DWDM密集波分复用.doc

第一章 绪论 1.1 引言 进入90年代，光通信技术的发展越来越快。SDH(同步数字传输体制)以其世界统一的光接口、完全同步传输、强大的网管功能和环状自愈能力等优点，全面取代了PDH。同时，SDH既可承载ATM，也可采用POS接口通过PPP协议实现IP Over SDH。目前，一种新技术：Ethernet Over SDH已经商用化，特点是将以太网、快速以太网和千兆以太网数据帧直接映射进SDH的帧结构中，实现全网络无连接机制，各节点共享带宽，较之POS有更高的效率。因此，SDH仍为目前公共数字传输网络的最佳体制。提高每根光纤所传SDH信号速率的方法有时分复用TDM和波分复用WDM两种。目前时分复用的SDH体制，其线路传输速率从STM－16(2488Gbps)发展到STM－64，STM－256的产品已进入测试阶段，如朗讯公司的WaveStar 40G Express和阿尔卡特公司采用Q－DST技术的40G设备。但最为成熟的还是STM－16。  1.2现代通信现状及需求 我们知道，在网络的设计和建设时期，工程设计人员必须对网络未来的带宽需求作出合理的估计。目前，美国等地区铺设的大多数网络对带宽的需求估计都是来源于古典的工程公式概算，比如泊松（Poisson）概率分布模型等。结果呢，网络所需带宽量的估测值通常按照某种统计假设条件给出，例如，在一个小时之内只会使用6分钟的网络带宽。然而，这一数学模型并没有考虑到由于Internet接入（这一业务的数据流量的年增长率是300%）、传真、多条电话线路、调制解调器、电话会议、数据和视频传输等业务而产生的数据流量。如果考虑到这些因素，网络带宽的用户使用模型就和现有的设计初期估计大大不同了。实际上，在今天的日常生活中，许多人平均使用网络带宽的时间是180分钟甚至超过1个小时！???? 显而易见，运营商们迫切地需要大量的网络容量来满足顾客日益增长的服务需求。据估计，仅在1997年，通过一对光缆传输的长途电话的带宽容量就增加到了1.2 Gbps（百万比特每秒）。当数据传输速度以Gbps单位计算的时候，每秒钟可以通过网络传输1000本图书的信息。可是，到了今天，假如有1百万个家庭希望观赏网站上推出的视频节目或者使用新出现的网络视频应用。??? 从1994年到1998年，美国长途交换网营运公司 (IXC)的网络容量会增长7倍，而美国的本地交换网营运公司（LEC）的网络容量会增长4倍。可事实上呢，现在已经有公司估计其网络容量会比往年增长32倍，而另一家公司单单在1997年的网络新增容量就达到了它在1991年的整个网络规模。还有家公司声称，其网络的规模在未来4年内将达到每半年扩张一倍的增长速率。 运营商要想在商业运营上获得成功，其中的一个关键要旨就是需要一个统一的承载平台，这个平台能够统一承载各种通信技术并且同这些通信技术接口，而且，该平台还应该让运营商具备能把当前和新一代技术集成起来的能力。 第二章 DWDM系统的构成及原理分析 2.1 DWDM系统的构成以及工作原理 DWDM系统包括光放大器OA、光复用器OMU、光解复用器ODU、光波长转换器OTU和光监控系统OSC以及光分插复用器OADM等。整个光复用段包括两个端站和若干个中继站，全段均为光信号，不需进行电的再生。  波分复用即在一根光纤上采用频分复用技术，承载若干不同频率点的光信号。当光波的间隔不大于100GHz时，称密集波分复用DWDM。由此可见，WDM并非新技术；但DWDM的实用化完全得益于光放大器、光无源器件和光纤本身的技术进步。目前DWDM每个波长所载的均为TDM和SDH信号，IP over DWDM技术正在飞速发展中，将来IP可与SDH一起工作于同一个DWDM系统中。 由于DWDM在整个光复用段不需进行电的再生，所以系统的监控信息不能利用SDH的开销来传送。需要设一个光波长来传输网管和监控信号，但该波长不能占用工作波长。 2.2 各构成部分的详细作用 2.21 光放大器OA的作用 光放大器（OA），特别是掺铒光纤放大器（EDFA），是光网络中最普通的器件。 而且OA与DWDM技术结合使用后，可以在超长途和长途陆地网络中实现高容量传输。在这些网络中，OA的主要作用就是：补偿信号在光纤中传输时的损耗。例图2.21-1和图2.21-2 图2.21-1 图2.21-2 2.22 光复用器OMU的作用 　 光复用器OMU完成不同波长光信号的频分复用，光解复用器ODU则完成光信号的解频分复用。OMU/ODU也称光分波/合波器，是DWDM系统的核心器件，其主要指标有插入损耗、串扰、偏振相关损耗等。光合波/分波器主要有光栅型(Fiber Grating)、光纤熔锥耦合型(Fused Bicomical)、阵列波道光栅型(A