色散平坦光纤设计在密集波分复用系统的研究

密集波分复用技术应用问题研究【摘要】以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心并面向IP互联网的密集波分复用技术己构成了今天的光纤通信的研究热点，在未来的一段时间里，人们将继续建设各种实验网络，并在验证有关新概念和新方案的同时，对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入的研究。

【关键词】密集波；复用技术；光通信网络1.密集波分复用技术的产生背景和优越性1.1密集波分复用技术的产生背景在过去20年里，光纤通信的发展超乎了人们的想象，光通信网络也成为现代通信网的基础平台。

光纤通信系统经历了几个发展阶段，从70年代末的PDH 系统，90年代中期的SDH系统，以及近来风起云涌的DWDM系统，乃至将来的智能光网络技术，光纤通信系统自身正在快速地更新换代。

波分复用技术从光纤通信出现伊始就出现了。

密集波分复用发展迅速的主要原因在于：TDM10Gb/s 面临着电子元器件的挑战，利用TDM方式已日益接近硅和稼砷技术的极限，TDM已没有太多的潜力可挖，并且传输设备的价格也很高。

已敷设G652光纤1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb/s系统的传输，光纤色度色散和极化模色散的影响日益加重。

人们正越来越多地把兴趣从电复用转移到光复用，即从光域上用各种复用方式来改进传输效率，提高复用速率，而WDM技术是目前能够商用化最简单的光复用技术。

1.2密集波分复用技术的优越性密集波分复用技术具有如下特点：1.2.1超大容量目前使用的普通光纤可传输的带宽是很宽的，但其利用率还很低。

使用DWDM技术可以使一根光纤的传输容量比单波长传输容量增加几倍、几十倍乃至几百倍。

国内己经商用的80x40Gb/s的DWDM系统，可以传4960万路电话。

1.2.2对数据率“透明”由于DWDM系统按光波长的不同进行复用和解复用，而与信号的速率和电调制方式无关，即对数据是“透明”的。

因此可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，以及PDH信号和SDH信号的综合和分离。

毕业设计（论文）题目用于波分复用的全光纤通信技术姓名所在学院专业班级学号指导教师日期摘要近年来，通信行业发展迅速，大量的通信新业务不断涌现，信息高速公路正在全球范围内以惊人的速度发展建立起来。

所有这些应用都对大容量通信提出了越来越高的要求，使得光纤通信技术向着速度高、容量大、可伸缩性好的方向发展。

波分复用(WDM)系统的发展正是适应了这一时代潮流。

应用这种技术可以在同一根光纤上传输多路信道，从而使通信容量成倍的扩大。

不过，随着掺铒放大器(EDFA)在系统中的大量使用，也会带来一系列相关问题，如：色散、增益失衡、非线性效应等等。

在建立一个WDM光纤通信系统的时候，必须很好地解决这些问题。

在本文中，将讨论这些WDM 系统的关键技术，并给出一个WDM光纤通信系统的总体设计。

主要工作如下：1．在对国内外WDM系统理论和实验研究进展进行广泛研究的基础上，重点讨论实现WDM 系统的关键技术和如何克服色散、增益失衡和非线性等影响性能的因素。

