光波分復(fù)用器的主要類型有熔融拉錐型,介質(zhì)膜型,光柵型和平面型四種
其主要特性指標(biāo)為插入損耗和隔離度
由于光鏈路中使用波分復(fù)用設(shè)備后,光鏈路損耗的增加量稱為波分復(fù)用的插入損耗。當(dāng)波長(zhǎng)λ1,λ2通過(guò)同一光纖傳送時(shí),在與分波器中輸入端λ2的功率與λ1輸出端光纖中混入的功率之間的差值稱為隔離度。
充分利用光纖的低損耗波段,增加光纖的傳輸容量,使一根光纖傳送信息的物理限度增加一倍至數(shù)倍。目前我們只是利用了光纖低損耗譜(1310nm-1550nm)極少一部分,波分復(fù)用可以充分利用單模光纖的巨大帶寬約25THz,傳輸帶寬充足。
具有在同一根光纖中,傳送2個(gè)或數(shù)個(gè)非同步信號(hào)的能力,有利于數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的兼容,與數(shù)據(jù)速率和調(diào)制方式無(wú)關(guān),在線路中間可以靈活取出或加入信道。
對(duì)已建光纖系統(tǒng),尤其早期鋪設(shè)的芯數(shù)不多的光纜,只要原系統(tǒng)有功率余量,可進(jìn)一步增容,實(shí)現(xiàn)多個(gè)單向信號(hào)或雙向信號(hào)的傳送而不用對(duì)原系統(tǒng)作大改動(dòng),具有較強(qiáng)的靈活性。
由于大量減少了光纖的使用量,大大降低了建設(shè)成本、由于光纖數(shù)量少,當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),恢復(fù)起來(lái)也迅速方便。
有源光設(shè)備的共享性,對(duì)多個(gè)信號(hào)的傳送或新業(yè)務(wù)的增加降低了成本。
系統(tǒng)中有源設(shè)備得到大幅減少,這樣就提高了系統(tǒng)的可靠性
由于多路載波的光波分復(fù)用對(duì)光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)等設(shè)備要求較高,技術(shù)實(shí)施有一定難度,同時(shí)多纖芯光纜的應(yīng)用對(duì)于傳統(tǒng)廣播電視傳輸業(yè)務(wù)未出現(xiàn)特別緊缺的局面,因而WDM的實(shí)際應(yīng)用還不多。但是,隨著有線電視綜合業(yè)務(wù)的開(kāi)展,對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的日益增長(zhǎng),各類選擇性服務(wù)的實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造經(jīng)濟(jì)費(fèi)用的考慮等等,WDM的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在CATV傳輸系統(tǒng)中逐漸顯現(xiàn)出來(lái),表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,甚至將影響CATV網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展格局。
在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波長(zhǎng)信號(hào)通過(guò)不同光信道各自傳輸信息,稱為光波分復(fù)用技術(shù),簡(jiǎn)稱WDM。
光波分復(fù)用包括頻分復(fù)用和波分復(fù)用
光頻分復(fù)用(FDM)技術(shù)和光波分復(fù)用(WDM)技術(shù)無(wú)明顯區(qū)別,因?yàn)楣獠ㄊ请姶挪ǖ囊徊糠郑獾念l率與波長(zhǎng)具有單一對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常也可以這樣理解,光頻分復(fù)用指光頻率的細(xì)分,光信道非常密集。光波分復(fù)用指光頻率的粗分,光信道相隔較遠(yuǎn),甚至處于光纖不同窗口。
光波分復(fù)用一般應(yīng)用波長(zhǎng)分割復(fù)用器和解復(fù)用器(也稱合波/分波器)分別置于光纖兩端,實(shí)現(xiàn)不同光波的耦合與分離。這兩個(gè)器件的原理是相同的
光纖通信飛速發(fā)展,光通信網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)代通信網(wǎng)的基礎(chǔ)平臺(tái)。光纖通信系統(tǒng)經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段,從80年代末的PDH系統(tǒng),90年代中期的SDH系統(tǒng),WDM系統(tǒng),光纖通信系統(tǒng)快速地更新?lián)Q代。