光纖通信第8章光復用技術.ppt

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1,第八章,光復用技術,2,8.1 光復用技術的基本概念,8.2 光時分復用技術,8.3 密集波分復用技術,8.4 密集波分復用技術的非線性串擾,內容簡介：,3,光纖通信單信道速率40Gbit/s，與光纖帶寬潛力相比相差巨大，有潛力可挖。 電復用技術實驗室已到40Gbit/s，但受電子遷移速率限制，進一步提高速率已十分困難。 克服電復用的這一“瓶頸”，進一步提高光纖頻帶的利用率，只有采用光復用技術，必須挖。,8.1 光復用技術的基本概念,4,8.1 光復用技術的基本概念,復用技術：為提高通信線路利用率，采用同一傳輸線路上同時傳輸多路不同信號而互不干擾的技術。（FDM，TDM，CDM，SCM）,把通信資源（帶寬、時隙）固定分配給各個終端。一旦分配確定，這個終端是否通信，都占用這個頻帶或時隙，直到拆線為止。 比如：電話,兩種復用方式:,1.靜態(tài)復用（同步復用）,8.1 光復用技術的基本概念,2.動態(tài)復用（統(tǒng)計復用）,全稱“統(tǒng)計時分多路復用”(Statistical Time Division Multiplexing，STDM)，或稱“異步時分多路復用”。,只把需要傳送信息的終端接入公共信道， “動態(tài)地”按需分配其時隙。從而更有效提高了線路利用率。 統(tǒng)計表明：統(tǒng)計復用比靜態(tài)時分復用提高傳輸效率2～4倍。,比如：數(shù)據(jù)通信-Internet,5,6,8.1 光復用技術的基本概念,?光波分復用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技術； ?光頻分復用(Optical Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術； ?光時分復用(Optical Time Division Multiplexing，OTDM)技術； ?光副載波復用(Optical Subcarrier Multiplexing，OSCM)技術； ?光碼分復用(Optical Code Division Multiplexing，OCDM)技術等。,與電復用技術相對應，光復用技術有：,7,8.1 光復用技術的基本概念,一芯光纖中同時傳輸多波長光信號的一項技術。 基本原理：在發(fā)送端將不同波長光信號組合，耦合到光纜同一根光纖中傳輸，在接收端將組合波長光信號分開，并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端。,特點：研究最多、發(fā)展最快、應用最為廣泛。,1.光波分復用（WDM）,8.1 光復用技術的基本概念,2.光頻分復用（OFDM）,與WDM沒有本質上區(qū)別。 V=λf 相鄰兩光載波的間隔更小，一般認為：當相鄰光載波的間隔小到0.1nm(10GHz)以下時，此時的復用稱為光頻分復用。 在光載波間隔比較大時，用波長衡量比較方便，稱之為波分復用。而當間隔比較小時，用波長來衡量就不方便，稱為頻分復用。,8,9,8.1 光復用技術的基本概念,用高速光開關把多路光信號在時域復用。,3.光時分復用（OTDM）,獲得較高速率帶寬比，可克服摻鉺光纖放大器（EDFA)增益不平坦、四波混頻(FWM)非線性效應等諸多因素限制，且可解決復用端口的競爭，增加全光網絡的靈活性。,基本原理：在發(fā)送端同一載波波長，時間分割成周期性幀，每幀再分割成若干時隙，根據(jù)時隙分配原則，每信源在每幀內只能按指定時隙向信道發(fā)送信號。接收端在同步的條件下，分別在各個時隙中取回各自的信號而不混擾。,特點：,關鍵技術較復雜，實現(xiàn)這些技術器件特別昂貴，且由于偏振模色散對高速信號的限制，尚未得到很大發(fā)展和應用。,10,8.1 光復用技術的基本概念,4.光副載波復用（OSCM）,基帶信號先調制到GHz副載波上（電域），其副載波調制再到THz的光載波上（光域）。