编号：
审定成绩：
xx大学
毕业设计（论文）
设计（论文）题目：移动40×10G DWDM优化设计
学院名称：通信与信息工程学院
学生姓名：xx
专业：通信工程
班级：0111011
学号：xx
指导教师：xx
答辩组负责人：
填表时间：年月
重庆邮电大学教务处制
摘要
通信技术的发展给人们带来的便利是我们不曾预想的，数据传输速率的发展也是我们不曾想到的。但是我们能够满足于现状吗？答案当然是否定的。人们还在不断地探索，不断地追寻新的技术以使得整个通信行业取得更加迅猛的发展。光纤通信正是现如今大家研究的一个重要方向。光在光纤中能够实现全反射，能够极大地减小信号的衰减。在这个特性的基础上人们研究了各类光纤技术来实现高速传输，其中密集波分复用（DWDM）技术就是其中的典型代表。
DWDM技术是在波分复用（WDM）技术的基础上演化而来的，WDM技术是利用不同光波的波长不同的特点在同一根光纤中复用多路波长，而DWDM技术就是指其波长间的距离较短，一般为8nm的整数倍。
中国移动重庆分工司早前在重庆到潼南县之间建设了一条32×2.5G容量的DWDM系统，但是由于近年来整个通信行业的发展以及人们对速率需求的不断增长导致系统已无法满足人们的需要，因此对其进行优化升级就显得非常必要了。此次的优化升级主要是考虑容量以及其他相关方面的因素对其进行改造，此外考虑到成本，我们主要是在原有系统的基础上对其进行优化升级。最后综合各个方面因素的考虑要将其升级到40×10G的DWDM系统。最后针对优化升级系统的可用性以及其他相关方面的质量,我们还需要对设计的优化升级方案进行软件仿
真以得到更加准确的性能参数。
【关键字】密集波分复用DWDM 优化升级40×10G 系统仿真
ABSTRACT
Development of communications technology brings convenience to people is that we never expected, but also the development of data transmission rate we did not think of.But we can be satisfied with the status quo it? The answer of course is no. People are continuing to explore, to pursue new technologies to make the entire communications industry to achieve more rapid development.Nowadays optical fiber communication is an important research direction for everyone.Light reflection can be achieved in the fiber and it can greatly reduce signal attenuation.On the basis of the characteristics and people can study the various types of fiber-optic technology to achieve high-speed transmission.Dense Wavelength Division Multiplexing technology is one of the typical.
WDM technology is on the basis of the DWDM technology evolved.WDM technology is the use of different light characteristics at different wavelengths multiplexed in the same fiber wavelength multiplexer.And DWDM technology is that the distance between different wavelengths is short, typically an integer multiple of
8nm.
China Mobile of Chongqing division has built a 32 × 2.5G capacity DWDM system between Tong Nan and Chongqing. Since the development of the telecommunications industry in recent years, as well as people throughout the growing rate of demand led system has been unable to meet people's needs,therefore, to optimize the upgrade is very necessary.The major considerations in upgrading are the capacity and other related aspects to its transformation.Also taking into account the cost factor, we have to optimize and upgrade the system on the basis of legacy systems. Finally, taking into account all aspects of the factors, that will upgrade to 40 × 10G DWDM systems.Finally, for the optimization and upgrading of system availability as well as other relevant aspects,it also need to design software program to obtain a more accurate simulation of the performance parameters.
