运维人员岗位培训传输专业WDM.ppt
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1、WDM,中国网通(集团)有限公司 2006年11月1日,中国网通运维人员岗位培训丛书传输专业,内部资料 注意保密,WDM基础原理 WDM的分类、功能结构 WDM的接口标准 光波长分配 主要性能和光接口参数 WDM的关键部件 线路光功率计算 单波OSNR计算,WDM原理与基本结构,WDM :Wavelength Division Multiplexing 光波分复用技术是在一根光纤中同时传输多波长信号的技术。,光波分复用的基本原理是发送端将不同波长的光信号组合起来(复用),并耦合到光纤线路上同一根光纤中进行传输,在接收端又将组合波长的光信号分开,并作进一步处理,恢复出原信号送入不同终端。因用光波
2、长分割复用,所以简称波分复用。,WDM技术的主要特点: 充分利用光纤的巨大带宽资源 同时传输多种不同类型的信号 实现单根光纤双向传输 多种应用形式,节约线路投资 降低器件的超高速要求 IP的传送通道 高度的组网灵活性、经济性和可靠性,WDM原理与基本结构,WDM基本形式,1、双纤双向传输 一根光纤只完成一个方向光信号的传输,反向光信号的传输由另一根光纤来完成。因此,同一波长在两个方向上可以重复利用。,WDM基本形式,2、单纤双向传输 光通路在一根光纤上同时向两个不同的方向传输,所用波长相互分开,以实现彼此双方全双工的通信联络。,1,光源1,检测器N+1,检测器2N,波分复用,波分复用,光源2N
3、,光源N+1,检测器N,检测器1,光源N,1,N,N+1,2N,N,N+1,2N,WDM基础原理 WDM的分类、功能结构 WDM的接口标准 光波长分配 主要性能和光接口参数 WDM的关键部件 线路光功率计算 单波OSNR计算,WDM系统分为集成式WDM系统和开放式WDM系统两大类: 集成式WDM系统是指SDH终端必须具有满足G.692的光:接口,包括标准的光波长和满足长距离传输的光源。,WDM系统分类,开放式WDM系统是指在发送端设有光波长转发器(OTU),以便在不改变光信号数据格式的情况下,把光波长按照一定的要求重新转换,以满足WDM系统的设计要求。,WDM系统分类,SDH,SDH,解 复
4、用 器,OTU,复 用 器,OTU,SDH,OTU,OTU,SDH,EDFA,EDFA,S1,S2,Sn,R1,R2,Rn,接口,接口,接口,接口,WDM系统分类,根据WDM线路系统中是否设置有掺铒光纤放大器可将WDM线路系统分为两类: 有线光路放大器WDM,下图为其系统参考配置,TX1,TX2,TXn,Rx1,OA,Rx2,S1,f1,S2,f2,Sn,fN,RM1,RM2,RMN,MPI-S,MPI-R,R,S,SD1,SD2,SDn,R1,R2,Rn,Rxn,OM,OA,OA,OD,WDM系统分类,无线路放大器的WDM,下图为其系统参考配置,Tx1,Tx2,TxN,Rx2,Rx1,Rxn
5、,S1,S2,Sn,f1,f2,fN,RM1,RM2,RMn,MPI-S,MPI-R,Sd1,Sd2,Sdn,R1,R2,Rn,OM,OA,OA,OM,功能结构,光终端复用设备OTM(Optical Terminal Multiplexer) 光线路放大设备OLA(Optical Line Amplifier) 光分插复用模块OADM(Optical Add/Drop Multiplexer) 光均衡模块OEQ(Optical Equalizer) 电中继设备REG(Regenerator),OTM设备的信号流框图,OLA设备的信号流框图,串行OADM设备信号流框图,并行OADM设备信号流框图