2．基于国际电联的ITU-T系列参考标准和信息产业部的相关标准，进行32×10 Gbit／s480km的WDM光纤通信系统总体设计和规划。

给出系统的详细参数并对系统性能进行相关计算，讨论优化系统的技术和手段。

关键词:WDM 光纤通信传输系统大容量系统AbstractRecently communication industry develop very fast,a large new communication services appered,the world is now building Cyber-high way. All these bring the need for larger and larger communication capacity,which stimulate fiber communication system develop towards adaptive,high speed,large capacity data transmission.Wavelength division multiplexing (WDM) system developed following the trend. The system can greatly increase the transmission capacity by increasing th channels in a single fiber. But multi-wavelength transmission and thd employment of Erbiumdoped Droped Fiber Amplifier (EDFA) will cause a number of new problems,such as chromatic dispersion,gain fluctuation,fluctuation and non-linear effects etc. Ths problems should be solved in building WDM fiber transmission system. In this paper,the key technologeis in WDM system are discussed. The main parts in this project are as follows:1.Based on the widely studing of references,the development on the theory and experiments of WDM system is reviewed. The degradation of the performance of the system,which is caused by chromatic dispersion,gain fluctuation and fluctuation and non-linear effects in fiber,is analysed and some scenarios are suggested to solve them.2.Based on the revelant standards of ITU-T and related references,is designed. The general scheme of 32 X 10Gbit/s 480km WDM transmission system are designed for the most systems which fiber are model G.652. The parameters of the system are defined,and the performance is calculated.Key words: WDM； Optical fiber communication； Transmission system； Large capacity system；目录摘要 (i)Abstract (i)第一章引言............................................................ - 1 -第二章全光纤OWDM通信系统. (2)2.1 波分复用技术在光传输系统中的应用 (2)2.2 系统构成描述 (2)2.2.1 光纤激光器 (2)2.2.2 EDFA掺铒光纤放大器 (4)2.2.3 FBG滤波器 (4)2.2.4 光检测器 (5)2. 2. 5 OWDM系统的指标 (6)2.3 波分复用技术的优点及其特点 (7)第三章光纤通信技术原理及存在的问题 (8)第四章光纤通信技术的研究现状与前景 (12)4.1 波分复用器在光纤通信中的应用 (13)4.2 光纤技术的发展及应用趋势 (14)4.3 波分复用未来的发展趋势 (17)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (23)第一章引言在新一代高速全光通信网的研究中,作为相应的用于传输节点的高速信息传输技术, 光波分复用(OWDM)技术必将得到普遍推广,将成为未来全光高速率、长距离、大容量光通信系统及宽带综合业务数字网(B-ISDN)的重要基础技术之一。

创新实验（论文）题目波分复用光纤传输系统（WDM）电子与信息工程学院（系）通信工程专业学生姓名开题日期：2010年12月 1 日波分复用光纤传输系统摘要：本文主要介绍波分复用器的工作原理操作规则及实际应用。

WDM（波分复用）是利用多个激光器在单条光纤上同时发送多束不同波长激光的技术。

每个信号经过数据（文本、语音、视频等）调制后都在它独有的色带内传输。

WDM能使电话公司和其他运营商的现有光纤基础设施容量大增。

制造商已推出了WDM系统，也叫DWDM（密集波分复用）系统。

DWDM可以支持150多束不同波长的光波同时传输，每束光波最高达到10Gb/s的数据传输率。

这种系统能在一条比头发丝还细的光缆上提供超过1Tb/s的数据传输率。

WDM 技术的特点决定了它可以几倍几十倍的提升带宽。

通过本次实验与动手操作，能更好的理解与感受到WDM获得广泛应用的原因和实际应用的便捷。

进一步了解WDM技术的特点。

关键词：波分复用器，原理，操作，应用。

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光波系统是高速全光传输中传输容量潜力最大的一种多信道复用方案，本实验采用1310nm 和1550nm的光波进行波分复用。

1.波分复用光纤传输系统（WDM）原理及结构1.1 波分复用（WDM）技术原理波分复用技术是在一根光纤中同时传输多个波长的光载波信号，而每个光载波可以通过FDM或TDM方式，各自承载多路模拟或多路数字信号。

其基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行传输，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。

武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）光纤通信波分复用系统的研究与设计Research And Design Of Optical Fiber Communication Wavelength Division Multiplexing System学生姓名谭辉学号1030210221专业班级通信技术1002（光纤通信方向）指导教师陈义华2013年5月作者声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注的地方外，没有任何剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或组织的科研成果及专利。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

如本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。

毕业设计（论文）成果归武汉工程大学邮电与信息工程学院所有。

特此声明。

作者专业：作者学号：作者签名：____年___月___日摘要20世纪90年代以来光纤通信得到了迅速的发展，光纤通信中的新技术也在不断涌现，其中波分复用技术就是光纤通信中重要的技术之一。

波分复用(WDM)是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。

本文首先介绍了光纤通信的发展、特点、基本组成和波分复用技术(WDM)的基础知识、应用状况及目前存在的问题和发展状况，其中重点介绍了稀疏波分复用(CWDM)技术和密集波分复用(DWDM)技术的特点及其应用。

其次深入分析了波分复用技术的基本原理与基本结构，同时深入分析了WDM系统的基本形式和主要特点及存在的问题，最后对现在的WDM的发展方向和前景做了进一步的探讨。

关键词：光纤通信；波分复用；技术研究目录第1章绪论 (1)1.1光纤通信技术和波分复用技术的发展现状与趋势.............. 错误!未定义书签。

1.1.1光纤通信技术的发展 (1)1.1.2 波分复用技术的发展 (2)1.2本论文研究的内容 (3)第2章波分复用技术 (4)2.1WDM技术简介 (4)2.2波分复用技术的特点 (5)2.3光滤波器与光波分复用器 (6)2.4波分复用在光纤中的应用 (8)第3章WDM的结构设计 (9)3.1WDM系统的基本形式 (9)3.2WDM系统的基本结构 (10)3.3WDM技术的主要特点 (12)3.4WDM技术目前存在的问题 (12)3.5WDM的发展方向和前景 (13)第4章总结与展望 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录主要英文缩略语对照表 (18)第1章绪论1.1 光纤通信技术和波分复用技术的发展现状与趋势1.1.1光纤通信技术的发展光纤通信是以信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。