【key words】Dense Wavelength Division Multiplexing DWDM Upgrading
40×10G System Simulation
目录
前言 (1)
第一章DWDM波分系统 (3)
第一节 DWDM系统的发展现状 (3)
第二节 DWDM技术的基本原理 (3)
一、DWDM原理基本概述 (3)
二、DWDM系统的物理拓扑结构 (5)
三、DWDM系统的网元 (6)
四、DWDM系统的传输方式 (7)
第三节本章小结 (8)
第二章 DWDM系统的相关技术 (9)
第一节光放大技术 (9)
一、非线性光纤放大器 (10)
二、半导体光放大器 (10)
三、掺杂光纤放大器（掺铒光纤放大器） (10)
第二节光合波与分波技术 (12)
一、光合波与分波技术的性能指标 (13)
第三节节点技术 (13)
一、光分插节点 (13)
二、光交叉连接节点 (14)
第四节克服色散技术 (15)
一、光纤色散 (15)
二、色散的分类 (16)
第五节补充关键技术 (18)
第六节本章小结 (20)
第三章网络现状及优化升级 (21)
第一节概述 (21)
第二节当前网络基本情况 (21)
一、当前网络 (21)
二、网络需求分析 (22)
三、色散因素影响 (23)
第三节优化升级方法 (23)
一、优化升级网络 (24)
二、优化升级后波道配置 (25)
三、色散补偿方案 (26)
第四节本章小结 (26)
第四章 DWDM系统仿真测试 (28)
第一节概述 (28)
第二节OptiSystem相关介绍 (28)
第三节系统仿真 (28)
一、OptiSystem软件简单介绍 (29)
二、40×10G DWDM系统软件设计 (29)
三、仿真结果分析 (32)
第四节本章小结 (36)
结论 (37)
一、论文总结 (37)
二、进一步研究工作 (37)
致谢 (38)
参考文献 (39)
附录 (40)
一、英文原文： (40)
二、英文翻译： (48)
前言
随着整个社会对信息量需求的大幅增加，传统的传输线路已经无法满足时代进步的需求，必须通过改善整个通信网来扩容。但是我们应该采用什么样的技术来改善整个通信网络呢？传统的扩容技术就是采用更加先进的时分复用技术（TDM）,但是TDM技术受到了很多方面的限制，例如工艺和材料。并且考虑到单通道信号传输速率并不能做到无限制的增长，无法满足成指数增长的互联网用户，于是，我们不得不寻找另外的技术来弥补TDM技术的不足。目前，波分复用（WDM）是解决这个问题的最佳技术。现在单波速率为10Gbit/s的密集波分复用系统（DWDM）已经得到了大量的商用，并且某些地区已经升级到了40Gbit/s的DWDM系统，一些国内外的科研机构已经在着手研究单通道速率超过100Gbit/s的DWDM系统。
光纤传输技术在DWDM技术前主要经历了两个技术，一个是PDH技术，另一个就是大家熟知的SDH技术。与这两个技术比起来DWDM技术有着以下天然的优势：
①DWDM技术具有高度的透明性，支持多任务与多协议。DWDM技术主要属于ISO七层结构的底层物理层。DWDM技术的基本原理就是不同波长的光波复用在同一根光纤内，彼此之间相互独立，相互之间不会产生严重的影响。由于这个原因，信道上的信号传输方式、信号的格式以及各个信号用的调制解调方式都是相互独立的。DWDM技术提供的是一种独立于业务种类的传输结构，对于上层的业务来说其是高度透明的，特别体现在它能够支持现有的所有信号传输格式以及未来的信号传输格式，具有非常强的适应性。
②DWDM系统的组网具有高度的灵活性、可靠性和经济性。DWDM系统组网的灵活性非常适合城域网新业务的开拓以及根据用户需求在现有的组网上进行扩容。带来这些好处的原因是DWDM系统不仅能够提供传统的点到点的传输业务，同样其也可以根据不同的拓扑结构建成相应的星型、链状、环状。另外，由于DWDM技术与传统的时分复用技术（TDM）比起来其结构更加简单，网络层次更加分明，对各种业务的调整只需对相应的光信号进行调整。由于以上这些原因，DWDM对组网的建设带来了极大的便利。