雙波長(zhǎng)WDM(1310/1550nm)系統(tǒng)80年代在美國(guó)AT&T網(wǎng)中使用,速率為2×17Gb/s?!?yīng)用WDM技術(shù)第一次把復(fù)用方式從電信號(hào)轉(zhuǎn)移到光信號(hào),在光域上用波分復(fù)用(即頻率復(fù)用)的方式提高傳輸速率,光信號(hào)實(shí)現(xiàn)了直接復(fù)用和放大,并且各個(gè)波長(zhǎng)彼此獨(dú)立,對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式透明。當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一是DWDM,DWDM實(shí)驗(yàn)室水平可達(dá)到100╳10Gbit/s,中繼距離400km;30╳40Gbit/s,中繼距離85km;64╳5Gbit/s,中繼距離720km。密集波分復(fù)用DWDM商用水平為320Gbit/s,即一對(duì)光纖可傳送400萬(wàn)話路。目前商用系統(tǒng)的傳輸能力僅是單根光纖可能傳輸容量為數(shù)十Tbit/s的1/100。
中國(guó)開(kāi)展WDM技術(shù)的研究起步比較晚,首先在長(zhǎng)途干線上采用WDM技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)擴(kuò)容,后在節(jié)點(diǎn)上采用OADM、OXC技術(shù)進(jìn)行上/下話路。中國(guó)于1997年引進(jìn)第一套8波長(zhǎng)WDM系統(tǒng),并安裝在西安至武漢的干線上。1998年中國(guó)開(kāi)始大規(guī)模引進(jìn)8×2.5Gb/sWDM系統(tǒng),對(duì)總長(zhǎng)達(dá)2萬(wàn)多km的12條省際光纜干線進(jìn)行擴(kuò)容改造。同時(shí)各省內(nèi)干線也相繼采用WDM技術(shù)擴(kuò)容,如在“南昌-九江”光纜擴(kuò)容工程中,采用的就是AT&T公司的設(shè)備和雙窗口WDM系統(tǒng),即在G.652光纖的1310nm、1550nm兩個(gè)低損耗工作窗口分別運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)。這樣可在不拆除1310nm窗口原有PDH設(shè)備的情況下,利用未使用的1550nm窗口,加開(kāi)SDH2.5Gb/s系統(tǒng)。為保證中國(guó)干線網(wǎng)的高速率、大容量并有足夠的余量確保網(wǎng)絡(luò)安全和未來(lái)發(fā)展的需要,采用WDM技術(shù)的工作已全面展開(kāi)。
90年代中期,WDM系統(tǒng)發(fā)展速度并不快
主要原因
TDM(時(shí)分復(fù)用)技術(shù)的發(fā)展,155Mb/s-622Mb/s-2.5Gb/sTDM技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單。據(jù)統(tǒng)計(jì),在2.5Gb/s系統(tǒng)以下(含2.5Gb/s系統(tǒng)),系統(tǒng)每升級(jí)一次,每比特的傳輸成本下降30%左右。因此在系統(tǒng)升級(jí)中,人們首先想到并采用的是TDM技術(shù)
波分復(fù)用器件不成熟。波分復(fù)用器/解復(fù)用器和光放大器在90年代初才開(kāi)始商用化,1995年開(kāi)始WDM技術(shù)發(fā)展很快,特別是基于摻鉺光纖放大器EDFA的1550nm窗口密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)。Ciena推出了16×2.5Gb/s系統(tǒng),Lucent公司推出8×2.5Gb/s系統(tǒng),目前試驗(yàn)室已達(dá)Tb/s速率。
光電器件的迅速發(fā)展,特別是EDFA的成熟和商用化,使在光放大器(1530~1565nm)區(qū)域采用WDM技術(shù)成為可能
利用TDM方式已接近硅和鎵砷技術(shù)的極限,TDM已無(wú)太多的潛力,且傳輸設(shè)備價(jià)格高
已敷設(shè)G.652光纖1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb/s系統(tǒng)的傳輸,光纖色散的影響日益嚴(yán)重。從電復(fù)用轉(zhuǎn)移到光復(fù)用,即從光頻上用各種復(fù)用方式來(lái)提高復(fù)用速率,WDM技術(shù)是能夠商用化最簡(jiǎn)單的光復(fù)用技術(shù)。
光波分復(fù)用器(WDM)功能是將一系列載有信息、但波長(zhǎng)不同的光信號(hào)合成一束,沿著單根光纖傳輸;在接收端再用某種方法,將各個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi)的通信技術(shù)。波分復(fù)用器采用的就是這個(gè)技術(shù)。WDM是將一系列載...
這個(gè)我來(lái)回答,傳輸?shù)牟煌ㄩL(zhǎng)之間是有頻率間隔的,一定程度的間隔,才可以區(qū)分不同的頻率的光信號(hào),比如CWDM標(biāo)準(zhǔn)間隔20nm。理論上來(lái)講光信號(hào)之間是有干擾的,由于光纖非線性效應(yīng),四波混頻等的存在,所以光...
