光同步传输与波分复用系统

DWDM技术DWDM —- Dense Wavelength Division Multiplexing，即密集波分复用。

DWDM是一种光纤数据传输技术，这一技术利用激光的波长按照比特位并行传输或者字符串行传输方式在光纤内传送数据。

●概述本文将引领读者了解可伸缩的DWDM系统在促使服务供应商满足消费者日益增长的带宽需求这一领域所具有的重要性。

DWDM是光纤网络的重要组成部分，它可以让IP协议、ATM和同步光纤网络/同步数字序列(SONET/SDH）协议下承载的电子邮件、视频、多媒体、数据和语音等数据都通过统一的光纤层传输。

● 1. 当前通信网络所面临的问题为了理解DWDM和光网互联的重要性，我们就必须在通信产业、特别是服务供应商当前面临何种问题这一大前提下来讨论DWDM技术所带来的强大功能。

我们知道，在网络的设计和建设时期，工程设计人员必须对网络未来的带宽需求作出合理的估计。

目前，美国等地区铺设的大多数网络对带宽的需求估计都是来源于古典的工程公式概算,比如泊松(Poisson）概率分布模型等。

结果呢，网络所需带宽量的估测值通常按照某种统计假设条件给出，比如,一般认为个人在通常的情况下，在一个小时之内只会使用6分钟的网络带宽.然而,这一数学模型并没有考虑到由于Internet接入（这一业务的数据流量的年增长率是300％）、传真、多条电话线路、调制解调器、电话会议、数据和视频传输等业务而产生的数据流量.如果考虑到这些因素，网络带宽的用户使用模型就和现有的设计初期估计大大不同了.实际上，在今天的日常生活中,许多人平均使用网络带宽的时间是180分钟甚至超过1个小时!显而易见，运营商们迫切地需要大量的网络容量来满足顾客日益增长的服务需求。

据估计，仅在1997年，通过一对光缆传输的长途电话的带宽容量就增加到了1。

2 Gbps（百万比特每秒）。

当数据传输速度以Gbps单位计算的时候，每秒钟可以通过网络传输1000本图书的信息。

说明sdh与wdm的含义。

-回复SDH和WDM是现代通信网络中常用的两种传输技术，它们分别代表同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）和波分复用（Wavelength Division Multiplexing）。