③能够满足大量的带宽需求。由于DWDM系统本身具有的天然优势，它能够满足的带宽需求是其他技术无法比拟的，这也是DWDM系统最为突出的优点。利用减少波长之间的距离可以最大限度地增大容量。
中国移动重庆分公司计划对重庆到潼南段的DWDM线路进行优化升级。由于用户的带宽需求的飞速发展以及近几年同行业的激烈竞争，必须对原有的DWDM系统进行改善。显然重新设计并敷设一套更加先进的光纤系统就能够解决以上的问题。但是重新敷设一套系统我们也不得不面临另外的问题，虽然现如今光纤的价格在逐年下降，但是考虑到另外敷设一套系统的设备费用和整个建设费用还是非常的不划算。因此，我们主要是在移动公司原有的线路上进行优化设计，以此来满足用户需求。
本文共分为四章，第一章主要介绍DWDM技术的相关知识及原理；第二章主要讲解DWDM技术的关键技术，其中重点阐述了衰减、色散等技术；第三章主要针对移动公司对主城到潼南段的线路进行优化与升级；第四章是借助OptiSystem软件对升级过后的系统进行仿真验证。
第一章DWDM波分系统
第一节 DWDM系统的发展现状
对于现如今的DWDM系统，其产品主要是基于10Gbit/s速率的网络，然而较早之前主要是基于2.5Gbit/s速率的网络。由于业务量在不断地增大，早期相对低速的网络对于步入大数据时代的社会来说已经是捉襟见肘了，因此我们必须通过更加先进的技术来不断地扩容。对于DWDM系统来说拓展其传输容量主要有两种思路，其一是增大单路光波的传输速率以使单位时间内传输的容量扩大；另一种思路是扩大在光纤中的光波数量同样能够达到增大传输容量的作用。
当光纤的传输速率步入G级别时期，人们切身地感受到了高速率给人带来的便捷。从2.5G、10G的普遍商用到40G技术的迅速发展，当初人们还在质疑我们究竟有没有必要发展高速40G业务，但是如今100G时代甚至更高的传输速率技术已经开始在进入我们的视野。高速率的发展必定会带来新的问题，这些问题还有待我们进一步去解决。
另一方面从光波的数量来看现如今也是进入到了飞速发展的时代。起初复用的路数有8波、16波等，但是现如今40路、80路的DWDM系统已经得到了广泛的应用，就连160波的复用设备现在也在研究中了。由于现在的DWDM系统光波的工作波长主要是集中在1550窗口，如果能够克服1310窗口的色散等问题今后复用波长的数量还会有质的增长。
第二节 DWDM技术的基本原理
一、DWDM原理基本概述
我们日常所说的通信可以分为非常多的种类，特别是按不同的标准可以有不同的分法，其中关键的一种分类方式是按照数据传输时的复用方式来划分的。我们可以将其分为时分复用（TDM-Time Division Multiplexing）、频分复用（FDM-Frequency Division Multiplexing）、波分复用（WDM-Wavelength Division Multiplexing）、空分复用（SDM-Space Division Multiplexing），其分类的标准是根据其时间、频率、波长、空间来划分整个通信系统的。本文研究的DWDM系
统是按照波长来划分的。因为我们知道公式：频率（f）×波长（λ）=速度（c），并且知道光速相当于是一个常量，因此如果光波的频率确定了之后相应的波长也就确定了，所以说光纤通信中的波分复用也就相当于其他通信系统中的频分复用。但是我们为什么会把波分复用系统单独分出来讨论呢？其主要原因是波分复用系统所采用的分光元件不同于传统的电通信所采用的滤波器，以此我们将波分复用系统和频分复用系统分开来讨论。
