC OSC OSC OSC • 解复用器 • 复用器 OLA OPA OBA OLA 光监控通道 OPA OLA OLA OLA OBA OSC光监控通道 1、实现监视、控制和管理DWDM设备的通道。 2、实现公务联络。 3、独立于主光通道，基于1510nm波长。

  28. 光监控技术－光监测信道的实现 监控通道的实现： • 采用1510nm的波长 • 信号速率为2.048Mb/s • 接收机灵敏度：-48dbm • 信号码型: CMI • 信号发送功率: 0 -- -7 dbm

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