本文将通过一步一步的解释来说明SDH和WDM的含义、原理和应用。

第一步：引言和概述现代通信网络的快速发展使得大量的数据需要在网络中传输。

为了提高传输速率和传输容量，SDH和WDM等技术被广泛应用。

SDH是一种以同步时钟为基础的传输技术，而WDM则是通过光纤的不同波长进行信号复用的技术。

第二步：SDH的含义和原理SDH是一种同步时间分割多路复用的数字传输体系结构。

它采用了统一的同步时钟来控制传输数据，从而保证了传输的准确性和稳定性。

SDH的原理是将要传输的数据按照不同的速率和优先级拆分成小块，然后以同步的方式进行传输和组装，最后在接收端进行解码和恢复原始数据。

第三步：SDH的应用SDH技术广泛应用于光纤通信、电信和互联网接入等领域。

它可以帮助提高通信网络的可靠性、带宽利用率和灵活性。

SDH还能够支持多种传输接口，如STM-1、STM-4、STM-16等，以满足不同用户对带宽需求的要求。

第四步：WDM的含义和原理WDM是一种通过多路复用不同波长的光信号来实现高容量传输的技术。

它利用光的波长特性，将多个信号通过不同的波长分别传输到光纤中，然后在接收端进行波长解复用。

WDM的原理是利用波分复用器将不同波长的光信号合并成一个复合信号，然后在接收端经过波长解复用器将复合信号分解成不同波长的光信号。

第五步：WDM的应用WDM技术广泛应用于长距离传输、光网络和数据中心等领域。

它能够提供高容量的传输能力，同时减少传输中的光纤使用和成本。

WDM还能够支持多种波长的传输，如DWDM（密集波分复用）和CWDM（波长选择性复用），以满足不同网络需求。

第六步：SDH与WDM的结合应用SDH和WDM往往结合使用，以实现更高效的传输和更大的带宽容量。

第五章光传输网通常传输网是将信息信号通过具体物理媒介传输的全部设备和设施的集合，而传送网是指在不同地点之间传递用户信息的全部功能集合，包括传送送功能和控制功能。

由二者定义可知，传输网与传送网是存在一定区别的。

有一些书上，也将传输网的概念归纳为全部实体网和逻辑网，本章将从物理实体和逻辑实体两个角度，对光传输网的有关知识作一些简单介绍。

§5.1 光同步数字（SDH）传输网80年代中期以来，由于光纤通信在通信网中的大规模应用，光通信技术也随之得到迅速的发展，从而使得光纤通信中的准同步数字系统（PDH），越来越不能够适应其通信网的发展和用户要求的提高。

光传输网络面临重大的改革问题，这就使得光同步数字（SDH）传输网应运而生。

5.1.1 SDH传输网的概念1、SDH网的定义SDH网是指由一些SDH网元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输，复用分插和交叉连接的网络。

SDH的概念最早由美国贝尔通信研究所提出，称为SONET（同步光网络），国际电信联盟标准部（ITU-T）于1988年正式接受了这一概念并重新命名为SDH。

目前，ITU-T已对SDH的比特率、网络节点接口、复用结构、复用设备、网络管理、线路系统和光接口、信息模型、网络结构和抖动性能、误码性能和网络保护等提出相关标准化建议。

2、SDH网的特点与PDH相比，SDH主要有以下特点：（1）使北美、日本和欧洲三个地区性标准在STM—1及其以上等级获得了统一，真正实现了数字传输体制上的世界性标准。

（2）SDH 采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，只需利用软件即可使高速信号一次直接分插出低速支路信号，使得网络结构和设备都大大简化，而且数字交叉连接的实现也比较容易。

（3）具有标准统一的光接口，简化了硬件，缓解了布线拥挤，改善了网络的可用性和误码性能。

（4）SDH 帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的运行、管理维护能力都大大加强。

（5）SDH 网具有良好的兼容性，与现有网络能够完全兼容，使SDH 可以支持已经建起来的PDH 网络，同时SDH 网还能容纳像ATM 信元等各种新业务信号。

光信息专业实验说明：波分复用器一、实验目的和内容：1.了解波分复用技术和各种波分复用器件的工作原理和制作工艺；2.认识波分复用器的基本技术参数的实际意义，学会测量插入损耗，隔离度，偏振相关损耗等；3.分析测量误差的来源。

二、实验基本原理：波分复用技术（WDM）波分复用技术就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它能充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源。

在发送端经复用器(亦称合波器) 将不同规定波长的光载波汇合在一起，并耦合到同一根光纤中进行传输；在接收端，经解复用器(亦称分波器)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。

图1 波分复用系统图波分复用系统最大的优点是节约光纤。

它将原来需要多对光纤承载的系统复用在一对或一根光纤上传输，大大节约光纤的用量，对于租用光纤的运营商更有吸引力；其次ＷＤＭ系统结合掺铒光纤放大器，大大延长了无电中继的传输距离，减少中继站的数目，节约了建设和运行维护成本；波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关，可以承载多种业务，在现在多业务需求的运营环境下很有竞争力；利用ＷＤＭ技术选路来实现网络交换和恢复，从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络。

根据我国实际应用情况，1310/1550nm两波复用扩容系统，980/1550nm、1480/1550nmEDFA 泵浦合波系统，1510/1550nm、1650/1550nm监控信道合波系统的使用都很广泛。

目前多波长波分复用器一般研制的产品都在1550nm区域，这是由于掺铒光纤放大器的需要，也是因为光纤在1550nm区域具有更小的损耗。

一个16路密集波分复用（D WDM）系统的16个光通路的中心频率（或中心波长），信道间隔为100GHz，0.8nm。

为了确保波分复用系统的性能，对波分复用器件提出的基本要求包括：插入损耗小，隔离度大，带内平坦，带外插入损耗变化陡峭，温度稳定性好，复用通路数多，尺寸小等。

说明sdh与wdm的含义
SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。

SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。

WDM（wavelength-division multiplexing），波分复用技术，是新一代的超高速的光缆技术。

所谓波分复用技术，就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传人单模光纤。

在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以双向传输问题，迎刃而解。

根据不同的波分复用器（分波器，合波器X可以复用不同数量的波长。

）。

试论光纤通信技术在铁路通信系统中的应用铁路是人们出行非常重要的一种交通运输工具，光纤通信技术与铁路通信系统之间完美的结合，将有效地提高通信系统的智能化和数字化，加快铁路通信系统的发展。

