dwdm系統(tǒng)基礎(chǔ)知識深入介紹-wenkub
2023-05-21 12:58:38 本頁面
【正文】 松的形式來代替光衰減器。 ? APD管由于其靈敏度比較高（一般為 28dBm左右） 、過載點比較低（一般為 9dBm左右），適用于長距離傳送。 光調(diào)制器對恒定光源發(fā)出的高穩(wěn)定激光根據(jù)電調(diào)制信號以“允許”或者“禁止”通過的方式進(jìn)行處理，而在調(diào)制的過程中，對光波的頻譜特性不會產(chǎn)生任何影響，保證了光譜的質(zhì)量，適用于高速率、長距離傳輸。 LD 影響：因存在‘ 1’和‘ 0’頻率的變化，不可避免存在啁啾。 ? 由于 LD是一個閾值器件 ， 所以在實際使用時必須對之進(jìn)行予偏置 。 21 21 幾種光纖的比較 Dispersion(ps/nm Km)G . 653λ (nm )15501310G . 652 f iber G . 655OH 吸收峰17Attenuation(dB)C_band L_band在單模光纖中有兩個低損耗區(qū)域，分別在 1310nm和 1550nm附近，也就是我們通常說的 1310nm窗口和 1550nm窗口。 SDH/DWDM系統(tǒng)均可，但更適合DWDM系統(tǒng)的傳送。在波長 1550nm處，色散系數(shù) D的 典型值是 17ps/nmkm，最大值一般不超過 20ps/nmkm； 色散位移光纖（ DSF），是指色散零點在 1550nm附近的光纖，它相對于標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（ ），色散零點發(fā)生了移動。 20 20 ITUT已經(jīng)在 、 、 4種不同設(shè)計的單模光纖，區(qū)別見下表： 類型 定義 適用范圍 主要指標(biāo) 標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（ SMF），是指色散零點（即色散為零的波長）在 1310nm附近的光纖。 光纖纖芯MF D? 模場直徑就是描述單模光纖中光能集中程度的參量 ? 模場直徑越小，通過光纖橫截面的能量密度就越大。脈沖展寬將使前后光脈沖發(fā)生重疊，稱為碼間干擾。 注：一般在單模光纖中只考慮材料色散和波導(dǎo)色散 16 16 碼間干擾 在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，色散將導(dǎo)致碼間干擾。 ? 模式色散也稱為模間色散，模式色散主要存在于多模光纖中。 14 14 光纖中的色散特性 光脈沖中的不同頻率或模式在光纖中的群速度不同，因而這些頻率成分和模式到達(dá)光纖終端有先有后，使得光脈沖發(fā)生展寬，這就是光纖的色散。光纖的損耗限制了沒有光放大的光信號的傳播距離。 當(dāng)光纖的幾何尺寸可以于光波長相比擬時，即纖芯的幾何尺寸與光信號波長相差不大時，光纖只允許一種模式在其中傳播，其余的高次模全部截止，這樣的光纖叫做單模光纖。 11 11 單模 /多模光纖 隨著纖芯直徑的粗細(xì)不同，光纖中傳輸模式的數(shù)量多少也不同。主要分為兩種類型： 稀疏波分復(fù)用：不同窗口的光波復(fù)用； 密集波分復(fù)用：同一窗口的多個光波復(fù)用； ? 1? 2┋? 1 ? 2 ? n┉4 4 WDM系統(tǒng)的劃分 λ11光源 λNN……波分復(fù)用檢測器 λ1檢測器 λN…… 1 NλN……光源 λ1波分復(fù)用檢測器 λ1N + 1……檢測器 λN2N波分復(fù)用 波分復(fù)用λ1 λN……光源 λN……光源 λ12NN + 1雙纖雙向 WDM系統(tǒng)示意圖： 5 5 WDM系統(tǒng)的劃分 λ11光源 λNN……波分復(fù)用檢測器 λ1檢測器 λN…… 1 NλN……光源 λ1波分復(fù)用檢測器 λ N+1N + 1……檢測器 λ 2N2Nλ N + 1 λ 2N……光源 λ 2N……光源 λ N+12NN + 1單根光纖單纖雙向 WDM系統(tǒng)示意圖： 藍(lán)帶： ～ 紅帶： ～ 6 6 WDM系統(tǒng)的劃分 開放式 WDM系統(tǒng) 在終端復(fù)用設(shè)備中，具備光接口變換功能， 可以和任何廠家的 SDH 設(shè)備進(jìn)行對接。 