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1、、波分复用系统的基本原理所谓波分复用（WDM）,就是采用波分复用器（合波器）在发送端将规定波长的信号 光载波合并起来，并送入一根光纤中传输；在接收侧，在由另一个波分复用器（分波器）将 这些不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作相互独立（不考虑光纤非 线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。不同类型的光波分复用器，可 以复用的波长数也不同，目前商用化的一般是8 个波长、16个波长和32个波长的系统。波 分复用系统的原理如图1-1 所示。图 1-1 波分复用系统原理在80年代初光纤通信兴起时，首先被采用的是1310nm/1550nm的两个波长复用系统（即 在光纤的两个
2、低损耗窗口 1310nm和1550nm各传送一路光波长信号），也叫粗波分复用系统。 这种系统比较简单，一般采用熔融的波分复用器，插入损耗小，在每个中继站，两个波长都 进行解复用和光/电/光再生中继。随着1550nm窗口 EDFA的商用化，光传输工程可以利用 EDFA对传送的光信号进行放大，实现超长距离无电再生中继传输，在1550nm窗口传送多 个波长信号，这些信号相邻波长间隔较窄，且工作在一个共享的EDFA工作带宽内，这种波 长间隔紧密的WDM系统称为密集型波分复用系统（DWDM）。其频谱分布如图1-2所示。 ITU-T G.692建议，DWDM系统的绝对参考频率为193.1THz （对应波长
3、1552.52nm）,不同 波长的频率间隔为100GHz的整数倍（对应波长间隔约为0.8.nm的整数倍）。由于密集波 分复用系统的波长间隔较小，必须采用高分辨率的波分复用器件，熔融的波分复用器一达不 到要求。不加特别说明，波分复用系统通常指DWDM系统。图 1-2 DWDM 系统的频谱分布（一） DWDM的工作方式 双纤单向传输：一根光纤只完成一个方向信号的传输，反向光信号的传输由另一根光 纤来完成，统一波长在两个方向上可以重复利用（如图1-3所示）。这种DWDM系统可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量扩大几倍至几十倍。在长途网中，可 以根据实际业务量需要逐步增加波长来实现扩容
4、，十分灵活。在实际光缆偏振模色散（PMD） 不清的前提下，也是一种战士避免采用超高速光系统而利用多个2.5Gbit/s系统实现超大容 量传输的手段.。单纤双向传输：在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输，两个方向的光信号不 能同波长（如图 1-4 所示）。单线双向传输允许单根光纤携带全双工通路，通常可以比单向 传输节约一般光纤器件，由于两个方向传输的信号不交互产生FWM（四波混频）产物，因 此其总的FWM产物比双纤单向传输少的多，其缺点是，这种系统需要采用特殊的措施来对 付光反射（包括光街头引起的离散反射和光纤本身的瑞利后向反射），以防多径干扰；当进 行光信号放大以延长传输距离时，必须采用双
5、向光纤放大器，以及光环兴器等元件，其噪声 系数稍差。光分/插传输：通过光分插复用器（OADM）可实现各波长光信号在中间站的分出与插 入，即完成上/下光路（如图1-5所示）。利用这种方式可以完成WDM系统的环形组网。光源入彳N+1合波器光源入N1灯2N图 1-3 双纤单向传输的 WDM 系统光源入id光源入j+分波器合波器1N+1光源入N+1检测器入、.2N检测器入2 N光源入2N12N图 1-4 单纤双向传输的 WDM 系统入“入1图 1-5 光分 / 插传输（二）波分复用方式的主要特点1. 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；2. 在大容量长途传输时，WDM与EDFA结合可以节约大量光纤和电再生器，大大 降低传输成本；3. 由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，与信号速率及电调制方式无关，可以 完成各种电信业务的综合与分离，是引入宽带新业务（例如CATV）的方便手段;4. 在长途网中应用时，可以根据实际业务量需要逐步增加波长来扩容，十分经济灵 活。5. 可以利用 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 的全光网络。二、光在光纤中的传输效应分析1色散2非线性三、DWDM系统总体结构
波分复用系统的基本原理
