【導(dǎo)讀】和軟件，實(shí)現(xiàn)了光纖通信的光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換功能；監(jiān)控器遠(yuǎn)程改變波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器工作模式。多的問(wèn)題，寬帶城域網(wǎng)已成為城域網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。多路光纖通信系統(tǒng)是采用。通信系統(tǒng)的城域網(wǎng)能夠在不增設(shè)光纜情況下，增加傳輸帶寬，減少擴(kuò)容成本，寬帶城域網(wǎng)建設(shè)中的一種經(jīng)濟(jì)的解決方案。量大、應(yīng)用靈活和易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，適合于寬帶城域網(wǎng)的多路光纖通信系統(tǒng)。在分析了波分復(fù)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，給出了基于CWDM技術(shù)的多路光。并制作出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，搭建了多路光纖視頻通信系統(tǒng)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。原來(lái)的8倍，提高了光纖信道利用率，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，滿足了設(shè)計(jì)要求。帶城域網(wǎng)建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，以及顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　

【正文】 容量與單波長(zhǎng)傳輸容量相比，可以增加幾倍至幾十倍。目前基于 TDM 的光纖通 信系統(tǒng)只在一根光纖中傳輸一個(gè)波長(zhǎng)信道，但是光纖本身在長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域有技術(shù)很 寬的低損耗區(qū)，有很多的波長(zhǎng)可以利用，而現(xiàn)在人們所利用的只是光纖低 損耗頻 譜中極少的一部分，即使全部利用 EDFA 的放大區(qū)域帶寬 （ 1530~1565nm），也 [12] 只是占用了它 16%的可用帶寬 。因此，基于 WDM 技術(shù)的光纖通信系統(tǒng)可以 充分利用單模光纖的巨大帶寬資源，從而可以在很大程度上解決寬帶城域網(wǎng)中傳 輸帶寬不足的問(wèn)題。 （ 2 ）節(jié)約線路投資。 采用 WDM 技術(shù)可使 N 種波長(zhǎng)復(fù)用起來(lái)在單模光纖中傳輸，在大容量長(zhǎng)途 [13] 傳輸時(shí)可以節(jié)約大量光纖 。另外，對(duì)已建成的光纖通信系統(tǒng)擴(kuò)容方便，只要原 系統(tǒng)的冗余度較大，就可進(jìn)一步擴(kuò)容而不必對(duì)原系統(tǒng)作大的改動(dòng) （ 3 ）同時(shí)傳輸多種不同類(lèi)型的信號(hào)。 由于 WDM 技術(shù)所使用的各波長(zhǎng)相互獨(dú)立，因而可以傳輸特性完全不同的信 號(hào)，完成各種電信業(yè)務(wù)信號(hào)的綜合和分離，包括數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)、 SDH 信 號(hào)等，實(shí)現(xiàn)多媒體信號(hào) （如文字、圖像、音頻、視頻和數(shù)據(jù)等）的混合傳輸。 （ 4 ）高度的組網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性、靈 活性和可靠性。 利用 WDM 技術(shù)選路，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明、經(jīng)濟(jì)、靈 活且具有高度生存性的光網(wǎng)絡(luò) [1415] 。 （ 5 ）降低器件的超高速要求。 隨著傳輸速率的不斷提高，許多光電器件的響應(yīng)速度已明顯不足。使用 WDM 技術(shù)可降低對(duì)一些器件在性能上的極高要求，同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)大容量傳輸。 （ 6 ）多種應(yīng)用形式。 根據(jù)需要， WDM 技術(shù)可有很多應(yīng)用形式，如多路多址局域網(wǎng)絡(luò)、廣播式分 配網(wǎng)絡(luò)以及長(zhǎng)途干線網(wǎng)等，這對(duì)網(wǎng) 絡(luò)應(yīng)用十分重要。 （ 7 ）透明承載 IP 業(yè)務(wù)。 WDM 通道對(duì)數(shù)據(jù)格式是透明的，即與信號(hào)速率及調(diào)制方式無(wú)關(guān)。是理想的 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和發(fā)展的擴(kuò)容手段，也是引入寬帶新業(yè)務(wù) （例如 IP 等）的方便手段。 [16] 通過(guò)增加一個(gè)附加的波長(zhǎng)即可引入任意想要的新業(yè)務(wù)或新容量 。 （ 8 ）實(shí)現(xiàn)單根光纖雙向傳輸。 6 第二章 波分復(fù)用技術(shù) 由于許多通信都采用雙全工方式，因此采用 WDM 技術(shù)可以節(jié)省大量的線路 投資。 波分復(fù)用技術(shù)的分類(lèi)與比較 WDM 技術(shù)根據(jù)波長(zhǎng)間隔的疏密又分為稀疏波分復(fù)用（ CWDM ）技術(shù)和密集 [17] 波分復(fù)用 （ DWDM ）技術(shù) 。它們的區(qū)別主要有兩個(gè)方面：第一個(gè)方面是載波 通道的 間距不同，國(guó)際電信聯(lián)盟 （ ITU ）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在 1528 nm 和 1565 nm 之間 傳輸窗中 （而且僅在這一傳輸窗中）允許的波長(zhǎng)光柵，并以 GHz 或 nm 兩種計(jì) 量單位規(guī)定了光柵的任何兩個(gè)允許的波長(zhǎng)之間的標(biāo)準(zhǔn)間隔，如 200 GHz 或 nm 、 100 GHz 或 nm 等。 CWDM 的載波信道間隔約為 20 nm ，而 DWDM 的 信道間隔較窄，當(dāng)光柵間隔等于或小于 100 GHz 或 nm 時(shí) ，就被稱(chēng)為DWDM 技術(shù) [18,19] 。 第二個(gè)方面是 CWDM 調(diào)制激光采用電子調(diào)諧的非冷卻激光，而 DWDM 采 用的是溫度調(diào)諧的冷卻激光。