本文主要讨论的是波分复用系统，它是光纤通信中的一种技术，是在一根物理光纤上同时传输多个不同波长的光波以实现数据的高速传输，并且在光纤内的每个光波都是作为一个独立的信道来传输数据。波分复用系统实现的高速传输并不是指传统意义上单路光波的信息传输速率有多快，它主要是朝着增加传输的信道数量转而间接地实现单位时间内增大信息量的传输。前面提到的波分复用的实质就是光纤上的频分复用，所以我们也叫其为光频分复用（OFDM），只是因为对于光信号我们一般都是通过波长来描述而不是频率。并且随着技术的不断发展，波长与波长之间的距离也在不断地减小，也就是说同一根光纤中的光波密度在不断地增加，因此我们又有了另外一个术语来称呼这种技术叫做密集波分复用（DWDM-Dense Wavelength Division Multiplexing）,其原理及频谱见图1.1—1.2。由图可见DWDM系统主要是通过合波器将不同波长的光波复用到同一根光纤中来传输，在接受端使用分波器将已经复用的光波再分离开来然后再传输到不同的接收机内。与此相反的我们还有另外一种波分复用系统叫做稀疏波分复用(CWDM-Coarse Wave Division Multiplexing），其主要是扩大光纤中的光波之间的间隙来传输数据，主要用于有线电视信号的传播。
对于波分复用系统乃至频分复用系统我们可以用一个生动的例子来进行说明，那就是我们常见的高速公路。如我们所知高速公路分为多个车道，其对应波分复用系统中的各个光路。传统的时分复用系统是通过提高单条车道的速率来增大整个高速公路的通行量，而DWDM系统则是通过增开车道来增大高速公路的通行量。
图1.1：DWDM基本原理图
图1.2：DWDM频谱示意图
我们知道DWDM技术就是光纤上的频分复用，各个光载波上承载的信号可以是相同格式与速率的信号，也可以是不同格式与速率的信号。DWDM系统的网络的扩容是通过增加光纤中光波数量的方式来实现的。回顾之前的技术，由于一些光器件的技术不成熟，要想进一步缩小光波之间的间隙会有一定的难度。但今天随着科技的进步，现代的技术已经能够在光纤上实现纳米级别的复用了，甚至可以实现零点几个纳米级别的复用。不难想象，光波之间的复用间隙越短，实现起来的难度必然就更大。通常情况下，将间隔较小的8个波，16个波，32个波乃至更多数量的光波的复用称为密集波分复用（DWDM）。我们知道在光纤上有三个低损耗的窗口，它们分别是850nm、1310nm、1550nm，DWDM系统通常都是在光纤的低损耗窗口进行复用。根据国际电信联盟ITU-T G.692建议，DWDM系统的绝对参考频率为193.1THZ（波长为1552.52nm），并且还规定不同波长之间频率间隔为100GHz的整数倍（波长间隔为0.8nm的整数倍）。
二、DWDM系统的物理拓扑结构
对于DWDM系统来说，其主要的组网方式有点到点、链状以及环状的组网方式。其他较为复杂的组网方式都是以这三种组网方式为基础构成的。
1.点到点的组网方式如图1.3
图1.3：点到点组网
OTM:光终端复用器、OLA:光线路放大器
2.链状组网方式如图1.4
图1.4：链型组网OADM：光分插复用器
3.环状组网如图1.5
图1.5：环状组网
三、DWDM系统的网元
对于DWDM系统来说，其网元结构主要分为四类，分别为光终端复用设备、光线路放大设备、光分插复用设备、电中继设备，下面对其分别简单介绍。1.光终端复用设备（OTM）
光终端复用设备可以用于发送端与接收端。在发送端，光终端复用设备主要是将几路不同波长的信号复用为一路DWDM信号，然后再将其放大，并且还要附上波长为λ（通常情况下为1510+/-10nm）的信号为光监控通道（OSC）信号。
在接收端OTM首先是将光监控信道的信号取出，然后再将DWDM主信道的信号放大并且经过解复用器将信号复用为不同波长的信号。
2.光线路放大设备（OLA）
