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第八章波分复用技术工作原理√√与、系统中的关键器件系统中的光源8.3

第八章波分复用技术?波分（频分）复用光纤通信复用技术–波分复用（WDM)–频分复用（OFDM)–密集波分复用（DWDM)–粗波分复用（CWDM)?时分复用?码分复用?空分复用?副载波复用

问题的提出☆电时分复用（TDM）存在的问题：△“电子瓶颈”限制：10Gb/s→40Gb/s…△光纤色散限制△单波长通信系统远远不能有效利用光纤的带宽TDM信号信号1信号2光的时分复用

问题的提出☆波分复用（WDM）波分复用（WDM）——一根光纤同时传输几个不同波长的光载波，每个光载波携带不同的信息。WDM光纤????1234☆WDM发展历程△1977年科学工作者提出WDM技术△1977年实现了1310/1550双波长复用系统△并提出波长间隔200GHz(1.6nm)；100GHz（0.8nm）、50GHz（0.4nm）△目前水平：商用系统：40×10Gb/s；实验室：82×40Gb/s=3.28Tb/s△WDM技术成为目前光纤通信最具代表性的先进技术

光纤损耗谱特性及单模光纤的带宽资源α(dB/km)光纤带宽：1300nm窗口约100nm，1550nm窗口约100nm，共200nm，约30THzOH离子吸收峰2.5第一传输窗口第二传输窗口第三传输窗口红外吸收瑞利散射0.2紫外吸收nm85013101550

波分复用（WDM）系统光纤的带宽光纤带宽：λ和Δλ分别为中心波长和相应的波段宽度,c为真空中光速。波分复用（WDM）系统1310nm的窗口：1.26～1.36μm，相应的带宽为17.5THz。1550nm的窗口：1.48～1.58μm，相应的带宽为12.5THz。两个窗口总带宽超过30THz。如果信道频率间隔为50GHz（0.4nm），在理想情况下，一根光纤可以容纳600个信道。

波分复用定义和特点△波分复用(WDM)分为：☆密集波分复用（DWDM）——光载波复用数大于8波，信道间隔小于3.2nm。☆粗波分复用技术(CWDM)?波长范围：1280nm～1625nmμm；（345nm带宽）?波长间隔：20nm（容纳16个光信道）；?在城域网中，要求硬件成本更低、功耗和体积更小。☆光频分复用(OFDM)波分复用密集程度与电通信的频分复用密集程度相当时。

8.1WDM工作原理WDM工作原理目前单波长可以达到40Gb/s，但原中继器已经不能胜任，单波长提高传输容量必须构建新的路由，升级比较困难。升级措施：（1）波分复用：每个波长无须达到40Gb/s，多个波长可大幅度提高通信容量。当今采用波分复用技术最高速率已达到11Tb/s。（2）采用光时分复用和光码分复用：但目前技术还不很成熟。单波长时分和码分在实验室已经达到640Gb/s(0.64Tb/s)。我们重点讲解波分复用技术。

8.1.1WDM工作原理一个波长在理论上比特率可达1Tb/s,而目前光时分复用才达0.64Tb/s。光孤子通信2007年达到80Gb/s和120Gb/s。普通方式比特率最高只能达到40Gb/s。而普通方式则是采用的2.5Gb/s和5Gb/s的单波长系统，其技术相当成熟。为了发挥光纤带宽很宽的优势，人们采用了多个波长传输系统——波分复用系统。

8.1.1WDM工作原理WDM系统的频谱分布图

8.1.1WDM工作原理WDM与光纤特性

8.1.1WDM工作原理WDM系统的主要特性：（1）通信容量升级容易（2）实现全透明通信无论异步还是同步数字系列，还是模拟通信，在整个传输过程中无须电交接，也无须电中继器，因此收发之间全透明。

8.1.1WDM工作原理（3）波分复用可以实现波长路由线路中使用光路由器件（光分插复用器件、光交叉连接器、波长变换器），把实际波长作为中间或者最终地址(实际就是实现光交换)。典型的WDM光通信链路??1MUXDEMUX1光发射机光发射机光发射机光接收机光接收机?2?3??EDFA23光接收机??NN光发射机光接收机功放线放预放典型的点对点光纤通信系统

8.1.1WDM工作原理光发射机光中继放大光接收机1λ1光纤光λ1接收1分1光纤光合光转发射1BALAPA光转发射nλn波器波器nnλn接收nλSλSλSλS光监控信道接收/发送光监控信道发送器光监控信道发送器网络管理系统n光发送机：将来自不同终端的多路光信号分别由光转发器转换为各自特定波长的光信号后，经光合波器合成组合光信号，再通过光功率放大器（BA）放大输出至光纤中传输。n光中继放大：用采用了增益平坦技术的EDFA实现对不同波长光信号的相同增益放大。n光接收机：先由前置光放大器（PA）放大经传输衰减的主信道光信号，再用分波器从主信道光信号中分出不同特