光纤通信技术是当代信息传输非常重要的方式，其主要特点是应用广泛、传播速度快，大大加快了当代信息传播的速度。

本文从介绍光纤技术的概念，分析光纤通信技术的现状，并且重点分析光纤通信技术在铁路通信中的应用。

光纤通信技术铁路通信应用光纤通信技术在现代通信中脱颖而出，在很大程度上加快了传播的速度，使其通信技术发生了质的飞跃。

光纤技术在技术方面得到了提高，使其应用的范围更加广泛，应用到了很多的领域方面，其中铁路通信方面就是一个很重要的应用。

铁路通信逐渐走向了通信智能化的防线，光纤通信技术在铁路通信中的应用在很大程度上满足了当代发展的需求。

光纤通信技术广泛地应用到铁路通信当中，将提升铁路通信的能力，使铁路通信系统更加的完善，为人们的生活提供更加便利的条件。

一、光纤通信技术的概述光纤通信技术是以高频光波为载波，光纤是以传输介质为通信媒介。

在19世界60年代，曾有人提出了关于光纤传播技术，阐述了光纤将为信息传播的一种重要方式，将有可能大大降低光纤的损耗，光纤通信技术将加快通信技术的发展。

美国康宁公司根据当时的学术论文研发出了世界上第一根超低损耗光纤，整个通信行业将走进光纤通信时代。

光纤通信技术最主要的特点是低损耗、传导速度快、容量大、使用的体积小、有很强的抗电磁干扰能力，受到了很多专业人士的热爱，将会得到大力的发展。

随着科学技术的不断发展，从19世纪60年代到21世纪，短短的二十年，光纤通信发生了巨大的改变，其容量整整提升了一万倍，传播速度也提升了几百倍，大大发展了光纤通信行业。

光纤技术被广泛的应用到各个行业当中，推动了很多新技术的发展，使各行业的通信能力发生了翻天覆地的改变。

二、光纤通信技术的现状2.1波分复用技术波分复用技术是根据不同光波的频率不同，充分利用单模光纤低损耗区的宽带资源，将光纤的低损耗划分为不同的通道，把光波作为光纤信号的载体，在发送初始的位置应用波分复用技术，将不同频段波长信号的光波融入到同一根光纤线路当中，进而进行信号传输。

前言2000年编制的《长途光缆波分复用（WDM）传输系统工程设计暂行规定》YD/T 5092-2000已使用多年。

近几年，随着光通信技术的快速发展，行业标准也在不断完善，《光波分复用（WDM）终端设备技术要求－16x10Gb/s、32x10Gb/s部分》YD/T 1273-2003、《光波分复用系统（WDM）技术要求－160x10Gb/s、80x10Gb/s部分》YD/T 1274-2003、《波分复用系统（WDM）光安全进程技术要求》YD/T 1259-2003等有关规范陆续出台，原有的部分设备技术也不再适用当前需要。

为适应我国电信业的发展，依据信息产业部信部规函[2004]508号“关于安排《通信工程建设标准》修订和制定计划的通知”的要求，重新修订原规范。

本规范根据我国近些年新建的多条长途光缆WDM工程的设计实践经验进行编制。

本规范对原规范进行了修改、补充、增删和细化。

经反复讨论修改，后经有关部门会审定稿。

本设计规范与《长途光缆波分复用（WDM）传输系统工程设计暂行规定》YD/T 5092-2000的主要差异如下：——增加了10Gb/s WDM系统有关内容；——结合国内的应用情况进行了适当调整；本规范主管单位：信息产业部综合规划司。