顾名思义，光线路放大设备就是对线路中的信号进行放大，其首先是将光监控信道里的信号进行放大，然后再放大DWDM系统中的主信号，放大完了以后将监控信号与主信号一起送入到光纤中传输。值得注意的是光线路放大设备是存在于每个信号的传输方向的。
3.光分插复用设备（OADM）
目前为止，DWDM系统中的光分插复用器的类型主要有两种，一种是采用静态的上/下波长的OADM模块，另一种方式是采用两个OTM背靠背之后组合成一种可以上/下波长的OADM设备。
⑴静态上/下波长的OADM模块
静态OADM的工作过程是当OADM接收到了信号以后，先从监控信道里面提取监控信号，然后将主信道里面的信号进行预放大，然后在根据从主信道中取下的波长数量分配相应数量的信道，将信号送出设备，最后由功率放大器将其放大以后再插入监控信号送入远端。
⑵两个OTM背靠背方式组成的分插复用设备
用两个OTM设备采用背靠背的方式同样可以组成一个上/下波长的OADM 设备，这种方式较之前的方式更为灵活，能够更加方便的进行组网建设。
4.电中继设备（REG）
对于需要进行级联的网络我们需要用到电中继设备，在电中继设备中是没有业务的上下行，其主要作用是为了延续色散的受限距离。
四、DWDM系统的传输方式
DWDM系统主要的传输方式有两种，一种是单向传输，另外一种便是双向传输。顾名思义，单向传输就是在一根光纤中只能朝着一个方向传输，如通信系统中的单工通信；双向传输就如通信系统中的双工通信一样能够在同一根光纤中实现双向的传输。
1.单向传输
前面已经提到，单向传输是在同一根光纤中只传输一个方向的信号。在波分复用的系统中，如果采用单向传输的方式就必须采用两根光纤来构建整个通信线路，每一根光纤完成一个方向的信号传输，其原理图如1.6。
图1.6：单向传输原理图
对于此类DWDM系统来说，一根光纤只传输一个方向的信号，其能够充
分地利用光纤的带宽，实现超大容量的传输。在构建长途网络中，采用此种传输方式所构建的网络在扩容方面也更为灵活。
2.双向传输
双向传输与单向传输最大的不同便在于其只有一根光纤，并且在光纤内要同时实现两个方向的传输，原理如图1.7。
和单向传输比起来双向传输的优势主要是其能够减少光纤器件的使用，并且两个方向传输的信号不会交互产生四波混频（FWM）,因此整个系统的FWM产物相较与单向传输来说就要小很多。但是此种技术也是有其缺点的，与单向传输比起来其技术要求更高，实现起来也更加困难。另外由于两路信号的干扰导致传输质量也更差。
图1.7：双向传输原理图
国际电信联盟（ITU-T）并没有对单向传输和双向传输的优劣给出具体的说明，但在如今工程中大多数都是采用双纤单向传输的方式。
第三节本章小结
本章首先介绍了近几年来DWDM系统的发展状况，分别从其速率的改变以及相关技术的改变来介绍了DWDM系统的变化。另外本章还详细介绍了波分复用系统的原理以及DWDM系统的原理，并且还对DWDM系统的优势作为详细的分析。然后，针对在DWDM通信系统的建设中所用到的相关设备与网元也进行了简单的介绍。最后还对DWDM系统所构成的组网进行了探讨，并分析了在组网中DWDM系统的传输方式。
第二章 DWDM系统的相关技术
在DWDM系统中的关键技术有很多，但是其主要的技术包括有：光放大技术、光合波与分波技术、节点技术、克服色散技术以及其他方面的技术。下面对这几个技术进行简要的说明。
第一节光放大技术
目前DWDM技术主要是用于主干网络中的长途传输，对于长途传输我们不得不面临的一个问题是如何最大限度的抑制信号的衰减。于是信号放大器的出现非常完美地解决了这个问题。但是，传统通信线路中的放大器是电再生中继器，其再生的是电信号。如果将这种再生中继器用于光纤通信，它的通信方式便变为了光-电-光的方式。它首先将光纤中的光信号转换为电信号，然后电再生中继器才将电信号放大、再生、重定时等处理后再将信号转换为光信号，最后再由光纤传送出去。显而易见的是如果采用这种方式实现的中继在每个中继节点处都需要将信号进行光-电-光的转换，于是设备就变得更加复杂，成本也更高，维护也更加不便。如果在线路中遇到无法架设中继站的峡谷、海底时，就没有更好的架设方案。
