光纤通信节DWDM技术PPT课件

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光纤通信课件第6章 WDM

WDM系统的基本结构
光接收机：由光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道光信号。光分波器从主信道光信号中分出特定波长的光信号。接收机不但要满足一般接收机对光信号灵敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受有一定光噪声的信号，要有足够的电带宽。
WDM系统的基本结构
光监控信道（OSC: Optical Supervisory Channel）：主要功能：监控系统内各信道的传输情况。在发送端，插入本结点产生的波长为λs（1510 nm）的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。在接收端，将接收到的光信号分离，输出λs 波长的光监控信号和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管所用的开销字节等都是通过光监控信道来传送的。
WDM复用原理
波分复用的常规分类
➢ 光频分复用(OFDM)：光频(信)道间距很小的频分复用。 ➢ 密集波分复用(DWDM):光频(信)道间距小于10nm的波分
复用，D:Dense (密集) ➢ 粗波分复用(CWDM)：光频(信)道间距大于10nm 的波分复
用, C: Coarse (粗)，也称稀疏波分复用。 ➢ DWDM(1550波段)的标准信道间距：
WDM复用原理
WDM系统的基本构成：将不同波长的信号结合在一起经一根光纤输出的器件称为复用器(也叫合波器)。反之，经同一传输光纤送来的多波长信号分解为各个波长分别输出的器件称为解复用器(也叫分波器)。复用器和解复用器一般是相同的(除非有特殊的要求)。
WDM复用原理
WDM系统的基本构成主要有以下两种形式：双纤单向传输：单向WDM传输：所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送。在发送端将载有各种信息的、具有不同波长的已调光信号λ1,λ2,…,λn通过光复用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输。在接收端通过光解复用器将不同波长的信号分开，完成多路光信号传输的任务。

DWDM and SDH PPT

• 同步状态字节：S1（b5－b8）
– 用于表示各时钟源的时钟质量
– PRC、SSU-T、SSU-L、SEC、DNU
30
第三十页，编辑于星期五：十点二十二分。
SDH段开销字节
• 复用段远端误块指示字节：M1 – 对告信息，由信宿回传到信源 – 告知发端：收端当前收到的B2检测的误块数；并在发端上报MS-FEBBE性能事件 – 同时在发端有MS-REI（复用段远端误块指示）告警事件上报
. .
.
DWDM
Z Mb/s
N X 10 Gb/s
• 传送容量不受限于信号速率
• 极大的可扩展性 • 在现有的平台上可以轻松实现扩容 • 更好地满足未来业务增长的需求
8
第八页，编辑于星期五：十点二十二分。
光纤结构
纤芯
包层
n2
q0
n1 q1
包层
纤芯
护套
光纤由三部分组成：
• 纤芯－承载光信号
• 包层－保证光信号在纤芯中传送 • 护套－保护纤芯
• 通道状态字节：G1
– 反映高阶VC传输的状态 – 对告信息：信宿反馈给信源，以便使信源知道信宿当前的接收状态
– b1~b4：回传由B3检测的误码块数。发端上报性能事件 HP-FEBBE及告警HPREI
– b5：收端检测到AU-AIS、J1和C2失配、VC-4未装载，在相应VC-4通道上由b5 回传，在发端上报HP-RDI告警
9
第九页，编辑于星期五：十点二十二分。
光纤的衰耗
Attenuation vs. Wavelength
2.0 dB/Km
光纤衰耗
L-Band:1565–1625nm
0.5 dB/Km
0.2 dB/Km 800

第5章 DWDM技术概述(光传输网络技术-SDH与DWDM课件)