在模擬載波通信系統(tǒng)中,通常采用頻分復(fù)用方法提高系統(tǒng)的傳輸容量,充分利用電纜的帶寬資源,即在同一根電纜中同時(shí)傳輸若干個(gè)信道的信號(hào),接收端根據(jù)各載波頻率的不同,利用帶通濾波器就可濾出每一個(gè)信道的信號(hào)。同樣,在光纖通信系統(tǒng)中也可以采用光的頻分復(fù)用的方法來(lái)提高系統(tǒng)的傳輸容量,在接收端采用解復(fù)用器(等效于光帶通濾波器)將各信號(hào)光載波分開(kāi)。由于在光的頻域上信號(hào)頻率差別比較大,一般采用波長(zhǎng)來(lái)定義頻率上的差別,該復(fù)用方法稱為波分復(fù)用。WDM技術(shù)就是為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資源,根據(jù)每一信道光波的頻率(或波長(zhǎng))不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道,把光波作為信號(hào)的載波,在發(fā)送端采用波分復(fù)用器(合波器)將不同規(guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端,再由一波分復(fù)用器(分波器)將這些不同波長(zhǎng)承載不同信號(hào)的光載波分開(kāi)的復(fù)用方式。由于不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)可以看作互相獨(dú)立(不考慮光纖非線性時(shí)),從而在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。將兩個(gè)方向的信號(hào)分別安排在不同波長(zhǎng)傳輸即可實(shí)現(xiàn)雙向傳輸。根據(jù)波分復(fù)用器的不同,可以復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)也不同,從2個(gè)至幾十個(gè)不等,一般商用化是8波長(zhǎng)和16波長(zhǎng)系統(tǒng),這取決于所允許的光載波波長(zhǎng)的間隔大小。
WDM本質(zhì)上是光頻上的頻分復(fù)用(FDM)技術(shù)。從中國(guó)幾十年應(yīng)用的傳輸技術(shù)來(lái)看,走的是FDM-TDM-TDM FDM的路線。開(kāi)始的明線、同軸電纜采用的都是FDM模擬技術(shù),即電域上的頻分復(fù)用技術(shù),每路話音的帶寬為4KHz,每路話音占據(jù)傳輸媒質(zhì)(如同軸電纜)一段帶寬;PDH、SDH系統(tǒng)是在光纖上傳輸?shù)腡DM基帶數(shù)字信號(hào),每路話音速率為64kb/s;而WDM技術(shù)是光纖上頻分復(fù)用技術(shù),16(8)×2.5Gb/s的WDM系統(tǒng)則是光頻上的FDM模擬技術(shù)和電頻率上TDM數(shù)字技術(shù)的結(jié)合。
WDM本質(zhì)上是光頻上的頻分復(fù)用FDM技術(shù),每個(gè)波長(zhǎng)通路通過(guò)頻域的分割實(shí)現(xiàn)。每個(gè)波長(zhǎng)通路占用一段光纖的帶寬,與過(guò)去同軸電纜FDM技術(shù)不同的是:(1)傳輸媒質(zhì)不同,WDM系統(tǒng)是光信號(hào)上的頻率分割,同軸系統(tǒng)是電信號(hào)上的頻率分割利用。(2)在每個(gè)通路上,同軸電纜系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號(hào)4KHz語(yǔ)音信號(hào),而WDM系統(tǒng)目前每個(gè)波長(zhǎng)通路上是數(shù)字信號(hào)SDH2.5Gb/s或更高速率的數(shù)字系統(tǒng)。
WDM技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì),得到快速發(fā)展??衫霉饫w的帶寬資源,使一根光纖的傳輸容量比單波長(zhǎng)傳輸增加幾倍至幾十倍;多波長(zhǎng)復(fù)用在單模光纖中傳輸,在大容量長(zhǎng)途傳輸時(shí)可大量節(jié)約光纖;對(duì)于早期安裝的電纜,芯數(shù)較少,利用波分復(fù)用無(wú)需對(duì)原有系統(tǒng)作較大的改動(dòng)即可進(jìn)行擴(kuò)容操作;由于同一光纖中傳輸?shù)男盘?hào)波長(zhǎng)彼此獨(dú)立,因而可以傳輸特性完全不同的信號(hào),完成各種電信業(yè)務(wù)信號(hào)的綜合與分離,包括數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào),以及PDH信號(hào)和SDH信號(hào)的綜合與分離;波分復(fù)用通道對(duì)數(shù)據(jù)格式透明,即與信號(hào)速率及電調(diào)制方式無(wú)關(guān)。