随着科技的发展，光器件技术得到了前所未有的突破。光放大器的出现可以说是光纤通信中革命性的发展。光放大器实现信号在光域的放大而无需转换为电信号来处理，代替了传统的光-电-光的转化方式。这样能够极大地降低成本，设备的安装也能够得到简化。相较于电放大器来说，光放大器主要有两个方面的优势：
①光放大器的主要作用是用来放大光信号，只是简单的对信号的放大但并没有改变信号的格式及其相关比特率，因此光放大器能够支持任何信号的放大。
②电再生中继器仅仅支持固定的单波长信号的再生与放大，但是光放大器却能够支持一定波长范围内的信号的放大，因此，一个光放大器能够替代上百个电再生中继器。
光放大器中主要包含了非线性光纤放大器、半导体光放大器、掺杂光纤放大器等。
一、非线性光纤放大器
在非线性光纤放大器中主要包括受激拉曼散射光纤放大器和受激布里渊散
射光纤放大器。
①受激拉曼散射光纤放大器的主要构成原理是利用了光纤中拉曼散射这一非线性原理。但是此类光纤放大器的主要缺点是其泵浦阀值较高，大约为0.5-1w，现实中难以得到如此大功率的半导体激光器做泵源。
②受激布里渊散射光纤放大器的构成原理则是光纤中布里渊散射这一非线性原理。此类光纤放大器的缺点是它的工作频带比较窄，只能达到MHZ级别，因此难以运用到光纤通信中。
二、半导体光放大器
半导体光放大器的原理与半导体激光器的原理相似，利用能级间受激跃迁而出现粒子数反转的现象而进行放大。半导体光纤放大器主要分为两种，一种是将通常的半导体激光器作为放大器使用；另一种是在激光器的两个端面涂上反射材料来消除反射，于是便能够获得高输出、宽频带、低噪声的信号。其实针对半导体光放大器的研究要先于掺杂光纤放大器，主要是由于初期由于技术的限制，半导体激光放大器的偏振灵敏度较高，使得半导体光放大器的发展受到了限制。但是工艺更加成熟的今天，相关技术的出现使得半导体光放大器的偏振灵敏度较高的问题得到了解决，并且性能也得到了极大的改善。并且在前面我们已经介绍了DWDM系统采用的波长范围主要是在1550nm窗口，但是半导体光放大器同样也适用于1310nm波长的放大。因此，此类光放大器的出现为DWDM系统的构建提供了多一个的选择，促进了1310nm窗口的波分复用系统的发展。
虽说半导体光纤放大器有很多的优点，但是其自身的缺点还是制约了其在光纤通信中的发展。其缺点主要体现为一下几点：
①噪声及串扰较大
②对光的偏振特性较为敏感
③与光的耦合较为困难，耦合的损耗较大
三、掺杂光纤放大器（掺铒光纤放大器）
将稀土中的一些金属离子作为激光工作物质的放大器叫做掺杂光纤放大器，将这些工作物质掺入光纤的纤芯中就构成了掺杂光纤。现如今，用作激光工作物质的金属元素主要是镧（La）的稀土元素，例如铒（Er）、铥（Tm）、镨（Pr）、钕（Nd）等。容纳杂质的光纤我们称作基质光纤，一般有石英光纤和氟化物光
纤。以上这些光纤放大器我们称作掺稀土离子光纤放大器（REDFA-Rare Earth Ion Doped Fiber Amplifier）。
起初人们研究的是光纤激光器和掺稀土元素的光纤，后来在不断的探索中发现掺铒光纤的工作波长是1550nm，正好对应光纤的一个低损耗窗口。所以至此开始，掺铒光纤放大器就得到了空前的发展。另外研究还发现掺镨光纤的工作波长正好为1300nm范围，此波段能够保证低损耗与低色散。目前在长途的DWDM 系统的建设中，掺铒光纤放大器（EDFA）得到了广泛的运用。在掺铒光纤放大器中最主要的器件就是掺铒光纤，前面已经介绍掺铒光纤就是以石英光纤或者氟化物光纤作为基质光纤，然后再在纤芯中添加一定比例的铒离子（Er3+）。当泵浦光入射到光纤中的时候，Er3+离子就从低能级跃迁到高能级，由于Er3+在高能级上的寿命比较短，很快它又以非辐射的形式跃迁的较高的能级，并且在该能级与低能级之间形成粒子数反转分布。并且还由于这两个能级之间的能量差正好是1550nm光子的能量，因此只能放大1550nm波长的光波。
