波分复用的光纤通信技术概要.docx

光纤通信系统与光网络 大作业 作业类别：技术类 波分复用的光纤通信技术 曾扬舰 2016年5月30号 摘要： 光纤通信为人类社会的信息传递开辟新的天地，自1966年被发明出来后，就开始成为信息技术领域的研究热点，通信技术不断革新，新器件不断被研发出来，传输速率逐渐加快，光纤网络越来越多，光纤通信在国家社会经济发展中的作用越来越突出。随着互联网的普及，许多国家的数据业务流量已大大超出语音业务流量，并成为推动核心网络发展的巨大推动力。数据业务对网络带宽的需求较大，对网络的动态分配能力要求高，采用传统人工配置的网络连接方式不利于通信网络的发展，而光波分复用技术（WDM）的发明为通信网络带来新的曙光，带来了新的传输手段。 本文从光波分复用技术的概念、分类、系统结构，光波分复用技术的优点，光波分复用关键技术，光波分复用的主要应用，光波分复用的发展方向以及关键难点等方面，简单地介绍光波分复用技术。 第一章 WDM光纤通信系统 1.1波分复用技术的简述 波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。 1.2波分复用的系统结构 1.2.1波分复用光纤通信系统: N个光发射机分别发射N个不同波长，经过光波分复用器WDM合到一起，耦合进单根光纤中传输。到接收端，经过具有光波长选择功能的 解复用器DWDM，将不同波长的光信号分开，送到N个光接收机接收。 1.2.2 双向WDM系统: 图中WDM/DWDM是具有波长选路功能的复用/解复用器。光发射机 T1发射的光信号，经WDM/DWDM送入传输光纤，在接收端，再经另一个MD的波长选择后送到接收机R1接收。T2和R2是另一方向传输的发射和接收端机。 1.3波分复用系统的优点及特点 1）充分挖掘光纤的巨大带宽资源。利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。目前我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。 2）能够同时传输多种不同类型的信号。由于WDM技术使用的各波长的信道相互独立，因而可以传输特性和速率完全不同的信号，完成各种电信业务和综合传输，如PHD信号和SDH信号，数字信号和模拟信号，多种业务（音频、视频、数据等）的混合传输等。 3）降低线路成本。采用WDM技术可以使N个波长复用起来在单根光纤中传输，也可实现单根光纤双向传输，在长途大容量传输时可以节约大量光纤，另外对已经建成的光纤通信系统扩容方便，只要使系统的功率余量较大，就可以进一步扩容而不必对原系统作大的改动。 目前,由于多路载波的光波分复用对光发射机、光接收机等设备要求较高,技术实施有一定难度,同时多纤芯光缆的应用对于传统广播电视传输业务未出现特别紧缺的局面,因而WDM的实际应用还不多。但是,随着有线电视综合业务的开展,对网络带宽需求的日益增长,各类选择性服务的实施、网络升级改造经济费用的考虑等等,WDM的特点和优势在CATV传输系统中逐渐显现出来,表现出广阔的应用前景,甚至将影响CATV网络的发展格局。 第二章 WDM光纤通信关键技术和难点 2.1关键技术 主要包括三大技术：光源技术、光放大技术、光传输技术。具体如下： 1、光源的波长稳定问题。WDM系统需对光源的波长进行精确的设定和控制，以防引起波长漂移而造成系统无法稳定可靠工作。目前主要采用两种方法：一是温度反馈控制法；二是波长反馈控制法。 2、光信道间的串扰问题。光信道间的串扰是影响接收机灵敏度的主要因素，取决于光纤的非线性和无源光解复用器的滤波特性，在1.6nm或0.8nm信道间隔下，光解复用器在2.5Gbps系统中可以保证隔离度大于25dB。 3、光纤色散效应对传输的影响问题。采用EDFA解决了衰减限制，增大了传输距离，但色散也随之增加，原来的衰减限制系统变成了色散限制系统，如2.5Gbps的色散受限距离为930公里，而10Gbps的色散受限距离仅为60公里。 4、光纤的非线性效应问题。常规光通信系统功率不大，光纤呈线性传输。采用WDM光