【正文】 至長(zhǎng)波長(zhǎng)的信道 . 對(duì)于 WDM系統(tǒng)，只要信道間的間隔在拉曼增益譜所覆蓋的范圍內(nèi)，這些信道間就會(huì)因?yàn)?SRS效應(yīng)而發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移。光纖中傳輸?shù)男诺涝蕉?，從短波長(zhǎng)信道耦合至其他長(zhǎng)波長(zhǎng)信道的能量就越多，這個(gè)信道損失的能量就越大。因此 , 波長(zhǎng)最短的信道成為受 SRS效應(yīng)影響最大的信道 ,最終導(dǎo)致該信道的誤碼率增加 , 整個(gè)系統(tǒng)的性能惡化。我們具體來(lái)看一下 SRS的影響 . 一個(gè)有 N個(gè)信道的 WDM系統(tǒng) , 信道間隔為 Δνs, 對(duì)應(yīng)的信道波長(zhǎng)間隔為Δλs。因此，整個(gè)系統(tǒng)帶寬為 (N1) Δνs。我們把波長(zhǎng)最短的信道記作 0信道 , 該信道轉(zhuǎn)移到第 j信道的功率與 0信道的功率之比記作 Pout(j)。假設(shè)系統(tǒng)帶寬小于拉曼增益帶寬，除了從 0信道向其他信道耦合功率外，其他各信道間沒(méi)有功率耦合。 要減小 SRS的影響 , 一方面可以通過(guò)盡可能地減小信道間隔來(lái)實(shí)現(xiàn) , 另一方面就是將每個(gè)信道的功率限制在閾值以下。 對(duì)于有放大器的系統(tǒng) , 光纖的非線(xiàn)性有效長(zhǎng)度與放大器間距成反比。縮短放大器的間隔，可以增加有效長(zhǎng)度 , 從而使各個(gè)信道的功率降低。 （ 2） SBS的影響 SBS的增益譜很窄，在 1550nm附近約為 20MHz， 這說(shuō)明 SBS效應(yīng)使得功率的轉(zhuǎn)換發(fā)生在頻率非?？拷膬蓚€(gè)信號(hào)之間。 在 WDM系統(tǒng)中， 信道間隔通常在幾百或幾十 GHz， 所以 SBS效應(yīng)被約束在同一個(gè)波長(zhǎng)信道內(nèi)， 每個(gè)信道內(nèi)的 SRS效應(yīng)獨(dú)立累加，與單信道傳輸系統(tǒng)的情況一樣。 當(dāng) SBS波的功率與信號(hào)功率可以比擬時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)損傷。 要減小 SBS效應(yīng)， 必須使每個(gè)信道的功率遠(yuǎn)低于 SBS閾值；或者通過(guò)增加信號(hào)帶寬的辦法，提高 SBS的閾值。 （ 3） SPM 和 XPM的影響 SPM 和 XPM產(chǎn)生于光纖的折射率對(duì)光強(qiáng)的依賴(lài)關(guān)系。 SPM 導(dǎo)致光波相位發(fā)生變化 , 產(chǎn)生頻率啁啾。 在沒(méi)有色散時(shí) ,該頻率啁啾引起脈沖頻譜的展寬。 當(dāng)有色散存在時(shí) , SPM 與 GVD相互作用 , 可以使光脈沖展寬或壓縮。 具體原理將在第十章中講述。 當(dāng)不同波長(zhǎng)的光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時(shí) , 它們的相位不僅受 SPM的影響 ,還要受 XPM的影響。 （ 4） FWM的影響 由第二章知， 當(dāng)光纖中傳播有三個(gè)波長(zhǎng) ωi、 ωj、 ωk時(shí)， FWM效應(yīng)就會(huì)在光纖中產(chǎn)生新的頻率分量 ωn= ωi+ωjωk或 ωn’+ωn”=2ωi，將能量轉(zhuǎn)移到這些新的頻率分量中去，降低了信道功率。 對(duì)于一個(gè)信道數(shù)為 N的 WDM系統(tǒng)，產(chǎn)生的新的頻率分量數(shù)與信道數(shù)的立方成正比。因此，在光纖內(nèi)將產(chǎn)生大量的新頻率信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)的信道間隔為等間隔時(shí)，這些新的頻率分量與已有的信道頻率相同，并與該信道內(nèi)的信號(hào)產(chǎn)生相干，致使到達(dá)接收機(jī)上的信號(hào)產(chǎn)生大的起伏。