DWDM的原理及应用

Posted 2021-05-18 xianyitongls

DWDM的原理以及其系统应用
1、DWDM原理概述
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,密集WDM (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更使得它的应用前景十分光明。

在模拟载波通信系统中,为了充分利用电缆的带宽资源,提高系统的传输容量,通常利用频分复用的方法。即在同一根电缆中同时传输若干个频率不同的信号,接收端根据各载波频率的不同利用带通滤波器滤出每一个信道的信号。
同样,在光纤通信系统中也可以采用光的频分复用的方法来提高系统的传输容量。事实上,这样的复用方法在光纤通信系统中是非常有效的。与模拟的载波通信系统中的频分复不同的是，在光纤通信系统中是用光波作为信号的载波,根据每一个信道光波的频率(或波长)不同将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,从而在一根光纤中实现多路光信号的复用传输。

2、开放式与集成式系统
DWDM通常有两种应用形式:
开放式DWDM
集成式DWDM

开放式DWDM系统的特点是对复用终端光接口没有特别的要求,只要求这些接口符合ITU-T建议的光接口标准。DWDM系统采用波长转换技术,将复用终端的光信号转换成指定的波长，不同终端设备的光信号转换成不同的符合ITU-T建议的波长,然后进行合波。

集成式DWDM系统没有采用波长转换技术，它要求复用终端的光信号的波长符合DWDM系统的规范,不同的复用终端设备发送不同的符合ITU-T建议的波长,这样他们在接入合波器时就能占据不同的通道，从而完成合波。
根据工程的需要可以选用不同的应用形式。在实际应用中,开放式DWDM和集成式DWDM可以混合使用。
3、WDM系统组成
N路波长复用的WDM系统的总体结构主要由发送和接收光复用终端(OTM)单元与中继线路发达(OLA)单元三部分组成,如果按组成模块来分有；
光波长转换单元(OTU)；
波分复用器:分波/合波器(ODU/OMU);光放大器(BA/LA/PA)；
光监控信道/通路(OSC)；

光波长转换单元(OTU)将非标准的波长转换为ITU-T所规范的标准波长,系统中应用光/电/光(O/E/O)的变换,即先用光电二极管PIN或APD把接收到的光信号转换为电信号，然后该电信号对标准波长的激光器进行调制，从而得到新的合乎要求的光波长信号。
波分复用器可分为发端的光合波器。光合波器用于传输系统的发送端,是一种具有多个输入端口和一个输出端口的器件,它的每一个输入 端口输入一个预选波长的光信号,输入的不同波长的光波由同一输出端口输出。光分波器用于传输系统的接收端,正好与光合波器相反,它具有-个输入端口和多个输出端口,将多个不同波长信号分类开来。
光放大器不但可以对光信号进行直接放大,同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大器,是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件。在目前实用的光纤放大器中主要有掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)和光纤拉曼放大器
(FRA)等,其中掺铒光纤放大器以其优越的性能被广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统中,作为前置放大器、线路放大器、功率放大器使用。
光监控信道是为WDM的光传输系统的监控而设立的。ITU-T建议优选采用1510nm波长,速率为2Mbit/s。靠低速率下高的接收灵敏度(优于50dBm)仍能正常工作。但必须在EDFA之前下光路,而在EDFA之后.上光路。