高职：《光纤通信原理》第二十三讲 波分复用技术

第二十三讲波分复用技术

第二十三讲 波分复用技术

主要内容 波分复用的定义 二、波分复用原理 波分复用系统的基本结构 四、光波分复用器的性能指标 五、波分复用的技术优势

主要内容 • 一、波分复用的定义 • 二、波分复用原理 • 三、波分复用系统的基本结构 • 四、光波分复用器的性能指标 • 五、波分复用的技术优势

波分复用的定义 波分复用是光纤通信中特有的一种传输 技术,它利用了一根光纤可以同时传输 多个不同波长的光载波的特点,将光纤 的低损耗窗口划分成若干个波段,每个 波段用作一个独立的通道传输一种预定 波长的光信号。通常将波分复用缩写为 W D M(Wavelength Division Multiplexing

波分复用的定义 • 波分复用是光纤通信中特有的一种传输 技术，它利用了一根光纤可以同时传输 多个不同波长的光载波的特点，将光纤 的低损耗窗口划分成若干个波段，每个 波段用作一个独立的通道传输一种预定 波长的光信号。通常将波分复用缩写为 ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)

波分复用原理 光波分复用的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 耦合进光缆线路上同一根光纤中进行传 输,在接收端将组合波长的光信号进行 分离(解复用),并作进一步处理后恢 复出原信号送入不同终端

波分复用原理 • 光波分复用的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 耦合进光缆线路上同一根光纤中进行传 输，在接收端将组合波长的光信号进行 分离（解复用），并作进一步处理后恢 复出原信号送入不同终端

波分复用原理示意图 光发送机λ1 光接收机λ1 复|1入2 光发送机入2 用 光接收机入2 器单根光纤 解复用器 光发送机λ3 光接收机λ3

波分复用原理示意图 光发送机λ1 光发送机λ2 光发送机λ3 光接收机λ3 光接收机λ2 光接收机λ1 复 用 器 解 复 用 器 λ1 λ2 …λN 单根光纤

波分复用系统的基本结构 光发送机 光接收机 光中继放大 光转发器1 光纤 光纤 光分波 光接收器1 光合波器 曰园母(P S 光转发器n 器|λ 光接收器n图 光监控信道 光监控信道 接收/发送器 光监控信道 发送器 接收器 网络管理系统

波分复用系统的基本结构 光转发器1 光转发器n 光 合 波 器 BA LA PA 光 分 波 器 光接收器1 光接收器n 光监控信道 发送器 光监控信道 接收/发送器 光监控信道 接收器 光发送机 光接收机 光中继放大 光 纤 光 纤 网络管理系统 λs λs λs λs λ1 λn λn λ1 n 1 n 1

WDM系统的组成 光发送机—将来自不同终端的多路光信号分别由光转发器 (OTU)转换为各自特定波长的光信号后,经光合波器合成组合 光信号,再通过光功率放大器(BA)放大输出至光纤中传输 光中继放大用采用了增益平坦技术的EDFA(LA)实现对不同 波长光信号的相同增益放大。 光接收机先由前置光放大器(PA)放大经传输衰减的主信道 光信号,再用分波器从主信道光信号中分出不同特定波长的光信 号 光监控信道(0SC)——监控系统内各信道的传输情况。在发送 端,插入本节点产生的波长入为的光监控信号(如帧同步、公务 及各种网管开销字节),与主信道的光信号合波输出;在接收端 将收到的光信号进行分离,输出为λ波长的光监控信号和业务信 道光信号。 网络管理系统——通过光监控信道物理层传送的开销字节到其他 结点或接收来自其他结点的开销字节对WDM进行管理,实现配置、 故障、安全、性能管理等功能,并与上级管理系统通信

WDM系统的组成 • 光发送机——将来自不同终端的多路光信号分别由光转发器 （OTU）转换为各自特定波长的光信号后，经光合波器合成组合 光信号，再通过光功率放大器（BA）放大输出至光纤中传输。 • 光中继放大——用采用了增益平坦技术的EDFA（LA）实现对不同 波长光信号的相同增益放大。 • 光接收机——先由前置光放大器（PA）放大经传输衰减的主信道 光信号，再用分波器从主信道光信号中分出不同特定波长的光信 号。 • 光监控信道（OSC）——监控系统内各信道的传输情况。在发送 端，插入本节点产生的波长λs为的光监控信号（如帧同步、公务 及各种网管开销字节），与主信道的光信号合波输出；在接收端， 将收到的光信号进行分离，输出为λs波长的光监控信号和业务信 道光信号。 • 网络管理系统——通过光监控信道物理层传送的开销字节到其他 结点或接收来自其他结点的开销字节对WDM进行管理，实现配置、 故障、安全、性能管理等功能，并与上级管理系统通信

光波分复用器的性能指标 插入损耗——是指由于增加波分复用器解复用器而产生的附加损 耗。定义如下: =10 lg P 入(dB) 其中P表示发送进输入端口的光功率,P0为从输出端口接收到的光 功率。 串扰抑制度—即串扰隔离度, 10g 立(dB) P 其中P是波长入为的光信号输入光功率,P是波长入为的光信号串 扰到波长为信道的光功率 回波损耗—指从无源器件输入端口返回的光功率P与输入光功 率P的比值。即 R=-101g(dB)

光波分复用器的性能指标 • 插入损耗——是指由于增加波分复用器/解复用器而产生的附加损 耗。定义如下： 其中Pi表示发送进输入端口的光功率，P0为从输出端口接收到的光 功率。 • 串扰抑制度——即串扰隔离度， 其中Pi是波长λ i为的光信号输入光功率，Pij是波长λi为的光信号串 扰到波长为λj信道的光功率。 • 回波损耗——指从无源器件输入端口返回的光功率Pr与输入光功 率Pj的比值。即 10lg (dB) P P o i  = 10lg (dB) P P C i i j ij = − 10lg (dB) P P RL j r = −

反射系数—指在WDM器件的指定端口的反射 光功率P与入射光功率P之比。 R=10g2 ·工作波长范围——指WDM器件能够按照规定的 性能要求工作的波长范围。(λ到λn) 信道宽度——指各光源之间为避免串扰应具有 的波长间隔。 偏振相关损耗—指由于偏振态的变化而引起 的插入损耗的最大变化值

• 反射系数——指在WDM器件的指定端口的反射 光功率Pr与入射光功率Pj之比。 • 工作波长范围——指WDM器件能够按照规定的 性能要求工作的波长范围。（λmin到λmax） • 信道宽度——指各光源之间为避免串扰应具有 的波长间隔。 • 偏振相关损耗——指由于偏振态的变化而引起 的插入损耗的最大变化值。 j r P P R =10lg

WDM技术的主要优势 1、充分利用光纤的巨大带宽资源 2、同时传输多种不同类型的信号。 3、节省线路投资。 降低器件的超高速要求 5、高度的组网灵活性、经济性和可靠

WDM技术的主要优势 • 1、 充分利用光纤的巨大带宽资源。 • 2、 同时传输多种不同类型的信号。 • 3、 节省线路投资。 • 4、 降低器件的超高速要求。 • 5、 高度的组网灵活性、经济性和可靠 性