6、,REG信号流框图,光均衡设备,在超长距离传输ELH(Extra Long Haul)系统中无电中继传输的距离比长距离传输系统长很多,因此易产生以下问题: 光放大器的增益谱和光纤衰减谱的不平坦性的多级累加等原因,导致接收端光功率和信噪比不均衡; DCM的色散斜率和传输光纤不完全匹配,无法对所有波长实现100的补偿,导致接收端部分通道的色散补偿不能满足系统要求。 为了更好的实现光功率均衡和色散均衡补偿,在ELH系统中需要使用光均衡设备(OEQ)。,光均衡设备光功率均衡设备的信号流框图,光,监,控,信,号,接,入,单,元,OA,光监控信道,OA,光功率,均衡,光,监,控,信,号,接,入,单,元,O
7、A,OA,光功率,均衡,光均衡设备色散均衡设备的信号流框图,光,监,控,信,号,接,入,单,元,OA,光监控信道,OA,色散,均衡,光,监,控,信,号,接,入,单,元,OA,OA,色散,均衡,DWDM组网,点到点组网 链形组网 环形组网,保护方式,基于单个波长的保护 1.基于单个波长,在SDH层实施的1+1保护。 2.基于单个波长,在SDH层实施的1:n保护 3.基于单个波长,同一DWDM系统内1:n保护 光复用段(OMSP)保护 只在光路上进行1+1保护,而不对终端线路进行保护 环网的应用 1.利用OADM组成的环 2.利用点到点DWDM系统组成的环,WDM基础原理 WDM的分类、功能结构
8、WDM的接口标准 光波长分配 主要性能和光接口参数 WDM的关键部件 线路光功率计算 单波OSNR计算,接口标准,开放式WDM系统在发送端采用OTU将非标准的波长转换为标准波长,该器件的主要作用在于把非标准的波长转换为ITU-T所规范的标准波长,以满足系统的波长兼容性。通常采用光/电/光的变换方式。如下图所示:,接口标准,下为符合G.957的发射机与OTU合并使用的示意图:,WDM基础原理 WDM的分类、功能结构 WDM的接口标准 光波长分配 主要性能和光接口参数 WDM的关键部件 线路光功率计算 单波OSNR计算,光波长分配,光纤有两个波长的低损耗窗口,即1310 nm和1550nm;均可用
9、于光信号的传输,光波分复用系统的工作波长为1530 nm-1565nm。 在做波长分配时要注意两点: 尽量提高资源利用率 减少相临通路间的非线性影响。,光波长分配,绝对频率参考 选择193.1 THz作为频率间隔的参考频率。 通路间隔 指相邻通路间的标称频率可以是均匀频率间隔也可以是非均匀的。 (非均匀间隔可以抑制G.653光纤中的四波混频效应) 标称中心频率 保证不同WDM系统之间的横向兼容性。 中心频率偏差 定义为标称中心频率与实际中心频率之差。,WDM基础原理 WDM的分类、功能结构 WDM的接口标准 光波长分配 主要性能和光接口参数 WDM的关键部件 线路光功率计算 单波OSNR计算,
10、主要性能,色散受限距离 传输限制 减少影响的方法 网络设计时的考虑 功率受限 噪声 非线性及其它影响,前向纠错编码(FEC),光波长转换单元采用前向纠错技术: 降低系统对接收端光信噪比的要求,延长各放大段或再生段间传送距离; 降低线路传输产生的误码率,提高DWDM传输网络的通讯质量。 目前业界提出的用于SDH/DWDM的实用化FEC技术主要有以下三种: 带内FEC 带外FEC 增强型FEC(EFEC),波道均衡,自动功率控制(ALC) ALC功能有两种实现方式: 波数检测方式 功率参考方式 智能光功率调节(IPA) 当主光信道上的一段或多段光中继段上光功率信号丢失时,系统就能探测到链路上丢失了
11、光信号,及时降低上游一个和下游再生段内的所有光放大器的输出光功率到达一个安全的阈值。 自动光功率均衡(APE) 系统提供的APE功能,可自动调节各通道的发送端光功率,使接收端信噪比得到优化。,WDM基础原理 WDM的分类、功能结构 WDM的接口标准 光波长分配 主要性能和光接口参数 WDM的关键部件 线路光功率计算 单波OSNR计算,WDM关键部件,光源 光电检测器 光放大器 光复用器和光解复用器,光源,光源的作用是产生激光或荧光,它是组成光纤通信系统的重要器件。 DWDM系统的光源的两个突出的特点是: 比较大的色散容纳值; 标准而稳定的波长。 激光器的调制方式 直接调制 间接调制 激光器的波
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