WDM 1 2 3 4
光纤
☆ 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)
2.5 第一传输窗口
OH离子吸收峰
光纤带宽： 1300nm窗口约100nm， 1550nm窗口约100nm， 共200nm，约30THz
损 耗 (dB/km)
第二传输窗口
第三传输窗口
瑞利散射
红外吸收
0.2
850
紫外吸收
1310 1550
nm
波分复用（WDM）系统光纤的带宽
光发射机 1
光发射机 光发射机 光发射机
MUX
EDFA
DEMUX
1
2 3 N 功放
光接收机
2 光接收机 3 光接收机 预放 N
光接收机
线放
典型的点对点光纤通信系统
8.1.1 WDM工作原理
光发射机 1
光转发射 1 光 合 波 λn 光转发射 n 器
光中继放大
光 纤
BA
光接收机
光 纤
λ1
n
LA λS λS λS λS
PA
λ1 接收 1 光 分 波 n λ 接收 n 器
1
.. .. . .
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。

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。
8.1 WDM工作原理 8.1.1 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)。
第八章 波分复用技术
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：

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定波长的光信号。

.. .. . .
n
光监控信道 接收 /发送 光监控信发送器
8.1.1 WDM工作原理
• 光监控信道（OSC）：监控系统内各信道的传输情况。在发 送端，插入本节点产生的波长λs为的光监控信号，如帧同步 、公务及各种网管开销字节(多余的字节)，与主信道的光信 号合波输出；在接收端，将收到的光信号进行分离，输出λs 波长的光监控信号和业务信道光信号。 • 网络管理系统：通过光监控信道物理层传送开销字节和接收 开销字节，对WDM进行管理。实现配置、故障、安全、性
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。
能管理等功能，并与上级管理系统通信。
8.1.1 WDM工作原理
WDM系统波长区分配
目前光波分复用系统的工作主要波长：1530~1562nm
8.1.1 WDM工作原理
例题：在1550nm附近，即1525～1565nm, 40 nm。 用DFB-LD时，若实现信道间隔 0.8nm ,则可复用多少光 信道？ 解：
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。
8.1.1 WDM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
我们重点讲解波分复用技术。
8.1.1 WDM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。
△ “电子瓶颈”限制： △ 光纤色散限制
10Gb/s→40Gb/s…
△ 单波长通信系统远远不能有效利用光纤的带宽
1
信号1
0
1
1
TDM 信号
1 1 00 1 0 1 1 1
0 0
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。
光纤带宽： f
c
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。

2

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。
8.1.1 WDM工作原理 WDM系统的频谱分布图
8.1.1 WDM工作原理 WDM与光纤特性
8.1.1 WDM工作原理 WDM系统的主要特性：
（1）通信容量升级容易
当
B NB N 250, B 20Gb/s , 则 B 250 20Gb/s 5 T b/s
（2）实现全透明通信