波分复用技术

Posted 2021-05-18 xianyitongls

深圳纤亿通科技集团以光波分复用技术为基础，开发出具有跨时代意义的光传输系统，全系统支持数据纯透明传输，支持点对点或多点传输如20G，40G、80G、160G、480G、1.6T、4T、10T等带宽定制解决方案。支持光线路保护，设备级冗余保护等安全系统。光波分复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的用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（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号送人不同的终端，因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。
（一）光波分复用系统的组成：
1) 光合波器(MUX)：把多个波长复用到一根光纤里传输。
2) 光解波器(DEMUX)：把多个波长分用到各根光纤中，使信道分离。
3) 光功率放大器(BA)：可补偿光复用器的损耗，提高入纤功率。
4) 光线路放大器(LA)：补偿光纤损耗。
5) 光前置放大器(PA)：提高接收光功率值，提高接收机灵敏度。
6) 光色散补偿器（DCM）：远距离传输时提供色散补偿。
7) 光接口转换器(OTU)：把常规的业务光信号转换成适合DWDM传输的信号。
8) 监控信道（OSC）：专门传送监控系统的信道。
9) 光纤拉曼放大器（RA）：主要用于低噪声，长跨距或高速率光纤传输系统，利用传输光纤作为增益介质形成分布式放大，有效降低系统噪声，可与本公司EDFA 产品组合使用得到最佳的增益与噪声指标。
10) 前向纠错FEC设备:
 该设备集成FEC（前向纠错）编码和解码功能，是一台具有FEC 编码和解码功能的双向转发设备，专门用于SDH STM-64 光传输系统。
（二）波分复用的两种技术介绍
1) DWDM技术简介
WDM 和 DWDM 是在不同发展时期对 WDM 系统的称呼。在 20 世纪 80 年代初，人们想到并首先采用的是在光纤的两个低损耗窗口 1310nm窗口和 1550nm窗口各传送 1 路光波长信号，也就是 1310nm、1550nm两波分的 WDM 系统。随着 1550nm窗口 EDFA 的商用化，WDM 系统的相邻波长间隔变得很窄（一般小于 1.6nm），且工作在一个窗口内，共享EDFA 光放大器。为了区别于传统的 WDM 系统，人们称这种波长间隔更紧密的 WDM 系统为密集波分复用系统。所谓密集，是指相邻波长间隔而言，过去 WDM 系统是几十纳米的波长间隔，现在的波长间隔只有 0.4～2nm。密集波分复用技术其实是波分复用的一种具体表现形式。如果不特指 1310nm、1550nm 的两波分 WDM 系统外，人们谈论的 WDM 系统就是 DWDM 系统。
实现光波分复用和传输的设备种类很多，各个功能模块都有多种实现方法，具体采用何种设备应根据现场条件和系统性能的侧重点来决定。总体上看，在 DWDM 系统当中有光发送/接收器、波分复用器、光放大器、光色散补偿器、光监控信道和光纤六个模块。
光纤的非线性效应是影响 WDM 传输系统性能的主要因素。光纤的非线性效应主要与光功率密度、信道间隔和光纤的色散等因素密切相关；光功率密度越大、信道间隔越小，光纤的非线性效应就越严重；色散与各种非线性效应之间的关系比较复杂，其中四波混频随色散接近零而显着增加。随着 WDM 技术的不断发展，光纤中传输的信道数越来越多，信道间距越来越小，传输功率越来越大，因而光纤的非线性效应对 DWDM 传输系统性能的影响也越来越大。
克服非线性效应的主要方法是改进光纤的性能，如增加光纤的有效传光面积，以减小光功率密度；在工作波段保留一定量的色散，以减小四波混频效应；减小光纤的色散斜率，以扩大 DWDM 系统的工作波长范围，增加波长间隔；同时，还应尽量减小光纤的偏振模色散，以及在减小四波混频效应的基础上尽量减小光纤工作波段上的色散，以适应单信道速率的不断提高。

DWDM 复用系统中的光源应具有以下 4 点要求：
① 波长范围很宽；
② 尽可能多的信道数；
③ 每信道波长的光谱宽度应尽可能窄；
④ 各信道波长及其间隔应高度稳定。
因此，在波分复用系统中使用的激光光源，几乎都是分布反馈激光器(DFB-LD)，而且目前多为量子阱 DFB 激光器。
随着科学技术的发展与进步，用在波分复用系统中的光源除了分立的 DFB-LD、可调谐激光器、面发射激光器外，还有两种形式。其一是激光二极管的阵列，或是阵列的激光器与电子器件的集成，实际是光电集成回路(OEIC)，与分立的 DFB-LD 相比，这种激光器在技术上前进了一大步，它体积缩小、功耗降低、可靠性高，应用上简单、方便。另一种新的光源——超连续光源。确切地说应该是限幅光谱超连续光源(Spectrum Sliced Super)