集成式 WDM系統(tǒng) 在終端復(fù)用設(shè)備中，不具備光接口變換功能， SDH 設(shè)備中的光發(fā)送單元性能必須滿足波分系統(tǒng)的要求： 如：波長精度、光譜特性、發(fā)送光功率等等。因此光纖按照傳輸模式的數(shù)量多少，分為單模光纖和多模光纖 ，嚴(yán)格按光纖中心軸傳播的模式稱為零級模式，或基模；其它與光纖中心軸成一定角度傳播的光束皆稱為高次模。單模光纖的纖芯直徑較細(xì)，通常直徑為 5~10um。光纖的損耗主要取決于吸收損耗、散射損耗、彎曲損耗三種損耗。色散一般用時延差來表示，所謂時延差，是指不同頻率的信號成分傳輸同樣的距離所需要的時間之差。 ? 色散系數(shù)就是單位波長間隔內(nèi)光波長信號通過單位長度光纖所產(chǎn)生的時延差，用 D表示，單位是 ps/。 λ3λ1 λ 3 λ 1 λ 3 λ 3 λ 1 λ 1TT+ Δ T? 光源是非零譜寬的，光源輸出的光信號被電脈沖進(jìn)行強度調(diào)制 ，調(diào)制信號具有調(diào)制光源的每一波長成分 。碼間干擾將引起誤碼，因而限制了傳輸?shù)拇a速率和傳輸距離。當(dāng)通過光纖的能量密度過大時，會引起光纖的非線性效應(yīng)，造成系統(tǒng)的光信噪比降低，大大影響系統(tǒng)性能。 SDH系統(tǒng)、DWDM系統(tǒng)均可。 SDH系統(tǒng)可以，DWDM一般不采用。 衰減： 1310nm波段： ITUT無規(guī)定。 1300nm 波段 L 波段 C 波段 22 22 DWDM光源技術(shù) DWDM系統(tǒng)的光源具有兩個最突出的特點： 比較大的色散容限值； 標(biāo)準(zhǔn)而穩(wěn)定的波長； 因此選擇半導(dǎo)體激光器（ LD）作為光源。 即予先賦于 LD一個偏置電流 IB， 其值略小于但接近于 LD的閾值電流 ， 使其僅發(fā)出極其微弱的熒光；一旦有調(diào)制信號輸入 ， LD立即工作在能發(fā)出激光的區(qū)域 ， 且其發(fā)光曲線相當(dāng)陡峭 。啁啾的存在展寬了激光器發(fā)射光譜的帶寬，使光源的光譜特性變壞，限制了系統(tǒng)的傳輸速率和距離。 26 26 常用的外調(diào)制方式 吸收范圍 吸收范圍有偏壓時無偏壓時λ 1 λ 0 λ λλ 0 λ 2λ 1 為調(diào)制器無偏壓時的吸收邊波長λ 2 為調(diào)制器有偏壓時的吸收邊波長λ 0 為恒定光源的發(fā)光工作波長LD電吸收方式 MZ調(diào)制方式 馬赫－策恩德（ MachZehnder） 27 27 光電檢測器 光電檢測器的作用是把接收到的光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。 較高的反向偏壓以及較強的輸入光信號都可能導(dǎo)致反偏電流過大，使 APD管被反向擊穿。 28 28 分合波器件 合波器的主要作用是將多個信號波長合在一根光纖中傳輸；分波器的主要作用是將在一根光纖中傳輸?shù)亩鄠€波長信號分離。 PUM P1 PUM P37 0 ~1 0 0 n m30nmG A I NPUM P2三大特點： ? 其增益波長由泵浦光波長決定，只要泵浦源的波長適當(dāng)，理論上可得到任意波長的信號放大 ； ? 其增益介質(zhì)為傳輸光纖本身；這使拉曼光纖放大器可以對光信號進(jìn)行在線放大，構(gòu)成分布式放大，實現(xiàn)長距離的無中繼傳輸和遠(yuǎn)程泵浦 ； ? 噪聲指數(shù)低，這使其與常規(guī) EDFA混合使用時可大大降低系統(tǒng)的噪聲指數(shù)，增加傳輸跨距。 如果光纖跳線頭的端面不潔凈，就會有更大的反射現(xiàn)象，在此處產(chǎn)生小回?fù)p節(jié)點，造成光信號在兩跳線頭形成的小腔體內(nèi)多次反射，影響光信號的傳輸質(zhì)量，在接收端引入強度噪聲。
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