单位文秘网 2021-10-06 08:13:38 点击: 次
摘 要:本文从WDM的概念、优越性、极其相关技术方面对波分复用技术进行了讨论,最终得出波分复用技术将会快速发展并在人类社会生活中起到极其重要的作用。
关键词:WDM 波分复用 光纤
中图分类号:TN929文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)07(a)-0001-01
WDM是发送端将多路处在不同光波长上的信道合波后复用,送进同一芯光纤进行传输,每一个光波长传输一个TDM信号,只要各波长间有足够的间隔就不会相互干扰。在接收端将组合波长的光信号分开解复用,并做进一步处理,恢复成原信号后送人不同的终端称为:波分复用。例如,在光纤上装置-路WDM系统,如每路光载波传输2.5Gb/s,则一根光纤的传输容量成为4×2.5Gb=10Gb/s如果使各路光载波波长的间隔减小,则同一根光纤就可以容许更多路光载波同时传输,称为密集波分复用(DWDM)。
1 波分复用技术
由于掺饵光纤放大器(EDFA)的成熟和商品化,使得在光放大区(153nm~1565nm)WAD成为可能,当速率达到10Gb/s时,采用TDM技术已经接近物理极限,现已大量敷设的G.652光纤在1550nm窗口的高色散特性,限制TDM 10Gb/s的传输距离,于是取得了迅速的发展1955年开始启用,当年营业额1亿美元,2000年达40亿美元。预计2020年可达200亿美元。
在世界网络带宽保持了50%~100%的年增长速率的同时,中国的干线业务量和带宽需求的实际年增长率均超过了200%。根据美国跨大西洋Internet干线流量统计,中国近几年国内干线数据业务量年增长260%。国际Internet带宽能力年增长245%,五年累增大约100倍。传统的光纤通信发展始终在按照电信号的时分复用(TDM)方式进行,每当传输速率提高4倍,传输每个比特的成本大约下降30%~40%,因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长。
过去WDM仅指1310/1550nm的简单复用,现在由于要求延长光纤的传输距离,且掺饵光纤放大器的增益带宽积加大。1310/1550nm的简单复用逐步被淘汰。另一方面,原来普遍使用的G.652普通光纤在1385nm处由OH导致的损耗达0.5~1db/km(比1310nm窗口高200%)现在朗讯公司使OH损耗在1380nm~1386nm范围内小于、等于0.36db/km随着1385nm附近氢氧离子吸收损耗高峰的消除,光纤的低损耗波段可达1280nm~1620nm使波分复用的可用波长范围达340nm左右,于是DWDN取代了WDN在1280~1620范围内共有4个窗1310nm、1400nm、1550nm、和1625nm。其中1525nm~1565nm称为C波段,是目前系统使用的波段。正在开发研究的是1570nm~1620nm波段称为L波段,1400nm称为S波段。
2 采用WDM技术具有很多优越性
(1)可以充分利用单模光纤的巨大带宽资源传统作法是一根光纤只传一个波长信道,而光纤有很宽的低损耗区可以利用。(2)WDM系统中使用的各波长相互独立,因而可以传输特性完全不同的信号,完成各种电信业务信号的综合和分离。(3)采用WDM可以实现单根光纤的双向传输,实现网络的交互性,成本低。(4)利用WDM技术选路,实现网络交换和恢复,可以达到高度的组网灵活性、经济性和可靠性。
随着通信技术的发展,新业务不断涌现,特别是IP业务的迅猛崛起,导致全球信息量呈级数增长,通信业务由传统单一的电话业务转向高速IP数据和多媒体为代表的宽带业务,对通信网络的带宽和容量提出了越来越高的要求。光纤存在巨大的频带资源和优异的传输性能,是实现高速、大容量传输的最理想的传输媒质,进一步扩容传输系统、降低每比特传输成本的唯一出路就是转向使用光的复用技术。
3 WDM涉及的相关技术
3.1 高波长稳定光源
WDM系统要求对光源的波长进行精确的设定和控制,否则各种原因导致的波长漂移将使系统无法稳定、可靠地工作。为此,要研制宽带可调谐窄谱半导体激光器。增加单频连续调谐范围,便于密集安排信道,以增加系统容量。窄谱光瘾可以减小系统误码率的恶化。
3.2 实现信道间距稳频和信号光源稳频
目的是防止不同光信道之间的串扰,便于不同网络之间的互联。光信道之间的串扰主要取决于光纤的非线性和光解复用器的滤波特性。目前商用光解复用器在2.5Gb/s系统中当光信道间隔为1.6nm或0.8nm时,隔离度大于25Db可以满足WDM的要求。
3.3 光纤色散对传输的影响
对于高速长距离通信色散是一个主要的限制因素。例如在G.652光纤上,2.5Gb/s的色散受限距离为928km左右,而10Gb/s系统的受限距离仅为58km。
3.4 研制光波分复用器和解复用器
其主要指标有:各通道中心波长、通带宽度、插人损耗和信道间隔离度串扰。
4 WDM的发展
密集波分复用DWDM-Dense Wavelength Division Multiplexing技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性采用多个波长作为载波,允许各载波信道在光纤内同时传输与通用的单信道系统相比密集,ITU-T G.692建议DWDM系统的绝对参考频率193.1THz,对应的波长为1552.52nm。近来波分复用技术的大量应用,使光传输速率已在向每秒太比特的数量级进军。1999年Nortel北电公司在Telecom99上宣布总容量6.4Tbit/s的最高记录。光通信系统可以按照不同的方式进行分类,如果按照信号的复用方式来进行分类可分为频分复用系统FDM-Frequency Division Multiplexing、时分复用系统TDM-Time Division Multiplexing、波分复用系统WDM Wavelength Division Multiplexing和空分复用系统SDM-Space Division Multiplexing。
5 结语
通信技术的主要内容及发展方向,是以光纤通信为主体调卫星通信、无线电通信为辅助的宽带化、综合化(有的称数字化)、个人化、智能化的通信网络技术。目前,中国光纤通信行业处在一个大变革、大发展的时代,是决定光纤通信行业未来发展的关键时期,如果抓住机遇,把握好发展方向,对于中国光纤通信行业的长远发展具有积极的意义。
参考文献
[1]张劲松,等.光波分复用技术[M].北京:邮电大学出版社,2002.
[2]张宝富,等.全光网络[M].北京:人民邮电出版社,2009.
[3]王磊,裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息,2008(4).
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