波分复用光传输系统中色散管理技术及非线性效应研究的开题报告一、选题背景：随着信息技术的不断发展，光通信技术已逐渐成为信息传输的主流方式，而波分复用光传输系统作为高速、大容量、长距离传输的重要手段，面临着色散、非线性等问题的严峻挑战。

因此，开展波分复用光传输系统中色散管理技术及非线性效应研究，对于实现光传输系统的高速稳定运行具有重要意义。

二、研究目的：本研究旨在探究波分复用光传输系统中色散管理技术的理论基础及其在光传输系统中的应用效果，同时研究非线性效应对光传输系统的影响及其抑制方法，为实现光通信技术的可靠高效运行提供基础理论支撑。

三、研究内容：1.波分复用光传输系统中色散管理技术的研究：通过分析光纤传输中的色散问题，探究色散管理技术的理论基础，包括相关的光学理论基础、系统设计和优化方法、参数选择等方面的内容，重点研究波长分离器、光纤非线性等因素对色散的影响及其解决方案。

2.非线性效应研究：分析非线性效应在光传输系统中的影响，并探究非线性效应对波分复用光传输系统的影响以及抑制方法。

其中，主要包括非线性光学基础理论、光传输系统在非线性效应下的特性分析、非线性效应的抑制方法等。

四、研究方法：1.文献资料法：通过收集和分析国内外文献资料，了解波分复用光传输系统中色散管理技术及非线性效应抑制领域的研究现状和最新进展。

2.理论研究法：通过理论分析和建模，对波分复用光传输系统中色散管理技术及非线性效应抑制方法进行研究。

3.仿真分析法：通过利用MATLAB和OptiSystem等软件进行仿真分析，验证理论研究的准确性，并优化相关参数。

五、预期成果：1.对波分复用光传输系统中色散管理技术及非线性效应抑制方法进行深入研究，建立相关理论模型。

2.提出一种优化波分复用光传输系统设计的方法，能够有效解决色散、非线性效应等问题，提高光传输系统的传输效率。

3.具有较高的理论和实际应用价值，可推动波分复用光传输系统的发展和应用。

密集波分复用系统浅析密集波分复用系统浅析提要：随着中国下一代广播电视网（NGB）上海示范网启动运营的背景下，全市有线网络改造的任务也已正式启动。

密集波分复用系统是一种适合多业务、大容量的传输系统，其可靠性、安全性可以满足上海有线主干网络未来的发展需求。

内容将对波分复用系统的概念、组成及优缺点进行浅析。

关键词：波分复用，DWDM ，光，传输Abstract: as China's next generation broadcast networks (NGB) Shanghai demonstration nets start operation background, the cable network reconstruction task has also official start. DWDM system is a more suitable for business, large capacity transmission system, and its reliability and safety of main network of Shanghai cable can satisfy the demand for the development of the future. Content of WDM systems will the concept, composition and their advantages and disadvantages are analysed.Keywords: WDM, DWDM, light, transmission中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：一、引言近年来，随着全球通信市场的发展，以IPTV业务、高速上网业务、语音业务为主导的新兴接入业务发展迅速、数据业务和存储业务持续增长，对接入设备和传输设备的带宽要求越来越高，特别是传输网络的容量，已经成为网络发展的瓶颈，如何提高网络系统带宽成为了通讯发展的重大问题。