掺铒光纤放大器有两个主要的技术，分别是掺铒光纤技术和泵浦源技术。
①掺铒光纤技术：掺铒光纤技术是整个掺铒光纤放大器中至关重要的一部分，在以石英光纤作为基质的纤芯中添加铒离子作为工作物质，让后光与物质之间相互作用放大和增强。由研究发现泵浦源所发射的激光与光信号的场都近似为高斯分布，所以在光纤纤芯轴线上的光强最强，因此，掺入的离子也应该集中在纤芯轴线附近，这样才能够最大限度地使光与物质作用充分，提高整体能量的转换率。这样的掺杂方式叫做集心掺杂。另外在掺杂光纤中还有掺杂浓度的标准，主要是指掺杂离子占光纤纤芯总质量的比例，一般是用ppm表示。为了提高增益与能量转化率，集心掺杂技术与掺杂浓度可以相互弥补。如果光纤的芯径无法做到足够小，可以通过提高掺杂浓度的方式来弥补；又如如果掺杂技术受限无法提高掺杂的浓度也可以通过集心技术来缩小芯径间接提高轴线附近离子浓度。
②泵浦源技术：泵浦源技术是掺铒光纤放大器另外一项至关重要的技术，我们可以将其称为掺铒光纤放大器的整个动力之源。它主要是将粒子从低能级激发到高能级并且使其处于反转状态，从而起到放大的作用。对于泵源的要求主要是要求其具有高的输出功率并且还要有长的寿命。
目前掺铒光纤放大器运用的地方也是非常的广泛。首先可以将其作为前置放大器，由于在波分复用器的接收端会产生插入损耗，可以通过掺铒光纤放大器将信号放大以后再输入波分复用器。另外掺铒光纤放大器还可以作为功率放大器，将其运用于线路中还可以代替昂贵的中继器。
掺铒光纤放大器之所以会得到广泛的运用主要是由于其自身所具有的一些
优点非常适合现如今技术下的光纤通信。其优点主要有：
①耦合率高，光纤放大器易于与光纤之间连接，并且可以最大限度地减小耦合时损耗。
②能量的转化率高，因为光信号和泵浦源的激光是在纤芯轴心附近的能量最强，而且激光的工作物质也主要是集中在光纤的轴心附近，因此可以使光与物质作用充分，于是便有非常高的能量转化率。
③掺铒光纤放大器的工作波长正好是光纤的低损耗窗口，可以使其广泛地运用于光纤通信。
④由于泵浦源的作用可以使得输出的信号增益高，噪声低，输出功率大。
⑤能够实现透明的传输，因为它能够同时实现各类信号的传输，无论是数字信号还是模拟信号，并且针对日后的扩容还能非常灵活。
⑥掺铒光纤放大器的增益特性还非常地稳定，主要原因是因为掺铒光纤放大器对温度是不敏感的，在100℃以内都可以保持增益的稳定。
虽然掺铒光纤放大器有诸多的优点，但是其同样还有一些缺点一定程度上制约了其在光纤通信中的发展。其缺点主要有两点：
①如前面介绍的一样，掺铒光纤放大器的工作波长主要是固定在了1550nm 的范围内，如果想传输其他波长的光波就需要改变纤芯中的工作物质，这无疑加剧了成本的支出。
②掺铒光纤放大器的增益带宽不平坦，虽然说其增益的范围约为40nm，但是在这带宽范围内是不平坦的，需要其他的技术来进行增益谱补偿。
第二节光合波与分波技术
光合波与分波技术在DWDM系统中起着至关重要的作用。此技术的好与坏直接关系到信号传输的质量乃至整个光纤通信系统的优劣。我们知道，DWDM 系统就是利用了光的频分复用来提高整个系统的传输容量，转而提高了光纤带宽的利用率。在发射端利用复用器将多路信号复用到同一根光纤中进行传输，在接收端利用解复用器再将其分为不同波长的信号。
在光纤通信中将复用器称为合波器，解复用器称为分波器，它们一般是用于光纤的两端分别实现信号的复用与分离。现如今合/分波器的类型有很多，主要包括了释放光栅型、介质薄膜干涉型、星形耦合器、阵列波导光栅、光照射光栅等。