✓ CWDM（粗波分复用）技术：通路间隔则为10 nm；多用于接入网络。
3.光纤的波段划分
由于EDFA工作波段的限制，目前DWDM技术主要应用在C波段上
4．提高信道传输容量的复用方式
✓ 空分复用（SDM）:靠增加光纤数量的方式线性增加传输的容量，传输设备也线性增加。但线路投资大;带宽利用率低;扩容方式受限.
3．ITU-T给出的标称频率
（1）绝对频率参考 ✓ 指WDM系统标称中心频率的绝对参考点。G.692建议，
WDM绝对频率参考点为193.1THZ，波长1552.52nm。 (2)标称中心波长 ✓ 每个通路对应的中心波长。目前国际上规定通路频率参
考频率为193.1THZ，最小间隔为100GHZ。 (3)中心频率偏差 ✓ 标称频率和实际中心频率之差. ✓ 间隔100GHZ:±20GHZ(16路系统); ✓ 间隔200GHZ:±20GHZ(8路系统); ✓ 影响因素:光源啁秋,信号信息带宽,光纤字相位调制引起
口的一致性； ✓ 不能横向联网，不利于网络的扩容。
2．开放式DWDM系统
在波分复用器前加OTU，将SDH非规范的波长转换为标准波长。
OTU满足G.692接口要求。
✓ DWDM设备复杂，需要增加OTU器件，复用波数越多，增加的OTU器件越多；
✓ 对SDH设备无特殊要求，SDH终端设备只要符合G.957标准即可；
5.3.2 DWDM系统典型的两类应用结构
1．集成式DWDM系统
把标准的光波长和波长受限色散距离的光源集成在SDH系统中。
✓ DWDM设备简单，不需要OTU； ✓ 对SDH设备要求高，设备接口必须满足G.692标准； ✓ 每个SDH信道不能互通； ✓ SDH与DWDM设备应是同一个厂家生产，才能达到波长接

[WDM] 波分原理基础学习PPT

损耗 3－附加损耗
附加损耗
由于光纤经过集束制成光缆，在各种环境下进行光缆敷设、光纤接续以及作为系统的耦合与连接等引起的光纤附加损耗
光纤/光缆的弯曲损耗、微弯损耗
光纤线路中的连接损耗光器件之间的耦合损耗等
损耗谱
理论值：0.19－0.35dB/km 工程值：0.275dB/km
3.0
2.5
OM/OD技术－OM/OD器件类型
光栅型光波分复用器介质薄膜滤波器型（DTF) 耦合器型（熔锥型）阵列波导光栅型(AWG)
OM/OD器件类型 1－光栅型滤波器
l1,2,3,...n
l l l l ln
OM/OD器件类型 1－光栅型复用器
原理
– 属于角色散型器件，当光到光栅上后，由于光栅的角色散作用，使不同的光信号以不同的角度出射，然后经过透镜会聚到不同的输出光纤，从而完成波长选择和分离的作用，反之就可以实现波长的合并。
DWDM的基本原理
课程内容
DWDM系统概述光纤的基本特性 DWDM系统关键技术 DWDM系统的技术规范
光纤传输网的复用技术
光纤传输网的复用技术经历了三个阶段：
空分复用（SDM）时分复用（TDM）波分复用（WDM）
DWDM产生背景
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
波长λ
DWDM技术是在波长1550nm窗口附近，在EDFA能提供增益的波长范围内，选用密集的但相互又有一定波长间隔的多路光载波，这些光载波各自受不同数字信号的调制，复合在一根光纤上传输，提高了每根光纤的传输容量。
DWDM系统基本结构
光发射机
信道1 光转发器1 λ1 光
BA
输入