本规范具体条文解释单位：京移通信设计院有限公司，地址：北京市西直门内大街126号，邮编：100035。

本规范原主编单位：信息产业部北京邮电设计院。

本规范修订主编单位：京移通信设计院有限公司。

本规范主要起草人：李勇、宋力。

目次前言 ...................................................................................................................................................... １1．总则 ............................................................................................................................................ ３2．名词术语 .................................................................................................................................. ４3．系统制式及系统设计 .................................................................................................................... ６3．1 波分复用光线路系统特性 ................................................................................................ ６3．2 系统组成、分类 ................................................................................................................ ６3．3 光线路系统主光通道接口 ................................................................................................ ７3．4 光通路信号光接口 ........................................................................................................ １２3．5 光通道 ............................................................................................................................ １９3．6 光监控通路 .................................................................................................................... ２０3．7 光纤类型 ........................................................................................................................ ２０3．8 系统结构、系统通路数量配置及通路信号速率选用 ................................................ ２１3．9 站址设置 ........................................................................................................................ ２２3．10 公务联络系统设置 ...................................................................................................... ２３3．11 放大器功率控制 .......................................................................................................... ２３3．12 光性能监测 .................................................................................................................. ２３4．网络管理 .............................................................................................................................. ２４4．1 网络管理分级 ................................................................................................................ ２４4．2 网络管理配置 ................................................................................................................ ２４4．3 网络管理系统的保护 .................................................................................................... ２４5 网络保护 ............................................................................................................................ ２６5．1 网络拓扑 ........................................................................................................................ ２６5．2 保护方式的选用 ............................................................................................................ ２６6．供电方式 .............................................................................................................................. ２７7．传输性能设计指标 .................................................................................................................... ２８7．1 光信噪比 ........................................................................................................................ ２８7．2 误码性能 ........................................................................................................................ ２８7．3 抖动性能 ........................................................................................................................ ２９8．安全要求 .................................................................................................................................... ３１附录A 32/40×2.5Gbit/s WDM系统主通道参数......................................................................... ３２附录B 16×10Gbit/s WDM系统主通道参数................................................................................. ３３附录C 32/40×10Gbit/s WDM系统主通道参数.......................................................................... ３５附录D 80/160×10Gbit/s WDM系统主通道参数 ....................................................................... ３７附录E 发送端OTU的接口参数................................................................................................ ３９附录F 作为再生中继器OTU的接口参数................................................................................ ４２附录G 接收端OTU的接口参数 ............................................................................................... ４５附录H 本规定用词说明............................................................................................................ ４７附：条文说明 .................................................................................................................................. ４８1．总则1．0．1 《长途光缆波分复用（WDM）传输系统工程设计规范》（以下简称“本规范”）适用于新建及改、扩建承载10Gbit/s速率以下SDH信号的单纤单向WDM传输系统的工程设计。

PDH与SDH的关系在数字通信系统中,传送的信号都是数字化的脉冲序列。

这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。

在数字传输系统中，有两种数字传输系列，一种叫“准同步数字系列"（Plesiochronous Digital Hierarchy），简称PDH；另一种叫“同步数字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），简称SDH。

采用准同步数字系列（PDH)的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。

尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。

为了保证通信的质量,要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。

因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步"。

在以往的电信网中，多使用PDH设备。

这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性。

而随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发的需要，以及现代化电信网管理的需要.SDH就是适应这种新的需要而出现的传输体系。

最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络（SONET)。

它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网技术的有机结合。

最初的目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。

1988年，国际电报电话咨询委员会(CCITT)接受了SONET的概念，重新命名为“同步数字系列（SDH）”，使它不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的技术体制，并且使其网络管理功能大大增强.SDH技术与PDH技术相比，有如下明显优点：1、统一的比特率，统一的接口标准，为不同厂家设备间的互联提供了可能。

附图是SDH和PDH在复用等级及标准上的比较。

2、网络管理能力大大加强。

什么是WDM？WDM又叫波分复用技术是新一代的超高速的光缆技术，所谓波分复用技术，就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传人单模光纤。

