（例如CATV ) 的方便手段
波长路由：利用WDM选路实现网络交换和恢复从而
实现未来透明的、具有高度生存性的光联网
6
采用WDM前的扩容
7
采用WDM后的扩容
8
WDM+EDFA 革新了光纤传输
40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km 40km
TXTXTXTXTXR1TP3XR11TTP30RXR11TTP30RXR11TP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RP30RR11TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RP30RR11TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RR1P31TR1P31T0RR1P31T0RR1P31T0RP31T0RR110TRP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RRP310R1TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RRP311TR11P3T0RRP310R1TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RP3R11TR11TP30RP3R0R11TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TR1P30RRP311TR11TP30RRP301R1TR11TP30RP30R1TR11T0RP30RR11TP30RR11TP30RR11TTP30RRX11TTP30RX1TT0RXTXTXTXTXTX
DWDM 波长范围
1310nm
1550nm
波长
色散位移光纤（DSF,G.653） 非零色散位移光纤（NZDSF,G.655）
20
G.652单模光纤（NDSF）
大多数已安装的光纤 低损耗 大色散分布 大有效面积 色散受限距离短
2.5Gb/s系统色度色散受限距离约600km 10Gb/s系统色度色散受限距离约34km G.652+DCF方案升级扩容成本高
1
发光二极管（LED） 多纵模激光器（MLM）
-XdB
1
2
单纵模激光器（SLM）
1
1
-XdB
-XdB
1 2
1 2
30
波长控制技术 之一
温度反馈控制
管芯温度和波长关系曲线
(nm)
温度传感器 激光器管芯 TEC温度控制器 0激光输出 0
TEC温度 控制电路
T(C)
对于1.5m DFB激光器，波长 温度系数约为13GHz/C
* 操作简单
O-E
电信号处理
DFB 激光器
E-O
电光调制器
36
合波和分波无源部分
37
波分复用器分类：
1、粗波分复用器
n 980/1550、1480/1550泵浦/信号波分复用 器（全光纤熔融拉锥型）。
n 1310/1550波分复用器（全光纤熔融拉锥 型）。
n 1550波段内粗波分复用器（有可能用全光 纤熔融拉锥方法实现）。
10
二 DWDM技术
11
DWDM系统的分类
以系统接口分类：集成式或开放式系统 以信道数分类：4、8、16、32等 以信道速率分类：2.5Gbit/s 、10Gbit/s及混合速率 以信道承载业务类型分类：PDH、SDH、ATM、
IP或混合业务等
12
开放式和集成式系统结构
13
开放式4波、8波、16波、32波WDM系统
中心频率 195.2 195.1 195.0 194.9 194.8 194.7 194.6 194.5 194.4 194.3 194.2 194.1 194.0 193.9 193.8 193.7 193.6 193.5 193.4 193.3 193.2 193.1 193.0 192.9 192.8 192.7 192.6 192.5 192.4 192.3 192.2 192.1
波长转换(Wavelength Convertion)
开放式系统 集成式系统
各种设备供应厂家 各种速率接入 任意波长接入 各种数据格式 任意时刻接入 成本较高
没有互操作性 成本较低
16
DWDM系统的五大组成部分
光传输和光放大
小色度色散系数光纤 增益平坦和增益锁定的EDFA光放大器
发射和接收有源部分
增益G=30~35dB
Pout=+17dBm
25
光放大器技术的发展
半导体光放大器
（SOA）
光
掺铒光纤光放大器
纤 衰
（PDFA）
激光拉曼光放大器
光 放
(SRA)
大
器
增
益
除去 OH 峰外
低损耗窗口
>300nm
增增益益窗窗口口 3300nnmm ~~ 6600nnmm
PPDDFFAA
14
集成式4波、8波、16波、32波WDM系统
OMT
1
2
O
OBA
•
•
M
•
U
OS
n
C
EMU
1 2
• • •
n
OWU
O D U
OSC OS
C
OPA
ILA
OLA
OS
OS
C
C
OSC
OS
OS
C C
OWU
OLA EMU
OMT
OPA
OS
C
1
2
O
•
D
•
U
•
n
OSC
OS
C
OBA
OWU
EMU
1
2 O
M
•
•
U
•
n
15
开放式系统的关键技术------
22
G.655单模光纤（NZ-DSF）
在1530－1565nm窗口有较低的损耗 工作窗口较低的色散，一定的色散抑制了非线性效应 （四波混频）的发生。 可以有正的或负的色散——海底传输系统 正色散SPM效应压缩脉冲，负色散SPM效应展宽脉冲。 为DWDM系统的应用而设计的
结论: 适用于10Gb/s以上速率DWDM传输， 是未来大容量传输，DWDM系统用光纤的理想选择。
23
EDFA在线路中的应用
线路放大器
合
分
波
波
器
器
功率放大器
前置放大器
24
光功放(OBA)
光预放(OPA)
OBA
增益G=20~25dB Pout=+17dBm 光线放(OLA)
OPA
ATT
OPA
增益G=20~25dB
Pin=-28dBm 增益G=25、30/33dB
OLA
Pout=+17dBm
OBA
中心波长 1535.82 1536.61 1537.40 1538.19 1538.98 1539.77 1540.56 1541.35 1542.14 1542.94 1543.73 1544.53 1545.32 1546.12 1546.92 1547.72 1548.51 1549.32 1550.12 1550.92 1551.72 1552.52 1553.33 1554.13 1554.94 1555.75 1556.55 1557.36 1558.17 1558.95 1559.79 1560.61
波分复用
WDM(Wavelength Division Multiplexer)
TDM和WDM技术合用
5
DWDM技术特点
高容量：可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使传
输容量比单波长传输增加几倍至几十倍
低成本：在大容量长途传输时可以节约大量光纤和
再生器，大大降低传输成本
透明性：与信号速率、格式无关, 是引入宽带新业务
31
调制方式
直接调制方式
－输出功率正比于调制电流； －简单、损耗小、价廉； －使用FP或DFB激光器二极管； 随调制速率增高，模数增加，激光器谱线展宽（啁啾）。
限制使用在 <2.5Gbps速率下，较短距离传输。
驱动电流 FP 或 DFB 激光器
32
调制方式
外调制方式
－激光器光源＋开关 －复杂、损耗大、价格贵；
38
2 密集波分复用器DWDM
一、干涉滤光膜型波分复用器
输入光纤
干涉滤光膜
0 (监管信道)
1 2 3 4
39
二、光栅型波分复用器
1. 体光栅型
43 2 1
输入光
40
2. 光纤光栅型
1—16
布拉格光栅
16
1—15
34
光接收机
入射光
短程传输接收：PIN 长程传输接收：APD
电信号
接收机必须承受的影响： 信号畸变 噪声 串扰
35
光转发器（Transponder）
O/E/O波长转换器
* 以目前工艺水平的组件比特率可达40Gbit/s
* 消光比得到改善，并可用外调制对信号进行整形
* 高SNR
* 与偏振无关
光转发器（OTU）
特定波长和波长稳定、色散容限大的激光器发射源 能容忍一定SNR信号的光接收机
合波和分波无源部分
信道隔离度高的光解复用器
光监控信道
1510nm
DWDM系统网管
光传送网分层模型
17
光纤衰耗
10.0
5.0 光 纤 衰 2.0 减 (dB)
1.0
1978 年
1982 年
1980 年
0.5
0.8
1.0
1.3