一個(gè)WDM系統(tǒng)可以承載多種格式的“業(yè)務(wù)”信號(hào),如ATM、IP等;在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和發(fā)展中,是理想的擴(kuò)容手段,也是引入寬帶新業(yè)務(wù)(例如CATV、HDTV和B-ISDN等)的有利手段,增加一個(gè)附加波長(zhǎng)即可引入任意想要的新業(yè)務(wù)或新容量;利用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù),從而可能實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明的、具有高度生存性的光網(wǎng)絡(luò);在國(guó)家骨干網(wǎng)的傳輸時(shí),EDFA的應(yīng)用可以減少長(zhǎng)途干線系統(tǒng)SDH中繼器的數(shù)目,從而減少成本。
以WDM技術(shù)為基礎(chǔ)的具有分插復(fù)用和交叉連接功能的光傳輸網(wǎng)具有易于重構(gòu)、良好的擴(kuò)展性等優(yōu)勢(shì),已成為未來(lái)高速傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向,很好的解決下列技術(shù)問(wèn)題有利于其實(shí)用化。
WDM是一項(xiàng)新的技術(shù),其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定較粗,因此不同商家的WDM產(chǎn)品互通性極差,特別是在上層的網(wǎng)絡(luò)管理方面。為了保證WDM系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模實(shí)施,需保證WDM系統(tǒng)間的互操作性以及WDM系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)間互連、互通,因此應(yīng)加強(qiáng)光接口設(shè)備的研究。
WDM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理,特別是具有復(fù)雜上/下通路需求的WDM網(wǎng)絡(luò)管理不是很成熟。在網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模采用需要對(duì)WDM系統(tǒng)進(jìn)行有效網(wǎng)絡(luò)管理。例如在故障管理方面,由于WDM系統(tǒng)可以在光通道上支持不同類型的業(yè)務(wù)信號(hào),一旦WDM系統(tǒng)發(fā)生故障,操作系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)自動(dòng)發(fā)現(xiàn),并找出故障原因;目前為止相關(guān)的運(yùn)行維護(hù)軟件仍不成熟;在性能管理方面,WDM系統(tǒng)使用模擬方式復(fù)用及放大光信號(hào),因此常用的比特誤碼率并不適用于衡量WDM的業(yè)務(wù)質(zhì)量,必須尋找一個(gè)新的參數(shù)來(lái)準(zhǔn)確衡量網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的服務(wù)質(zhì)量等。
一些重要光器件的不成熟將直接限制光傳輸網(wǎng)的發(fā)展,如可調(diào)諧激光器等。通常光網(wǎng)絡(luò)中需要采用4~6個(gè)能在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行調(diào)諧的激光器,但目前這種可調(diào)諧激光器還很難商用化。
WDM技術(shù)問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng),但由于具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)迅速得到推廣應(yīng)用。建立一個(gè)以它和OXC(光交叉連接)為基礎(chǔ)的光網(wǎng)絡(luò)層,實(shí)現(xiàn)用戶端到端的全光網(wǎng)連接,用一個(gè)純粹的“全光網(wǎng)”消除光電轉(zhuǎn)換的瓶頸將是未來(lái)的趨勢(shì)?,F(xiàn)在WDM技術(shù)還是基于點(diǎn)到點(diǎn)的方式,但點(diǎn)到點(diǎn)的WDM技術(shù)作為全光網(wǎng)通訊的第一步,也是最重要的一步,它的應(yīng)用和實(shí)踐對(duì)于全光網(wǎng)的發(fā)展起到?jīng)Q定性的作用。形成一個(gè)光層的網(wǎng)絡(luò)既全光網(wǎng),將是光通訊的最高階段。全光技術(shù)的發(fā)展表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
光纖通信用的光源即半導(dǎo)體激光器只能發(fā)出固定波長(zhǎng)的光波。將來(lái)會(huì)出現(xiàn)激光器光源的發(fā)射波長(zhǎng)可按需要進(jìn)行調(diào)諧發(fā)送,其光譜性能將更加優(yōu)越,而且具有更高的輸出功率、穩(wěn)定性和可靠性。不僅如此,可變波長(zhǎng)的激光器更有利于大批量生產(chǎn),降低成本。
