文章目录

波分复用WDM
- DWDM解决问题，特点－超长距离无电中继传输，降低成本
波分系统的基本组成
- DWDM网元基本类型
- 波分常见站点类型
DWDM系统关键技术
- 光转发技术
OM/OD技术－波分复用器件
- OM/OD技术－波分复用器主要参数
光放大技术
WDM系统的监控技术
光信噪比 (OSNR-Optical Signal Noise Ratio )
光纤传输考虑要素
- 光纤损耗
- 光纤色散
- - 色度色散（CD）
  - 偏振模色散 (PMD)
- 系统非线性
- - 四波混频（FWM）
  - 受激拉曼散射（SRS）光子
单模光纤分类

波分复用WDM

波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)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。
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。

密集型光波复用（DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing）是能组合一组光波长用一根光纤进行传送。这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。更确切地说，该技术是在一根指定的光纤中，多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，以便利用可以达到的传输性能（例如，达到最小程度的色散或者衰减）。这样，在给定的信息传输容量下，就可以减少所需要的光纤的总数量。

DWDM解决问题，特点－超长距离无电中继传输，降低成本

光中继设备之间不超过：80公里

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。

波分系统的基本组成

DWDM网元基本类型

光终端复用器，OTM（Optical Terminal Multiplexer）把SDH等业务信号通过合波单元插入到DWDM的线路上去，同时经过分波单元从DWDM线路上分下来。OTM站点主要包含光复用/解复用单元、光放大单元、波长转换单元和光监控单元。

OADM（Optical Add-Drop Multiplexer），光分插复用系统，是在光域实现支路信号的分插和复用这样一种设备

可重新配置的光分插复用器（ROADM，Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexe）是一种使用在密集波分复用（DWDM）系统中的器件或设备，其作用是通过远程的重新配置，可以动态上路或下路业务波长。也就是说，在线路中间，可以根据需要任意指配上下业务的波长，实现业务的灵活调度。

波分常见站点类型

光终端复用站 OTM（Optical Terminal Multiplexer）
用于点到点或链型组网的端点，实现业务的上下。

光线路放大站 OLA（Optical Line Amplifier）
用于链型或环型组网，当两个业务上下站点之间距离较长时，可在之间增加光放大站点，保证信号传输的光功率。

光分插复用站 OADM（Optical Add/Drop Multiplexer）
用于链型或环型组网，部分业务在此上下，部分业务穿通。是环型组网中最常见的站点类型，根据所使用合分波单元的不同，又可分为几种类型：
FOADM （Fixed Optical Add/Drop Multiplexer）：固定光分叉复用站，一般用普通的分叉复用器或合分波器构成；
ROADM （Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）：可重构光分叉复用站，由可重构光分插复用单元完成光调度。

DWDM系统关键技术

光转发技术

光转发单元（OTU）
采用光—电—光变换的方法实现波长转换

光信号转换成电信号后，经过3R功能（再整形、再定时、再生），确保信号在进入波分系统时性能最好。

光接口不同，但是电接口一样，因此可以在电接口进行调制。

光波分复用器和解复用器技术

OM/OD技术－波分复用器件

波分复用器件包括合波器和分波器，又叫光复用器和光解复用器

合波器（OM）
把具有标称波长的各复用通路光信号合成为一束光波，送到光纤中进行传输，对光波起复用作用。

分波器（OD)
把来自光纤的光波分解成具有原标称波长的光通路信号，分别输入到相应的光通路接收机中，即对光波起解复用作用。

OM/OD器件类型：阵列波导光栅型(AWG)

OM/OD技术－波分复用器主要参数

复用通路数
代表波分复用器件能进行复用与解复用的光通路数量，它与器件的分辨率、隔离度等参数密切相关

信道隔离度
它表征此光元器件中各复用光通路彼此之间的隔离程度

插入损耗
波分复用器件本身对光信号的衰耗作用

光放大技术

掺铒光纤放大器

EDFA主要是由掺铒光纤、泵浦源、耦合器和光隔离器组成

WDM系统的监控技术

监控通路不应限制光放大器中泵浦光源的光波长（980nm和1480nm）
监控通路不应限制未来在1310nm波长的业务
线路放大器失效时，监控通路应仍然可用
监控通路不应限制两线路放大器间的传输距离

1510nm为优先选择通道

光信噪比 (OSNR-Optical Signal Noise Ratio )