置于反射端的光合波器具备多个输入端口和一个输出端口，拥有不同频率的信号从不同的端口输入，然后从同一端口输出送入光纤；相反，光分波器是置于
接收端，它只有一个输入端口以及多个输出端口，将同一路的信号分离为不同频率的光信号。其原理图如图2.1。
图2.1：光合波器/分波器原理图
一、光合波与分波技术的性能指标
1.串扰
DWDM系统中关于光合波与分波时的串扰主要是指在复用的时候多路信号之间发生了耦合现象，进而影响复用质量，严重会引起数字信号的误码与模拟信号的失真。在光纤中传播的每路光信号都有各自的场，然而在复用的时候不同的场与场之间会发生相互的干扰，于是影响了传输质量。
2.插入损耗
插入损耗指在传输系统的某处由于元件或器件的插入而发生的负载功率的损耗。在复用端口由于器件或元件与光纤的连接之间难免会产生信号的衰减，因此会引起插入损耗。
第三节节点技术
在DWDM系统组成的网络中存在着三种节点,它们分别是：光分插节点（0ADM）、交叉连接节点（OXC）、混合节点（同时具备光分插节点与光交叉节点的功能）。
一、光分插节点
光分插节点具有分插复用的功能，在其功能结构上与SDH系统的分插复用器（ADM）相似。它们的区别在于所针对的对象不同，ADM主要复用的对象是
电信号，而OADM主要复用的信号是光信号，并且实现了上下行的透明传输。对数据的透明性促使OADM技术要优于ADM技术。其原理图如图2.2。
图2.2：光交叉节点原理图
二、光交叉连接节点
光交叉连接节点与也可以对比SDH系统中的数字交叉连接设备（DXC）。同样SDH系统中的DXC设备主要面向的是光电信号，它要实现光电/电光之间的转换以及电信号的处理。然而OXC设备通过一系列的技术实现的是光波信号的转换。在整个光通信的网络中OXC设备都起着至关重要的作用。另外OXC设备还有一个主要的功能是当线路中发生了故障时，OXC设备能够实现路由重选、网络重新配置以及故障隔离的作用，其主要是用于整个网络的业务疏导。OXC 设备的结构是有N个输入/输出端口，并且还有若干个本地的上/下端口。如图2.3所示，OXC设备能够将任意输入端口输入的信号转到任何的输出端口输出。当由于业务的增加需要对网络调整时OXC设备也能够迅速地完成网络的升级。
图2.3：OXC设备原理图
第四节克服色散技术
一、光纤色散
在初中物理中我们曾做过一个实验，将一束白光透过三棱镜打到墙壁上时发现墙上出现了七色的光，这个简单的物理现象其实就是光的色散。由于不同颜色的光有不同的波长，因此其也对应着不同的速度，当他们以同一入射角透过棱镜时出射角却不相同，因此我们便能看到不同颜色的光分离。同样，我们运用的光纤也是拥有色散效应的传输介质，色散的大小因为不同的光纤结构或材料的不同而各不相同。
在光纤中的色散主要取决于两个方面的因素。首先光源的影响会导致光纤色散，我们知道不同波长的光经色散后会分离，但如果光源送出的光是单一频率的光色散效应便不负存在了。但是现如今的技术无法做到完全的单一频率，只能说是准单一频率。如果半导体激光器所送出的光的光谱越宽，那么色散的影响将会越严重。
光纤通信所传输的光是由不同频率的光组合而成，光波的频率不同所对应的速度也各不相同。因此，它们到达目的地所需的时间也不同，于是便会产生群时延。我们知道群时延又会对应地产生脉冲的展宽，于是色散效应便影响了整个信号的传输。下面我们以数字信号的传输来说明色散效应所带来的脉冲展宽现象。如图2.4所示，其中光包含了多个频率成分，假设在传输过程中光脉冲展宽了△t，光脉冲的周期为T，因此信号码元速率为R=1/T，如果信号的占空比为1/2,并且假定脉冲展宽占整个周期的60%，于是可得△t=0.6T/2，T=△t/0.3，R=0.3/△t，因此，如果脉冲展宽越大，对应的码元速率就越小。在数字通信中就不可避免的会引起码间干扰。
图2.4：脉冲展宽原理图