當(dāng)系統(tǒng)的信道間隔為非等間隔時(shí)，這些新的頻率分量落在信道之間，成為系統(tǒng)噪聲，影響系統(tǒng)性能。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，可以通過(guò)設(shè)計(jì)非等信道間隔的系統(tǒng)來(lái)降低 FWM的影響。 此時(shí)， FWM造成的信道功率代價(jià)可以通過(guò)改變輸入功率和光纖色散來(lái)控制。另一種方案是采用色散管理技術(shù)，將正常和反常 GVD光纖組合起來(lái)使用，使整個(gè)光纖上的 FWM效率降低。 4 波分復(fù)用系統(tǒng)規(guī)范 雖然前面我們已經(jīng)接觸到 ITUT的 ，但是對(duì)于波分復(fù)用系統(tǒng)參數(shù)，目前 ITUT還沒(méi)有完整 ﹑ 統(tǒng)一的規(guī)范。鑒于全球已有許多WDM點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)，我國(guó)也建設(shè)了一些 WDM傳輸系統(tǒng)，除了 ITUT ，國(guó)內(nèi)一些專(zhuān)家還提出一些自己的建議，以使我國(guó)自行研發(fā)的產(chǎn)品具有統(tǒng)一性。 光波長(zhǎng)的分配 1. 系統(tǒng)工作波長(zhǎng)區(qū) ITUT 建議， WDM系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)目前是在 C波段，即從 , 對(duì)應(yīng)的頻率為 ~（參見(jiàn)表 ）。 2. 絕對(duì)頻率參考 絕對(duì)頻率參考是指 WDM系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)中心頻率的絕對(duì)參考點(diǎn)。 ，WDM系統(tǒng)的絕對(duì)參考頻率為 ，與之相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為 。 通道間隔 建議，通道間隔是 100GHz的整數(shù)倍，如 200GHz, 100GHz,400GHz等。為了能夠傳輸更多的信道，很多廠商還開(kāi)發(fā)了通路間隔為 50GHz, 25GHz的產(chǎn)品。 標(biāo)稱(chēng)中心頻率 每個(gè)通路對(duì)應(yīng)的中心頻率稱(chēng)為標(biāo)稱(chēng)中心頻率 . IUTT ,通路的頻率應(yīng)基于絕對(duì)參考頻率 ,最小通路間隔為 100GHz的頻率系列 (參見(jiàn)表 81). 中心頻率偏移 指實(shí)際系統(tǒng)中工作頻率與標(biāo)稱(chēng)中心頻率的差值 . 規(guī)定 8通路 WDM系統(tǒng) ,采用 200GHz的通路間隔 , 其最大中心頻率偏移為 177。 20GHz。 16通路 ,采用100GHz的系統(tǒng) ,最大頻率 偏移為 177。 20GHz。 光接口規(guī)范 1. 光接口分類(lèi) 我國(guó)專(zhuān)家對(duì)于我國(guó)的加有光放大器的長(zhǎng)途 WDM系統(tǒng)規(guī)定了 3種光接口： 8 22dB， 5 30dB， 3 33dB。其中前面的 3 分別代表傳輸?shù)膮^(qū)段數(shù)目， 2 33dB代表每個(gè)區(qū)段允許的損耗。一個(gè) 8 22dB系統(tǒng)，在發(fā)射端使用一個(gè)功率放大器，中間加入多個(gè)在線(xiàn)放大器，接收機(jī)前加前置放大器，每一區(qū)段的距離約為 80km，因此 , 總的傳輸距離為 640km（ 8 80km）； 一個(gè) 3 33dB系統(tǒng)可以傳輸360km(3 120km)；一個(gè) 5 30dB系統(tǒng)則可以傳輸 500km(5 100km)。 光接口參數(shù) ITUT 對(duì)光接口的參數(shù)還沒(méi)有形成規(guī)定。為增加系統(tǒng)的可操作性，我國(guó)研究人員對(duì)于上述三種光接口的參數(shù)中的一個(gè)參數(shù)即 WDM系統(tǒng)接收端光信噪比 (OSNR)制定了一個(gè)規(guī)范。 光信噪比 OSNR定義為在接收端平均接收光功率與光帶寬內(nèi)接收的光噪聲功率之比。