中繼器需要經(jīng)過(guò)光-電-光的轉(zhuǎn)換過(guò)程,即通過(guò)對(duì)電信號(hào)的處理來(lái)實(shí)現(xiàn)再生(整形、定時(shí)、數(shù)據(jù)再生)。電再生器體積大、耗電多、成本高。摻鉺光纖放大器雖然可以用來(lái)作再生器使用,但它只是解決了系統(tǒng)損耗受限的難題,而無(wú)法解決色散的影響,這就對(duì)光源的光譜性能提出了極高的要求。未來(lái)的全光中繼器不需要光-電-光的處理過(guò)程,可以對(duì)光信號(hào)直接進(jìn)行再定時(shí)、再整形和再放大,而且與系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)、比特率、協(xié)議等無(wú)關(guān)。由于它具有光放大功能,所以解決了損耗受限的難題,又因?yàn)樗梢詫?duì)光脈沖波形直接進(jìn)行再整形,所以也解決了色散受限方面的難題。
未來(lái)的OXC(光交叉連接)可以利用軟件對(duì)各路光信號(hào)靈活的交叉連接。OXC對(duì)全光網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度、業(yè)務(wù)的集中與疏導(dǎo)、全光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)與恢復(fù)等都將發(fā)揮作用。
采用的OADM只能在中間局站上、下固定波長(zhǎng)的光信號(hào),使用起來(lái)比較僵化。未來(lái)的OADM對(duì)上、下光信號(hào)將完全可控,通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)就可以在中間局站有選擇地上、下一個(gè)或幾個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào),使用起來(lái)非常方便,組網(wǎng)(光網(wǎng)絡(luò))十分靈活。
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數(shù)值分析了雙芯光子晶體光纖的耦合特性,設(shè)計(jì)出0.85/1.55μm、0.98/1.55μm和1.3/1.55μm基于通信波段的波分復(fù)用器件,其光纖長(zhǎng)度分別為542μm、996μm和932μm。在雙芯光子晶體光纖的基礎(chǔ)上,光纖長(zhǎng)度固定不變時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)中心空氣孔材料折射率,材料折射率分別為1.281、1.343和1.348,實(shí)現(xiàn)對(duì)0.85/1.55μm、0.98/1.55μm和1.31/1.55μm波長(zhǎng)的可調(diào)諧復(fù)用和解復(fù)用。
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能把原來(lái) 1 根光纖擴(kuò)充為 8 根光纖。 功能描述 CC-CW 系列光纖復(fù)用器可以用來(lái)增加網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬和傳輸距離。可以使 網(wǎng)絡(luò)容量在不影響原有業(yè)務(wù)的情況下迅速成倍地增加 , 同時(shí)大大提高網(wǎng)絡(luò)的安 全性。具有光中繼、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換、傳輸介質(zhì)在單模光纖與多模光纖之間轉(zhuǎn)換等功能。 它適用于在 10Mb/s~2.5 Gb/s 速率范圍內(nèi)各種數(shù)字信號(hào) (SDH、ATM、以太網(wǎng)、 光纖通道 )和模擬信號(hào)在光纖中的復(fù)用傳輸和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。 本說(shuō)明書(shū)適用于所有 CC -CW 光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器。 特性 u 標(biāo)準(zhǔn): 支持全雙工、半雙工模式; u 波長(zhǎng):見(jiàn)附件一 u 光纖接口: CC-CW 系列光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器可以匹配目前市面上所有 SFP,支持雙纖連接或 單纖連接,波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換數(shù)量和傳輸距離可選。 u 環(huán)境: 工作溫度: -10~+50℃ 儲(chǔ)存溫度: -40~+85℃ u 濕度: 10~90%無(wú)冷凝 u 技術(shù)指標(biāo): 參數(shù) 單 位
WDM是將一系列載有信息、但波長(zhǎng)不同的光信號(hào)合成一束,沿著單根光纖傳輸;在接收端再用某種方法,將各個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi)的通信技術(shù)。波分復(fù)用器采用的就是這個(gè)技術(shù)。
目錄
一 名詞解釋
二 WDM
三 CWDMCWDM系統(tǒng)原理
CWDM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
CWDM產(chǎn)品存在的不足
CWDM的發(fā)展方向
四 DWDM
DWDM系統(tǒng)原理概述
DWDM結(jié)構(gòu)分
DWDM光信道
光波分復(fù)用的技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)