光纤通信之DWDMOTN设备组网及配置课件

根据组网需求选择合适的DWDMOTN设备类型，如骨干网设备、汇聚层设备数，如传输速率、波长范围、调制格式等。
设备兼容性
选择兼容现有网络设备和系统的 DWDM-OTN设备，减少对现有网络的冲击。
设备可维护性
选择易于维护和管理的DWDM-OTN 设备，降低运营成本。
THANKS
感谢观看
是一种将多个不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传输的技术。
光传送网络（OTN）
是一种以波分复用技术为基础，用于传送高速数字信号的网络架构。
DWDM-OTN设备
集成了DWDM技术和OTN功能的传输设备，支持高速数据传输和大容量业务汇聚。
DWDM-OTN设备特点
高速率
支持Gbps级别的高速数据传输。
物联网应用
物联网的快速发展将推动 DWDM-OTN设备在物联网数据传输方面的应用。
未来发展趋势
智能化
未来DWDM-OTN设备将更加智能化，具备自动化配置和管理能
力，降低运维成本。
集成化
随着技术的发展，DWDM-OTN设备将更加集成化，实现更小体积、更低成本。
绿色化
环保意识的提高将推动DWDMOTN设备向绿色化方向发展，降低能耗和资源消耗。
根据设备的维护手册，定期进行预防性维护，如清洁设备、更换滤网等。
常见故障处理
光路故障
光路故障通常表现为光功率下降或光信噪比不足。处理方法包括检查光缆连接、清
洁光器件、调整光路参数等。
配置错误
配置错误可能导致设备无法正常工作。处理方法为核对配置文件，确保配置参数正
确无误。
电接口故障
电接口故障表现为通信中断或数据传输错误。处理方法包括检查线缆连接、更换接口模块、测试通信协议等。

DWDM和OTN基本原理介绍PPT课件

• 稀疏波分复用系统一般工作在从1260nm到1620nm波段，间隔为
20nm，可复用16个信道，其中1400nm波段由于损耗较大，一般不
用。
7
DWDM与SDH的关系客户层和服务层系SDH设备 DWDM设备
8
DWDM的优势
DWDM的优点
超大容量。超长距离传输。对数据的“透明”传输、平滑扩容。节约光纤资源。可组成全光网络。
9
光波长区的分配
• 光纤有两个长波长的低损耗窗口，1310nm窗口和1550nm窗口，均可用于光信号传输，根据光纤和EDFA的特性目前WDM系统皆工作在 1550nm窗口。
• 1550波长区分三个波段： ➢ S波段：短波长波段 1460～1528nm ➢ C波段：常规波段 1530～1565nm ➢ L波段：长波长波段 1565～1625nm
10
课程内容
第一章波分复用技术概述第二章 DWDM 系统的传输媒质第三章 DWDM系统的组成
11
光纤的结构
• WDM系统的传输媒质为光纤。 • 光纤是由圆柱形玻璃纤芯和玻璃包层构成，最外层
是一种弹性耐磨的塑料护套，整根光纤呈圆柱形。
护套
包层
纤芯
n2 n1
n2<n1
12
光纤传输技术
光纤的基本知识
18
波分复用器件
合波器（光复用器OMU ）：在发送端，把具有标称波长的各复用通路光信号合成为一束光波，然后输入到光纤中进行传输，即对光波起复用作用。
分波器（光解复用器ODU ）：在接收端，把来自光纤的光波分解成的标称波长的各复用光通路信号，然后分别输入到相应的各光通路接收机中，即对光波起解复用作用。
波分复用（WDM）技术已经成熟，成为很好的扩容方式。800G/1.6T

DWDM技术ppt课件

(nm)
波分复用设备的发展波分复用设备的发展阶段：
WDM/DWDM
采用分立器件体积庞大
ROADM: Reconfigurable optical ADM 可重构OADM（光分插器）
采用OTN技术的DTN 智能光网络平台
采用光子芯片
WDM/DWDM系统简介（一）
WDM点对点标准配置
Terminal Station
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
EXBUS SCTM EXTINF AGENT DCP OWB OSCTC2 BLANK
TXAMP40C
OMUXC
RXAMP40C
ODMUXC
SCIF BLANK 10G TPND #19 10G TPND #20 10G TPND #21 10G TPND #22 10G TPND #23 10G TPND #24 10G TPND #25 10G TPND #26 10G TPND #27 10G TPND #28
WDM技术基础（一） WDM: Wavelength Division Multiplex 波分复用 DWDM: Dense WDM 密集波分复用
其作用是在一根光纤中提供数十个特定波长（频率）的传输通道，因此采用一对光纤即可在两点之间完成大容量的信息传输（目前可达160波×10G/波，或80波×40G/波）。
EXBUS BLANK 10G TPND #29 10G TPND #30 10G TPND #31 10G TPND #32 10G TPND #33 10G TPND #34 10G TPND #35 10G TPND #36 10G TPND #37 10G TPND #38