信噪比的定义是在光有效带宽为0.1nm内光信号功率和噪声功率的比值。光信号的功率一般取峰值，而噪声的功率一般取两相临通路的中间点的功率电平。光信噪比是一个十分重要的参数，对估算和测量系统有重大意义。
信噪比越大越好

光纤传输考虑要素

光纤损耗

吸收损耗
光波通过光纤材料时，一部分光能变成热能，造成光功率的损失

本征吸收
光纤基础材料（如SiO2）固有的吸收，不是杂质或缺陷引起的，因此，本征吸收基本确定了某一种材料吸收损耗的下限

杂质吸收
由光纤材料的不纯净而造成的附加吸收损耗（灰尘，金属离子等）

散射损耗
由于光纤的材料、形状、折射率分布等的缺陷或不均匀，使光纤中传导的光发生散射，由此产生的损耗。

散射
指光通过密度或折射率等不均匀的物质时，除了在光的传播方向以外，在其他方向也可以看到光，这种现象叫光的散射。

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。

光纤色散

在光纤中传输的光信号（脉冲）的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播，到达一定距离后必然产生信号失真（脉冲展宽），这种现象称为光纤的色散或弥散。

常见的光纤色散种类

色度色散（CD）

色度色散简介：色度色散包括材料色散和波导色散。
材料色散：由于光纤材料石英玻璃对不同光波长的折射率不同，而光源具有一定的光谱宽度，不同的光波长引起的群速率也不同，从而造成了光脉冲的展宽。
波导色散：对于光纤的某一传输模式，在不同的光波长下的群速度不同引起的脉冲展宽。它与光纤结构的波导效应有关，因此也被成为结构色散。
这两种色散中，哪一种占主导地位？材料色散大于波导色散。根据色散的计算公示，在某一特定波长位置上，材料色散有可能为零，这一波长称之为材料的零色散波长。幸运的是，该波长恰好位于1310 nm附近的低损耗窗口，如G.652就是零色散光纤。

色度色散的影响：色度色散主要会造成脉冲展宽和啁啾效应。脉冲展宽是光纤色散对系统性能的影响的最主要的表现。当传输距离超过光纤的色散长度时，脉冲展宽过大，这时，系统将产生严重的码间干扰和误码。色散不仅使脉冲展宽，还使脉冲产生了相位调制。这种相位调制使脉冲的不同部位对中心频率产生了不同的偏离量，具有不同的频率，即脉冲的啁啾效应（Chirp）。
消除色度色散在WDM系统的解决方案：
对于DWDM系统，由于系统主要应用于1550nm窗口，如果使用G.652光纤，需要利用具有负波长色散的色散补偿光纤（DCF），对色散进行补偿，降低整个传输线路的总色散。ZTE 目前解决CD的方案是使用DCM模块。

偏振模色散 (PMD)

光纤中的光传输可描述成完全是沿X轴振动和完全是沿Y轴振动或一些光在两轴上的振动。
每个轴代表一个偏振“模”
两个偏振模的到达时间差－－偏振模色散PMD
偏振模色散（PMD）是存在于光纤和光器件领域的一种物理现象。
单模光纤中的基模存在两个相互正交的偏振模式，理想状态下，两种偏振模式应当具有相同的特性曲线和传输性质，但是由于几何和压力的不对称导致了两种偏振模式具有不同的传输速度，产生时延，形成PMD。 PMD的单位通常为ps/km。

系统非线性

四波混频（FWM）

当多个一定强度的光波在光纤中混波时各个波长信道间的非线性作用会导致新波长的产生；致使各波长信道间能量的转移和互相串扰。
通信中，四波混频(Four-Wave Mixing,FWM) 亦称四声子混合，是光纤介质三阶极化实部作用产生的一种光波间耦合效应，是因不同波长的两三个光波相互作用而导致在其它波长上产生所谓混频产物，或边带的新光波，这种互作用可能发生于多信道系统的信号之间，可以产生三倍频、和频、差频等多种参量效应。
发生四波混频的原因是入射光中的某一个波长上的光会使光纤的折射率发生改变，则在不同的频率上产生了光波相位的变化，从而产生了新的波长的光波。
在DWDM系统中，当信道间距与光纤色散足够小且满足相位匹配时，四波混频将成为非线性串扰的主要因素。当信道间隔达到10GHZ 以下时，FWM 对系统的影响将最严重。

受激拉曼散射（SRS）光子

受激拉曼散射SRS产生原理：受激拉曼散射SRS是光与硅原子振动模式间相互作用有关的宽带效应，在任何情况下，短波长的信号总是被这种过程所衰减，同时长波长信号得到增强。

单模光纤分类

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