勢(shì)如下充分利用光纖的低損耗波段具有在同一根光纖中傳送多個(gè)信號(hào)的能力較強(qiáng)的靈活性恢復(fù)起來(lái)也迅速方便降低了成本提高了系統(tǒng)的可靠性
五 應(yīng)用圖
光通信是由光來(lái)運(yùn)載信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?。在光通信領(lǐng)域,人們習(xí)慣按波長(zhǎng)而不是按頻率來(lái)命名。因此,所謂的波分復(fù)用(WDM,Wavelength Division Multiplexing)其本質(zhì)上也是頻分復(fù)用而已。
WDM是在1根光纖上承載多個(gè)波長(zhǎng)(信道)系統(tǒng),將1根光纖轉(zhuǎn)換為多條“虛擬”纖,當(dāng)然每條虛擬纖獨(dú)立工作在不同波長(zhǎng)上,這樣極大地提高了光纖的傳輸容量。由于WDM系統(tǒng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性與有效性,使之成為當(dāng)前光纖通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的主要手段。波分復(fù)用技術(shù)作為一種系統(tǒng)概念,通常有3種復(fù)用方式,即1 310 nm和1 550 nm波長(zhǎng)的波分復(fù)用、粗波分復(fù)用(CWDM,Coarse Wavelength Division Multiplexing)和密集波分復(fù)用(DWDM,Dense Wavelength Division Multiplexing)。
(1)1 310 nm和1 550 nm波長(zhǎng)的波分復(fù)用
這種復(fù)用技術(shù)在20世紀(jì)70年代初時(shí)僅用兩個(gè)波長(zhǎng):1 310 nm窗口一個(gè)波長(zhǎng),1 550 nm窗口一個(gè)波長(zhǎng),利用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)單纖雙窗口傳輸,這是最初的波分復(fù)用的使用情況。
(2)粗波分復(fù)用
繼在骨干網(wǎng)及長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用后,波分復(fù)用技術(shù)也開(kāi)始在城域網(wǎng)中得到使用,主要指的是粗波分復(fù)用技術(shù)。CWDM使用1 200~1 700 nm的寬窗口,目前主要應(yīng)用波長(zhǎng)在1 550 nm的系統(tǒng)中,當(dāng)然1 310 nm波長(zhǎng)的波分復(fù)用器也在研制之中。粗波分復(fù)用(大波長(zhǎng)間隔)器相鄰信道的間距一般≥20 nm,它的波長(zhǎng)數(shù)目一般為4波或8波,最多16波。當(dāng)復(fù)用的信道數(shù)為16或者更少時(shí),由于CWDM系統(tǒng)采用的DFB激光器不需要冷卻,在成本、功耗要求和設(shè)備尺寸方面,CWDM系統(tǒng)比DWDM系統(tǒng)更有優(yōu)勢(shì),CWDM越來(lái)越廣泛地被業(yè)界所接受。CWDM無(wú)需選擇成本昂貴的密集波分解復(fù)用器和“光放”EDFA,只需采用便宜的多通道激光收發(fā)器作為中繼,因而成本大大下降。如今,不少?gòu)S家已經(jīng)能夠提供具有2~8個(gè)波長(zhǎng)的商用CWDM系統(tǒng),它適合在地理范圍不是特別大、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展不是非??斓某鞘惺褂?。
(3)密集波分復(fù)用
密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)可以承載8~160個(gè)波長(zhǎng),而且隨著DWDM技術(shù)的不斷發(fā)展,其分波波數(shù)的上限值仍在不斷地增長(zhǎng),間隔一般≤1.6 nm,主要應(yīng)用于長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)。在所有的DWDM系統(tǒng)中都需要色散補(bǔ)償技術(shù)(克服多波長(zhǎng)系統(tǒng)中的非線性失真——四波混頻現(xiàn)象)。在16波DWDM系統(tǒng)中,一般采用常規(guī)色散補(bǔ)償光纖來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償,而在40波DWDM系統(tǒng)中,必須采用色散斜率補(bǔ)償光纖補(bǔ)償。DWDM能夠在同一根光纖中把不同的波長(zhǎng)同時(shí)進(jìn)行組合和傳輸,為了保證有效傳輸,一根光纖轉(zhuǎn)換為多根虛擬光纖。目前,采用DWDM技術(shù),單根光纖可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量高達(dá)400 Gbit/s,隨著廠商在每根光纖中加入更多信道,每秒太位的傳輸速度指日可待。
波分復(fù)用器
WDM是將一系列載有信息、但波長(zhǎng)不同的光信號(hào)合成一束,沿著單根光纖傳輸;在接收端再用某種方法,將各個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi)的通信技術(shù)。波分復(fù)用器采用的就是這個(gè)技術(shù)。