對(duì)于 8 22dB系統(tǒng)， OSNR 為 22dB； 對(duì)于 5 30dB系統(tǒng)， OSNR 為 21dB； 對(duì)于 3 33dB系統(tǒng)， OSNR 為 20dB。 3. 光監(jiān)控信道 OSC (Optical Supervisory Channel) 對(duì)于使用線(xiàn)路放大器的 WDM系統(tǒng)，需要一個(gè)額外的通道對(duì) EDFA進(jìn)行監(jiān)視和管理，此通道叫做光監(jiān)控信道。這個(gè)通道的波長(zhǎng)依據(jù)應(yīng)用情況可以在放大器的帶寬之內(nèi)或之外，但必須能在每個(gè)線(xiàn)路放大器處進(jìn)行上、下路。 一般建議波長(zhǎng)選擇在放大器的帶寬之外。選擇在帶外的建議波長(zhǎng)為 1510nm。另外， 1310nm和 1480nm 也可以作為一個(gè)選擇。另一個(gè)可能的選擇是 1625nm，現(xiàn)正在研究之中。 OSC光接口的其他建議參數(shù)：監(jiān)控速率 2Mbit/s；信號(hào)碼型 CMI；信號(hào)發(fā)送功率 0~7dBm； 最小接收靈敏度 48dBm。 安全要求 有光放大器的系統(tǒng)，通常情況下，光放大器都工作在大功率下，其入纖功率有的已接近光纖安全功率極限，因此， ITUT規(guī)定，系統(tǒng)中單路或多路入纖功率最大不能超過(guò) 17dBm。 5 設(shè)備實(shí)例 OptiXTMMetro 6100是一款大容量、多業(yè)務(wù)的的 DWDM/CWDM一體化設(shè)備，它應(yīng)用于城域網(wǎng)或者本地網(wǎng)，可以接入和傳輸從 34Mbps到 10Gbps之間的語(yǔ)音、寬帶數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)業(yè)務(wù)。 DWDM配置支持 40個(gè)有保護(hù)的波長(zhǎng)通道， CWDM配置最大支持 16個(gè)有保護(hù)的波長(zhǎng)通道?？梢愿鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)的容量、業(yè)務(wù)需求和建網(wǎng)成本，靈活選擇 DWDM或者 CWDM方式組網(wǎng)。 該設(shè)備的主要特點(diǎn)有： 1．多速率、多協(xié)議業(yè)務(wù)的接入和匯聚 Metro 6100可以提供多種具有速率自適應(yīng)特性的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元和子速率復(fù)用單元，這樣可以適應(yīng)城域業(yè)務(wù)具有多樣性和流量不確定性的特點(diǎn)。多樣接入包括：多種規(guī)格的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元，例如 155M/622M/， 34M～， ；寬度數(shù)據(jù)的接入，例如 2路 GE（Gigabit Ether，千兆以太網(wǎng)接口 ）匯聚為 1路 ， 10GbE/10G POS接入， POS接入， 4路 GbE匯聚為 1路 5G， 8路 GE匯聚為 1個(gè) 10G等；存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)和視頻接入：例如 8路 ESCON（ Enterprise Systems Connection，管理系統(tǒng)連接）匯聚為 1路 。 2．動(dòng)態(tài)配置網(wǎng)絡(luò)，使用可重構(gòu)光分插復(fù)用器 不再以點(diǎn)到點(diǎn)復(fù)用 /解復(fù)用方式傳送帶寬。每個(gè) GE業(yè)務(wù)作為一個(gè)子波長(zhǎng)，可在任意站點(diǎn)獨(dú)立執(zhí)行穿通、上下、環(huán)回等操作，而不影響其它通道業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了 GE業(yè)務(wù)端到端的動(dòng)態(tài)管理和配置。 