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DWDM光传输系统原理及组网设计
作者：连思斌 郑振耀
来源：《读写算》2011年第33期
【摘要】光纤传输技术的发展，经过了PDH、SDH现已进入了密集波分复用（DWDM）阶段。DWDM系统具有传输距离长、容量大、波道多，实施全透明传输，能组成全光层网络和相对工程造价较低等技术经济优势，在国内外得到了广泛应用。本文就某省省干波分系统对DWDM光纤传输系统工程设计中的系统原理、设备选型、网络结构与传输系统组织、业务接入等主要问题进行初步的探讨。
【关键词】密集波分复用;光波长转换单元;网络保护
一、系统原理
DWDM技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用多个波长作为载波，允许各载波信道在光纤内同时传输。与通用的单信道系统相比，DWDM不仅极大地提高了网络系统的通信容量，充分利用了光纤的带宽，而且它具有扩容简单和性能可靠等诸多优点，特别是它可以直接接入多种业务。
通常把光信道间隔较大的复用称为光波分复用（WDM），再把在同一窗口中信道间隔较小的复用称为密集波分复用（DWDM）。 随着科技的进步，现代的技术甚至可以实现波长间隔为零点几个纳米级的复用，因此把波长间隔较小的8个波、16个波、32乃至更多个波长的复用称为DWDM。
发送端的光发射机发出波长不同而精度和稳定度满足一定要求的光信号，经过光波长复用器复用在一起送入掺铒光纤功率放大器（掺铒光纤放大器主要用来弥补合波器引起的功率损失和提高光信号的发送功率），再将放大后的多路光信号送入光纤传输，中间可以根据情况决定有或没有光线路放大器，到达接收端经光前置放大器（主要用于提高接收灵敏度，以便延长传输距离）放大以后，送入光波长分波器分解出原来的各路光信号。
二、功能单元
光波长转换单元OTU（Optical Transponder Unit）的主要功能是将接入的1路或多路客户侧信号经过汇聚或转换后，输出符合ITU-T G.694.1建议的DWDM标准波长或符合ITU-T
DWDM原理
1.1 单项选择
1. 以下几种不属于光纤非线性效应是：A
A. 色散 B. 自相位调制 C. 拉曼散射 D. 四波混频
2. 关于放大器测试的描述不正确的是：C
A. 对于放大增益的测试，最好采用光谱分析仪进行。
B. 放大器的输出、输入光功率之差即为放大器增益。
C. 在测试中选取1310nm波长光源，直接输入放大器，再测试放大器的输出即可计算出放大增益。
D. 测试输入光功率范围时，必须确保在所测范围内， 放大器可以完成正常的放大功能。
3. 关于DWDM系统代码32L5-16.2的解释正确的是：C
A. 32通道系统，共有2个超长距离的区段，使用G.655光纤，承载STM-16的SDH信号。
B. 系统使用G.655光纤，32通道系统，共有个长距离的区段，承载STM-16的SDH信号。
C. 32通道系统，共有5个长距离的区段，使用G.652光纤，承载STM-16的SDH信号。
D. 32通道系统，共有5个长距离的区段，使用光纤，承载STM-16的SDH信号。
4. 关于TWF说法正确的是：A
A. 将符合G.691标准的信号转化符合G.692标准的信号
B. 将符合G.692标准的信号转化为符合G.691标准的信号
C. 将符合G.957标准的信号转化为符合G.692标准的信号
D. G.691标准的信号转化为符合G.957标准的信号
5. 在我国大面积敷设的光缆是（ ）型的光纤。A
A. G.652 B. G.653 C. G.654 D. G.655
6. 1310nm和1550nm传输窗口都是低损耗窗口，在DWDM系统中，只选用1550nm传输窗口的主要原因是：A
A. EDFA的工作波长平坦区在包括此窗口
B. 1550nm波长区的非线性效应小
C. 1550nm波长区适用于长距离传输