基于密集波分复用技术及全光网络研究随着互联网数据传输的快速发展和移动通信用户数量的急剧增加，网络带宽的需求也越来越大。

为满足社会与经济发展对网络通信的需求，人们对网络传输技术不断进行研究与探索，其中基于密集波分复用技术以及全光网络是近年来备受瞩目的研究重点。

下面，本文将针对这两种技术进行简要介绍。

首先是密集波分复用技术，也就是DWDM，它是当前光纤传输技术的主流技术之一。

通过DWDM，在一根光纤上同时传输多个不同波长的数据流，从而将网络带宽利用最大化。

DWDM系统具有高速、大带宽、低成本、保密性和可靠性等优点，可以支持超过40Gb/s的高速数据传输。

随着技术的不断进步，DWDM系统已经逐渐从实验室走向商业应用，成为当前网络扩容升级的主要解决方案之一。

其次是全光网络技术，也称为光网。

相对于传统的电子网络，光网采用全光传输，不仅可以实现高速、大容量、宽带传输，而且具有更低的能耗和更长的传输距离。

国际电信联盟（ITU）将全光网络分为三层：光分配层、光传输层和光监控层。

光分配层负责调度光资源，光传输层则进行光信号的传输，光监控层则负责光网的管理和维护。

目前，全光网络正在逐步向市场推广，逐渐取代了传统的电子网络，成为下一代互联网基础设施的核心技术。

总的来说，基于密集波分复用技术和全光网络技术的发展，大大提升了网络传输能力和带宽利用率，对于满足日益增长的网络需求意义重大。

未来，我们还有很多可以改进和深入研究的地方，比如如何提高DWDM系统的能效比，如何进一步降低光网建设成本，如何提高光网络的安全性等等。

这些问题的解决，需要各方的共同努力和理性思考，才能让我们的网络更加快速、高效和智能化。

光纤通信系统的波分复用技术研究第一章引言随着信息时代的发展和应用需求的不断增长，光纤通信系统成为了现代通信领域的重要组成部分。

光纤通信系统以其高带宽、低损耗、大容量等特点，已经成为了长距离和大容量通信的首选技术。

而波分复用技术作为光纤通信系统中的一项重要技术，通过将多个不同波长的光信号在光纤中进行复用和解复用，实现了更高的光纤传输容量和利用率，对光纤通信系统的发展起到了关键的作用。

本章将介绍光纤通信系统波分复用技术研究的背景和意义。

第二章光纤通信系统的基本原理光纤通信系统是利用光纤作为传输介质，通过光的传输来实现信息的高速传送的系统。

其基本原理是将光信号通过光源发射出来，并经过发送端的调制和解调芯片对光信号进行编码和解码，然后通过光纤进行传输，最后由接收器接收并进行解码。

光纤具有低损耗和高带宽的特点，使得光信号能够在光纤中进行长距离的传输，而不会产生明显的衰减和失真。

第三章波分复用技术的基本原理波分复用技术是一种将多个不同波长的光信号复用在同一条光纤中进行传输的技术。

其基本思想是将不同波长的光信号进行编码和解码，使得它们能够在光纤中共存。

波分复用技术的核心是光栅和波导，光栅和波导可以将不同波长的光信号进行分离和合并。

通过波分复用技术，可以在不占用额外光纤资源的情况下，实现光纤传输容量的提高。

第四章波分复用技术的发展和应用自20世纪80年代中期以来，波分复用技术得到了快速的发展，并在光纤通信系统中得到了广泛的应用。

随着波分复用技术的不断成熟，光纤传输容量逐渐提高，光纤通信系统的性能也得到了显著的提升。

目前，波分复用技术已经应用于城域、广域和长距离光纤通信系统中，并取得了卓越的成果。

此外，波分复用技术还被广泛应用于数据中心、光纤传感和光谱分析等领域。

第五章波分复用技术的挑战和未来发展尽管波分复用技术在光纤通信系统中取得了巨大的成功，但仍然面临着一些挑战。

首先，随着光纤通信系统容量的不断增加，波分复用技术需要更高的速率和更低的误码率。

光纤通信技术实验报告-密集波分复用得分：_______光纤通信技术实验密集波分复用器的设计实验报告第 1 页共 6 页(1)一、实验目的1、完成基于双光纤准直器、单光纤准直器和介质膜滤光片的密集波分复用器滤波单元的结构设计和优化。

2、完成4波长密集波分复用器件的结构设计和优化。

3、完成密集波分复用器件的构建，并进行相关性能参数的测试。

二、实验原理与背景知识1、密集波分复用器与光滤波器密集波分复用器是密集波分复用(DWDM)系统中一种重要的无源光纤器件。

由它所构成的合波和分波部分是系统的基本组成之一，它直接决定了系统的容量、复用波长稳定性、插入损耗大小等性能参数的好坏。

密集波分复用器还可以衍生为其它多种适用于DWDM的重要功能器件，如波长路由器――用于宽带服务和波长选址的点对点服务的全光通讯网络；上路/下路器――用于指定波长的上/下路；梳状滤波器――用于多波长光源的产生和光谱的测量；波长选择性开关――不同波长信号的路由等，因此对于密集波分复用器的研究和制作具有重要的理论意义和良好的市场前景。