由于在一個(gè)很寬的波長(zhǎng)區(qū)段內(nèi)溫度分布很不均勻， 因此溫度調(diào)諧的實(shí)現(xiàn)，與電子調(diào)諧相比具有難度大、成本高的缺點(diǎn)。而 CWDM 系統(tǒng)避開(kāi)了這一難點(diǎn)，因而大幅度降低了成本，整個(gè) CWDM 系統(tǒng)成本只有不到 DWDM 系統(tǒng)的三分之一 [20,21] 。 CWDM 和 DWDM 的技術(shù)比較見(jiàn)表 21 所列。 表 21 CWDM 和 DWDM 的技術(shù)比較 特征 CWDM DWDM 單纖支持波長(zhǎng)數(shù) 8~16 （ O、 E 、 S、 C、 L 帶） 40~80 （ C、 L 帶） 波長(zhǎng)間隔 20nm （ 2500GHz ） （ 10GHz） 單波容量 最多 10Gbit/s 光纖匯聚容量 20~40 Gbit/s 100~1 000 Gbit/s 激光器發(fā)射類(lèi)型 非制冷的 DFB 帶制冷的 DFB ，外調(diào)制 濾波器技術(shù) 薄膜 薄膜，AWG ， Bragg 光柵 傳輸距離 最多 70 km 最多 900 km 總成本 很低 高 應(yīng)用領(lǐng)域 企業(yè)，城域接入 地區(qū)，城域核心 7 第三章 基于 CWDM 技術(shù)的多路光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 第三章 基于 CWDM 技術(shù) 的多路光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)組成及工作原理 基于 CWDM 的多路光纖通信系統(tǒng)的組成主要有雙通道波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器、監(jiān)控 器、稀疏波分復(fù)用 /解復(fù)用器、上位機(jī)等部分，其系統(tǒng)組成框圖如圖 31 所示。 上位機(jī) 上位機(jī) 監(jiān)控器 監(jiān)控器 λ 1 1471 nm 1471 nm λ 1 雙通道 雙通道 λ2 1491 nm 1491 nm λ2 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 1 粗 粗 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 1 λ 3 1511 nm 波 波 1511 nm λ 3 雙通道 分 分 雙通道 λ 4 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 2 1531 nm 復(fù) 光纜 復(fù) 1531 nm 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 2 λ 4 用 用 / / λ5 1551 nm 1551 nm λ5 雙通道 解 解 雙通道 λ 6 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 3 1571 nm 復(fù) 復(fù) 1571 nm 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 3 λ 6 λ 7 1591 nm 用 用 1591 nm λ 7 雙通道 器 器 雙通道 λ8 1611 nm 1611 nm λ8 波 長(zhǎng) 轉(zhuǎn) 換 器 4 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 4 圖 31 多路光纖通信系統(tǒng)組成框圖 系統(tǒng)的工作原理為：在發(fā)射端，用戶設(shè)備波長(zhǎng)分別為λ 1~λ 8 的光載波信號(hào)（可 以為任意波長(zhǎng)），通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)?ITU 規(guī)定的不同的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)，然后將多 種不同標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)的光載波信號(hào)在發(fā)送端經(jīng)稀疏波分復(fù)用器 （ Multiplexer ）匯合在 一起，并耦合到光路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸；在接收端，經(jīng)解復(fù)用器 （ Demultiplexer ）將各種波長(zhǎng)的光載波分離，再通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器將這些標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng) 的光載波信號(hào)恢復(fù)成原始的用戶設(shè)備波長(zhǎng)為λ 1~λ 8 的光載波信號(hào)，然后由光接收 機(jī)作進(jìn)一步處理以恢復(fù)原信號(hào)。同時(shí)監(jiān)控器對(duì)同一機(jī)箱內(nèi)所有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行輪 詢(xún)監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集各個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)以及每個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 上 SFP 光纖 收發(fā)器的工作參數(shù)。然后將收集到的所有參數(shù)進(jìn)行匯總，并通過(guò)用戶接口將信息 傳輸?shù)缴衔粰C(jī)實(shí)時(shí)的進(jìn)行工作狀態(tài)顯示。 9 天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 雙通道波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器為本課題設(shè)計(jì)的一部分，是多路光纖通信系統(tǒng)中的重要組成部分 之一。其主要的功能是通過(guò)光纖收發(fā)器的接收端將待轉(zhuǎn)發(fā)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信 號(hào)，并且對(duì)此電信號(hào) 由光纖收發(fā)器的發(fā)送端重新調(diào)制為需要的光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光信 [22] 號(hào)之間的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 。 按照實(shí)際工程需要，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)