光分插復(fù)用器 OADM（ Optical Add/Dorp Multiplexer）是波分復(fù)用（ WDM）光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵器件之一，其功能是從傳輸光路中有選擇地上下本地接收和發(fā)送某些波長(zhǎng)信道，同時(shí)不影響其它波長(zhǎng)信道的傳輸。也就是說(shuō)， OADM在光域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的 SDH（電同步數(shù)字層次結(jié)構(gòu)）分插復(fù)用器在時(shí)域內(nèi)完成的功能，而且具有透明性，可以處理任何格式和速率的信號(hào)。使用可重構(gòu)光分插復(fù)用器，可以使系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程軟件自動(dòng)配置，升級(jí)不中斷業(yè)務(wù)，快速端到端開(kāi)通波長(zhǎng)級(jí)業(yè)務(wù)等優(yōu)勢(shì)。 3． 支持多種技術(shù)，覆蓋多種跨段 提供 ，既可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)特性，又可節(jié)省備件數(shù)量和種類(lèi)。提供光層檢測(cè)功能，能及時(shí)判斷光纖鏈路各點(diǎn)的變化，并相應(yīng)調(diào)整光功率和衰耗，使網(wǎng)絡(luò)始終處于較好的工作狀態(tài)。 4．高效運(yùn)行、維護(hù)和管理系統(tǒng) 提供在線(xiàn)光性能檢測(cè)口，在光復(fù)用單元、光放大單元、光解復(fù)用單元和光分插復(fù)用單元等處設(shè)有光性能檢測(cè)口；內(nèi)置光譜分析單元，提供實(shí)時(shí)在線(xiàn)光譜監(jiān)測(cè)，可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)光中心波長(zhǎng)、光功率、光信噪比、中心頻率偏移、系統(tǒng)通道數(shù)量和光譜平坦度等性能參數(shù)。 該設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如表 。 系統(tǒng)參數(shù) Metro6100 傳送容量 40通道 DWDM系統(tǒng) 16通道 CWDM系統(tǒng) 波長(zhǎng)間隔 DWDM:100GHz() CWDM:20nm( and ) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) DWDM:雙纖雙向 CWDM:雙纖雙向、單纖雙向 表 OptiXTMMetro 6100技術(shù)參數(shù) 表 OptiXTMMetro 6100技術(shù)參數(shù) 業(yè)務(wù)接入類(lèi)型 STM1/STM4/STM16/STM64 STM/STM/STM(POS/ATM) ～ FE/GE/10GE ESCON/FICON/Fiber Channel PDH/FDDI/D1 Video 單站 OADM分插能力 DWDM:1～ 40 Channels CWDM:1～ 16 Channels 保護(hù)機(jī)制 光通道保護(hù) (UPSR) 光子網(wǎng)連接保護(hù) (OSNCP) 光線(xiàn)路保護(hù) (OMSP) 光通道共享保護(hù) (OchSPRING) 波長(zhǎng)交叉連接保護(hù) (WXCP) 監(jiān)控信道 光監(jiān)控信道 (OSC)和電監(jiān)控信道 (ESC)兩種方式可選；速率、可選 安裝環(huán)境 獨(dú)立子架供電，支持機(jī)柜、 ETSI /深機(jī)柜、 /開(kāi)放式機(jī)柜安裝，或桌面直接放置 傳輸媒質(zhì) ， 供電方式、功耗 電壓：－ 48V 20% DC， 650W 工作環(huán)境 0 － 45 ?0C0C小 結(jié) WDM技術(shù)是當(dāng)今光纖通信領(lǐng)域的一個(gè)非常重要的技術(shù) ,得到了廣泛的應(yīng)用。 本章從 WDM系統(tǒng)的基本組成出發(fā)，講解了系統(tǒng)對(duì)所涉及的器件的要求， 給出了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基本原則和系統(tǒng)規(guī)范，力求做到既有基本理論又結(jié)合工程應(yīng)用。