第十三章WDM网络ppt课件

（1）SDM靠增加光纤数量的方式线性增加传输系统的容量，传输设备也线性增加。空分多路复用的扩容方式十分受限。
（2）TDM是比较常用的扩容方式，从PDH的一次群至四次群的复用，到SDH的STM-1、STM-4、STM-16至STM-64的复用。但达到一定的速率等级时，会受到器件和线路等特性的限制。
4．DWDM网络的保护
点到点线路保护主要有两种保护方式
一种是基于单个波长、在SDH层实施的1+1或1︰N的保护；
另一种是基于光复用段上的保护，在光路上同时对合路信号进行保护，这种保护也称光复用段保护（OMSP）。
另外还有基于环网的保护。
13.3 波长计划
分类
简单WDM（简称WDM）：1310nm/1550nm，用于PON接入网络 CWDM（Coarse WDM）：
将主信道进行放大，然后将主信道与OSC合路并送入光纤。如图137所示。
图13-7 OLA信号流向图
（3）光分插复用器（OADM） OADM设备接收线路的光信号后，先提取监控信道，再
用WPA将主光通道预放大，通过MR2单元把含有16或32路 STM-16的光信号按波长取下一定数量后送出设备，要插入的波长经MR2单元直接插入主信道，再经功率放大后插入本地光监控信道，向远端传输。以MR2为例，其信号流向如图 13-8所示。
DWDM技术不仅大幅度地增加了网络的容量，而且还充分利用了光纤的宽带资源，减少了网络资源的浪费。
光波分复用(WDM)技术是在一芯光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端将组合波长的光信号分开，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。

第6章 DWDM关键技术(光传输网络技术-SDH与DWDM课件)

4．波长可调谐半导体激光器
✓ 是波分复用系统、相干光通信系统及光交换网络的关键器件。
✓ 可以根据需求进行光波长的改变。
✓ 改变波长的方法：改变注入电流，使发光材料的折射率发生变化，从而在一定范围内改变和控制激光器输出波长。
6.1.3 光波转换器（OTU）
1．OTU的基本结构和工作原理
✓ 功能：实现非标准波长与标准波长之间的互换 ✓ 波长转换方式:光/电/光（O/E/O）变换方式和全光变换方
（2）EDFA 3种不同的结构方式（泵浦方式） ✓ 同向泵浦方式、反向泵浦方式、双向泵浦方式。
（3） EDFA的工作原理
✓ 在泵浦光的作用下，使EDF出现粒子数反转分布，在信号光的激励下产生受激辐射使光信号得到放大。
✓ 工作能级：E1，E2，E3． ✓ 泵浦源选择：980nm和1480nm。 ✓ 波长选取原则：泵浦效率高。 ✓ 两种泵浦波长比较：
980nm属三能级系统，增益高，泵浦效率高，噪小。 1480 nm二能级系统，可单模传输，可用单模光纤制作定向耦合器实现信号光与泵浦光低损耗耦合。
4．EDFA的噪声和性能指标
（1）放大器的噪声 ✓ 主要为自发辐射。（2）EDFA的性能指标 ✓ 净增益或增益反映信号光经过光纤放大器后得到了多大加强。
EDFA的优点： ✓ 工作波长与光纤低损窗口一致； ✓ 耦合效率高； ✓ 能量转换效率高； ✓ 增益高，噪声低，输出功率大； ✓ 增益稳定； ✓ 可实现透明传输。 EDFA的缺点： ✓ 波长固定； ✓ 增益带宽不平坦。
3． EDFA的结构与工作原理
（1）EDFA的基本结构组成 ✓ 掺铒光纤（EDF）、泵浦光源、耦合器、隔离器、滤波器等。
6.1.2 光源类型
1．单纵模激光器