在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以双向传输问题，迎刃而解。

根据不同的波分复用器（分波器，合波器X可以复用不同数量的波长。

波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。

这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术,称为波分复用。

WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术。

每个波长通路通过频域的分割实现，每个波长通路占用一段光纤的带宽。

WDM系统采用的波长都是不同的，也就是特定标准波长，为了区别于SDH系统普通波长，有时又称为彩色光接口，而称普通光系统的光接口为"白色光口"或"白光口"。

通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。

按照通道间隔的不同，WDM 可以细分为CWDM(稀疏波分复用)和DWDM(密集波分复用)。

CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM 的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。

WDM与DWDM人们在谈论WDM系统时，常常会谈到DWDM（密集波分复用系统）。

WDM和DWDM 是同一回事吗？它们之间到底有那些差别呢？其实，WDM和DWDM应用的是同一种技术，它们是在不同发展时期对WDM系统的称呼，它们与WDM技术的发展历史有着紧密的关系。

什么是波分复用技术在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息,称为光波分复用技术,简称WDM。

光波分复用包括频分复用和波分复用。

光频分复用(FDM)技术和光波分复用(WDM)技术无明显区别,因为光波是电磁波的一部分,光的频率与波长具有单一对应关系。

通常也可以这样理解,光频分复用指光频率的细分,光信道非常密集。

光波分复用指光频率的粗分,光倍道相隔较远,甚至处于光纤不同窗口。

光波分复用一般应用波长分割复用器和解复用器(也称合波/分波器)分别置于光纤两端,实现不同光波的耦合与分离。

这两个器件的原理是相同的。

光波分复用器的主要类型有熔融拉锥型,介质膜型,光栅型和平面型四种。

其主要特性指标为插入损耗和隔离度。

通常,由于光链路中使用波分复用设备后,光链路损耗的增加量称为波分复用的插入损耗。

当波长11,l2通过同一光纤传送时,在与分波器中输入端l2的功率与11输出端光纤中混入的功率之间的差值称为隔离度。

光波分复用的技术特点与优势如下:(1)充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。

目前我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。

(2)具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵活取出或加入信道。

(3)对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动,具有较强的灵活性。

(4)由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。

(5)有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。

(6)系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。

说明sdh与wdm的含义。

什么是SDH？SDH，全称为同步数字系列（Synchronous Digital Hierarchy），是一种用于传输数据和语音的光纤传输技术。

SDH 是一种国际标准的光纤传输技术，旨在提供高速、高带宽和高质量的数据传输。

它以同步方式传输数据，通过光纤传输系统将数据从一个地点传输到另一个地点。

SDH 是员工数字传输体系结构，支持多种速率传输和多种等级的分层，从而实现不同类型数据的高效传输。

它适用于传输电话信号、电视广播等不同类型的数据，提供了灵活、可靠和高性能的传输解决方案。

SDH 采用分层结构，其中不同的层级根据其传输能力和数据速率进行分类。

SDH 可以提供各种速率的传输，从低速率的2Mbps到高速率的40Gbps。

它可以很好地满足不同类型数据的传输需求。

SDH 的主要特点包括：1. 同步性：SDH 的传输过程是基于时间的同步性，确保数据传输的准确性和可靠性。

2. 灵活性：SDH 支持多种速率传输和多种分层等级，提供了灵活的传输解决方案。

3. 可靠性：SDH 采用了纠错和容错机制，可以在传输过程中进行错误检测和纠正，提高数据传输的可靠性。

4. 可扩展性：SDH 可以根据需求进行扩展，支持网络的增长和发展。

什么是WDM？WDM，全称为波分复用（Wavelength Division Multiplexing），是一种光纤传输技术，通过同时传输多个波长的光信号来实现高带宽的传输。

WDM 技术可以在单根光纤上传输多个独立的光信号，从而大幅增加了光纤传输的容量。

WDM 技术基于光纤的特性，将不同的波长光信号分离开来并进行独立传输，从而可以在同一根光纤上传输多个信号。

WDM 提供了高速、高带宽和高密度的光纤传输，是现代光通信领域的基础技术之一。

WDM 的主要特点包括：1. 多路复用：WDM 技术可以将多个信号通过不同的波长进行传输，实现多路复用，从而充分利用光纤的带宽资源。

2. 高带宽：WDM 可以同时传输多个波长的光信号，从而大幅增加了光纤传输的容量和带宽。