密集波分复用器的核心是窄带光滤波技术。

目前常见的光通信用滤波器主要有以下几种：介质膜滤光片、光纤光栅、阵列波导光栅、M-Z干涉仪和F-P标准具等。

2、基于介质膜滤光片的密集波分复用器2.1介质膜滤光片介质膜滤光片由两个或者两个以上的用反射介电薄膜层来分隔的腔所构成的，实际上就是多个法布里－白洛标准具叠加的结果，其腔体附近的反射面是通过使用多层反射介电薄膜镀层来实现的。

这种器件可以用作带通滤波器，即通过某一个特定的波长而反射其它的波长。

滤光片的透射中心波长由腔的长度和入射光线的角度而定。

随着腔的增加，介质膜滤光片通带的顶部将变得更加平坦，带尾则更加陡峭，这些都是光通信中所期望的特性。

2.2 光纤准直器第 2 页共 6 页单模光纤准直器它可以对单模光纤中传输的高斯光束进行准直和聚焦，以提高光纤与光纤之间的耦合效率。

专利名称：G.653光纤密集波分复用系统色散补偿模块设置的方法
专利类型：发明专利
发明人：沈百林,李红军,张乃罡,张红宇
申请号：CN200610113152.8
申请日：20060915
公开号：CN1920601A
公开日：
20070228
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种G.653光纤密集波分复用系统色散补偿模块设置方法，包括如下步骤：设定具有预定色散补偿距离系列的色散补偿模块系列；设定所述色散补偿模块系列的色散斜率数值和G.653光纤的色散斜率相等，符号和G.653光纤的色散斜率相反，设定所述色散补偿模块系列的零色散波长大于G.653光纤的零色散波长；按照色散补偿绝对距离计算色散补偿量并组合所述色散补偿模块系列，使配置有所述色散补偿模块系列的所述G.653光纤密集波分复用系统的残余色散为正色散，且所述正色散在所述系统的色散容忍范围内。

本发明提供的方法采用了组合色散补偿模块系列的方法，简化了系统色散补偿设计，兼顾了系统的色散补偿效果，优化了系统传输性能，同时降低了系统运营成本。

申请人：中兴通讯股份有限公司
地址：518057 广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦法律部
国籍：CN
代理机构：北京律诚同业知识产权代理有限公司
更多信息请下载全文后查看。

波分复用系统多信道PMD补偿的研究的开题报告研究背景：随着信息通信技术的不断发展，波分复用通信系统已经成为高速数据传输网络中的核心技术之一。

而在波分复用通信系统中，多信道极化模色散（PMD）效应一直是制约其传输性能的一个重要因素。

PMD效应是由于光纤的非均匀性和应力失配导致不同极化方向上的光信号的速度不同，从而导致不同极化方向上的信号在光纤中传输到达终端时出现时延扩散，使得波分复用系统的灵敏度降低、误码率增加，对系统的传输性能产生明显影响。

因此，如何解决多信道PMD效应成为波分复用系统研究的重点。

研究内容和方法：本文将首先介绍PMD效应的基本原理和对波分复用通信系统的影响。

其次，将结合理论分析和实验方法，研究多信道PMD的补偿技术，包括经典的数字信号处理技术、自适应PMD补偿技术和混合PMD补偿等技术。

在数字信号处理技术方面，将针对PMD效应的特点，探讨基于相位预估的数字信号处理技术以及其他针对PMD效应的数字信号处理算法的优缺点，并结合实验结果进行比较分析。

在自适应PMD补偿技术方面，将介绍自适应控制理论和算法，并分析其在PMD 补偿中的应用和实现方法。

在混合PMD补偿技术方面，将结合数字信号处理和自适应PMD补偿技术，提出一种新型PMD补偿方案，并进行仿真和实验验证。

研究意义和预期成果：本文旨在提出高效可靠的多信道PMD补偿方案，解决波分复用通信系统中的PMD效应问题，提高系统抗多信道PMD能力，提高网络传输率和可靠性。

通过对比理论分析和实验验证，本文将提出全新的混合补偿方案，并证明其优于其他补偿技术，将对波分复用通信系统中的PMD效应有重要的理论和应用意义。

预期成果将发表在重要国际学术期刊上，为光纤通信领域和信息通讯领域的科研和工程实践提供指导和参考。