7. 考虑色散距离时，这里的距离应该是：C
DWDM基本原理详解
DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）是一种光通信技术，利用不同波长的光信号在同一光纤上进行传输，从而实现大带宽、高速率的光通信传输。DWDM通过将多个信号以不同的波长分在一根光纤上，从而实现了在同一光纤中传输多个信道的通信，极大地提高了光纤的利用率和传输容量。
DWDM系统由多个部分组成，包括发射端（Transmitter）、光纤传输链路（Fiber Link）、接收端（Receiver）和信号处理器（Signal
Processor）。下面将从基本原理、组件、工作过程和优点等方面详细介绍DWDM技术。
1.DWDM的基本原理：
DWDM的基本原理是利用不同波长的激光器将多个信道的信号分别调制到不同波长的光子上，然后将这些不同波长的光子通过同一根光纤传输到接收端，再通过接收端的信号处理进行解调和分离。这样就实现了多个信道共享一根光纤传输，大大提高了光纤的利用率和传输容量。
2.DWDM系统的组件：
（1）激光器（Laser）：用于发射不同波长的激光光子。
（2）调制器（Modulator）：用于将信号调制到激光器发出的光子上。
（3）分波器（Multiplexer）：用于将多个信道的信号分别调制到不同波长的光子上。
（4）解复用器（Demultiplexer）：用于将接收到的多个波长的光信号分离并进行解调。 3.DWDM的工作过程：
（1）发射端：激光器将不同波长的激光光子经过调制器调制成带有信号的光信号，然后经过分波器将多个不同波长的光信号合并成一个信号流，经过光纤传输到接收端。
（2）光纤传输链路：多个不同波长的光信号在同一根光纤中传输到接收端，信号之间通过不同波长进行区分。
（3）接收端：接收端通过解复用器将多个波长的光信号分离并解调，将各个信道的信号传递给信号处理器进行进一步处理。
4.DWDM的优点：
（1）大带宽：DWDM技术能够同时传输多个信道，大大提高了光纤的传输容量，满足了高速率通信的需求。
课程 SS 0502
Issue 2.0 DWDM原理
i 目 录
第一节 DWDM概述 1-1
1.1 DWDM技术产生背景 1-1
1.2 DWDM原理概述 1-2
1.3 DWDM设备工作方式 1-3
1.3.1 双纤双向传输 1-3
1.3.2 单纤双向传输 1-4
1.3.3 光信号分出和插入 1-5
1.4 DWDM的应用形式 1-5
1.5 DWDM的优越性 1-5
第二节 DWDM传输媒质 2-1
2.1 光纤的结构 2-1
2.2 光纤的种类 2-2
2.3 光纤的基本特性 2-3
2.3.1 几何尺寸（模场直径） 2-3
2.3.2 模场同心度误差 2-4
2.3.3 弯曲损耗 2-4
2.3.4 衰减常数 2-4
2.3.5 色散系数 2-5
2.3.6 截止波长 2-6
2.4 光缆的种类及性能 2-6
2.4.1 光缆的种类 2-6
2.4.2 光缆的性能 2-6
第三节 DWDM关键技术 3-1
3.1 光源 3-1
3.1.1 激光器的调制方式 3-1
3.1.2 激光器的波长的稳定与控制 3-4
3.2 掺铒光纤光放大器（EDFA） 3-5
3.2.1 EDFA工作原理 3-5
3.2.2 EDFA的应用 3-7
3.2.3 EDFA增益控制 3-9 课程 SS 0502
Issue 2.0 DWDM原理
ii 3.2.4 EDFA的局限性 3-13
3.3 DWDM器件 3-14
3.3.1 光栅型DWDM器件 3-15
3.3.2 介质薄膜型DWDM器 3-16
3.3.3 熔锥型DWDM器 3-17
3.3.4 集成光波导型DWDM器 3-17
3.3.5 DWDM器件性能 3-18
第四节 DWDM组网设计 4-1
4.1 DWDM的几种网络单元类型 4-1
4.1.1 光终端单元（OTM） 4-1