DWDM原理介绍解析PPT教案

第2页/共81页
3
课程内容
第一章波分复用技术概述第二章 WDM 的传输媒质第三章 DWDM的关键技术第四章 WDM系统受限因素第五章典型组网信号流
第3页/共81页
4
WDM产生的背景
一根光纤上传输多个信号更高比特率 TDM。 STM-1--STM-64 采用 SDH，铺设多芯新光缆(需考虑时间与成本 )
色散零点（即色散为零的波长）统均可。
0.35dB/km；1550nm窗口目前一般在0.17-0.25dB/km，典型值
在1310nm附近的光纤。
0.20dB/km；
色散：零色散波长的允许范围是1300nm到1324nm。在
1550nm窗口的色散系数是正的。在波长1550nm处，色散系数
波分系统里用的都是单模光纤
第17页/共81页
18
光纤的损耗特性
光纤的衰减或损耗是一个非常重要的、对光信号的传播产生制约作用的特性。光纤的损耗限制了光信号的传播距离。光纤的损耗主要包含吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗三种损耗。 ➢ 光纤吸收损耗是制造光纤的材料本身造成的，包括紫外吸收、红外吸收和杂质吸收； ➢ 由于材料的不均匀使光散射而引起的损耗称为瑞利散射损耗。瑞利散射损耗是光纤材料二氧化硅的本征损耗； ➢ 光纤的弯曲会引起辐射损耗；
23
第22页/共81页
光纤的截止波长
截止波长：单模光纤中光信号能以单模方式传播的最小波长；实际光波长比截止波长小时会有多个模式在单模光纤中传播，并呈现多模特性；为避免模式噪声和模式色散，实际系统光缆中的最短光缆长度的截止波长应该小于系统的最低工作波长，截止波长条件可以保证在最短光缆长度上单模传输，并且可以抑制高阶模的产生或可以将产生的高阶模式噪声功率代价减小到完全可以忽略的地步； G.652光纤在22米长光缆上的截止波长≤1 260nm，在2 ~20米长的跳线光缆截止波长≤12 60nm，在短于2米长跳线光缆上的光纤的截止波长≤12 50nm； G.655光纤在22米长光缆上的截止波长≤1 480nm，在短于2米长光缆上的一次涂敷光纤上的截止波长小于等于 1470nm，2~ 20米长跳线光缆上的截止波长≤1 480nm。

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8.6 DWDM技术简介
1
内容提要
1. 概述 2. DWDM技术概要 3. DWDM组网
2
一概述
3
一概述
九十年代以来，以Internet为代表的信息技术革命正在深刻地改变传统电信概念和体系。
话音业务数据业务宽带综合业务B-ISDN
世界电话业务年增长率为 10%，数据业务年增长 40% 中国话音业务 14% 的增长率，数据业务 400% 的增长率
波长 (m)
19
光纤的色散
随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽
模间色散(Mode Dispersion) 色度色散(Cromatic Dispersion) 偏振色散(Polarization Mode Dispersion)
劣化的程度随数据速率的平方增大决定了电中继器之间的距离
20
光纤的非线性效应
光传输和光放大
小色度色散系数光纤增益平坦和增益锁定的EDFA光放大器
发射和接收有源部分
特定波长和波长稳定、色散容限大的激光器发射源
能容忍一定SNR信号的光接收机
合波和分波无源部分
信道隔离度高的光解复用器
15
DWDM系统的五大组成部分
光传输和光放大发射和接收有源部分
合波和分波无源部分
光监控信道
• Tbit技术到干线网 •Gbit技术到办公室/家庭 •Mbit技术到个人
6
扩容的选择
空分复用
SDM(Space Division Multiplexer)
时分复用
TDM(Time Division Multiplexer)
波分复用
WDM(Wavelength Division Multiplexer)
目前北美Internet骨干网的业务量几乎每6～9个月翻一番，
比著名的CPU性能进展more定律（18个月左右翻番）快2～3倍
4
容量的需求
话音和IP通信量的增长情况
250
250 话音
200
IP
150
135
115
100
106
50
58
23
2
10
0
1996
1997
1998
1999
2010
2020m
DWDM系统网管
光传送网分层模型
16
光传输和光放大部分
17
光的传输
78 微米
芯包层
影响光传输的光纤参数光纤的衰减光纤的色散光纤的非线性效应
18
光纤衰耗
10.0
5.0 光纤衰 2.0 减 (dB)
1.0
1978 年
1982 年
1980 年
0.5
0.8
1.0
1.3
1.5
1.7
12
二 DWDM技术概要
13
DWDM系统的分类
以系统接口分类：集成式或开放式系统以信道数分类：4、8、16、32等以信道速率分类：2.5Gbit/s 、10Gbit/s及混合速率以信道承载业务类型分类：PDH、SDH、ATM、
IP或混合业务等
还可以总容量、地理域或网络功能等分类
14
DWDM系统的五大组成部分
重要方面。
21
光纤的非线性效应
单信道
多信道
折射率效应
光强度波动引起的折射率的
调制
自相位调制 (SPM)
散射效应受激布里渊散射 (SBS)
交叉相位调制 (XPM)
四波混频 (FWM)
受激拉曼散射 (SRS)
22
传输使用的三种不同类型的单模光纤
G.652单模光纤（NDSF） G.653单模光纤（DSF） G.655单模光纤（NZ-DSF）
8
采用WDM前的扩容
9
采用WDM后的扩容
10
WDM+EDFA 革新了光纤传输
40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km
TXTXTXTXTXR1TP3XR11TTP30RXR11TTP30RXR11TP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RP30RR11TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RP30RR11TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RR1P31TR1P31T0RR1P31T0RR1P31T0RP31T0RR110TRP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RRP310R1TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RRP311TR11P3T0RRP310R1TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RP3R0R11TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RRP311TR11TP30RRP301R1TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TP30RR11TTP30RRX11TTP30RX1TT0RXTXTXTXTXTX
TX TX TX TX TX TX
TX TX
M 120 km
U
EDFA
X
120 km
TX
D
TX TX
EDFA
E 120 km
TX TX
M
TX TX
TX
11
波分复用技术的发展
1310nm/1550nm窗口的波分复用
仍用于接入网，但很少用于长距离传输
1550nm窗口的密集波分复用(DWDM)
可广泛用于长距离传输，用于建设全光网络
TDM和WDM技术合用
7
DWDM技术特点
高容量：可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍低成本：在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，大大降低传输成本透明性：与信号速率、格式无关, 是引入宽带新业务（例如CATV ) 的方便手段波长路由：利用WDM选路实现网络交换和恢复从而实现未来透明的、具有高度生存性的光联网
➢在常规光纤系统中，光纤呈现线性传输特性。 ➢然而，当光功率增加到一定值时，光纤开始呈
现非线性特性。因为在高强度电磁场中任何电介质对光的响应都会变成非线性，光纤也不例外。
➢随着传输速率的提高，传输距离的延长，波分
复用通路的增加以及光纤放大器的使用，这种光纤的非线性已成为最终限制系统性能的因素。
➢非线性问题已成为新一代光纤系统设计考虑的
常规G.655 大有效面积G.655
23
三种光纤色散情况比较
18
色散 0 ps/nm•km
普通光纤(SMF) 非色散位移光纤（NDSF，G.652）已有光纤的>95%