,工作原理：每個信道具有不同副載波頻率，占據(jù)光載波附近光譜不同部分，保證各信道上信號互不干擾。如下圖。,副載波復用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)方框圖,特點：,副載波信道復用和解復用在電域進行，副載波復用的幾個信道能共用一個價格昂貴光器件，降低設備成本。副載波復用受限于電、光器件的可用帶寬，而限制了最高副載波頻率和數(shù)據(jù)率。若更多地利用光纖的帶寬，副載波復用技術可與波分復用技術聯(lián)合使用。,8.1 光復用技術的基本概念,11,副載波復用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)方框圖,4.光副載波復用（OSCM）,12,8.1 光復用技術的基本概念,5.光碼分復用（OCDM）,CDM技術和光纖通信技術相結臺的產物。每信道不是占用一個給定波長、頻率或者時隙，而是以一個特有編碼脈沖序列方式傳送比特信息。,OCDM復用示意圖,13,8.1 光復用技術的基本概念,基本原理：不同信道信號用互成正交的不同碼序列填充，經填充信道信號調制在同一光波長在光纖信道中傳輸，接收端用與相同碼序列相關接收，即恢復出原信道信號。,5.光碼分復用（OCDM）,14,特點：,8.1 光復用技術的基本概念,極大地改善網絡性能，提高網絡通信容量及系統(tǒng)信噪比，增強系統(tǒng)保密性，增加網絡靈活性。 但實用化還有一些障礙。 如：非相干光CDM，由于正交碼數(shù)量有限，碼間干擾較大，限制用戶數(shù)量； 相干光CDM，存在激光源頻率穩(wěn)定度差，光纖極化態(tài)不穩(wěn)定,發(fā)光脈沖相位難以控制等主要問題。,5.光碼分復用（OCDM）,非相干光系統(tǒng)用光場的能量，信道編碼為光強度調制方式，信號是功率疊加而不是振幅疊加，采用平方律檢測光信號； 相干光系統(tǒng)用光場的相位傳輸信號。,注意：,上述復用技術能增加線路容量，提高線路利用率。 但相對于巨大的光纖帶寬潛能，單獨采用某一復用技術還只能是使用光纖的很小一部分帶寬資源，為此，可以復合采用幾種復用技術。 例如：在每個時隙先采用碼分復用，再采用時分復用，然后將時分復用以后的信號再調制在不同的波長上。,8.1 光復用技術的基本概念,15,16,8.1 光復用技術的基本概念,8.2 光時分復用技術,8.3 密集波分復用技術,8.4 密集波分復用技術的非線性串擾,內容簡介：,8.2 光時分復用技術,電子器件的極限速率大約在40Gb/s左右，現(xiàn)在通過電時分復用(TDM)已經達到這個極限速率。 光時分復用(OTDM)的原理與電時分復用相同，只不過電時分復用是在電域中完成，而光時分復用是在光域中進行，即將高速的光支路數(shù)據(jù)流(例如10Gbit/s，甚至40Gbit/s)直接復用進光域，產生極高比特率的合成光數(shù)據(jù)流。目前能查到的OTDM技術實現(xiàn)的單信道復用速率為640Gbit/s。,17,8.2 光時分復用技術,如今WDM技術研究非常熱，有的技術已經成熟并實用化；而OTDM技術還處于實驗研究階段，許多關鍵技術還有待解決。 ? 超短光脈沖光源； ? 超短光脈沖的長距離傳輸和色散抑制技術； ? 幀同步及路序確定技術； ? 光時鐘提取技術； ? 全光解復用技術。,18,19,8.2 光時分復用技術,根據(jù)每個支路每次復用的比特數(shù)的不同，分成： ?比特交錯OTDM（一個比特）； ?分組交錯OTDM（若干個比特）；,它們都需要利用幀脈沖信號（幀同步信號，幀頭）區(qū)分不同的復用數(shù)據(jù)或分組。,8.2 光時分復用技術,1.比特交錯OTDM：每個時隙對應一個待復用的支路信息(一個比特)，同時有一個幀脈沖信息，形成高速的OTDM信號。 主要用于電路交換業(yè)務。,21,22,2.分組交錯OTDM：每個時隙對應一個待復用支路的分組信息(若干個比特)，幀脈沖作為不同分組的界限。 主要用于分組交換業(yè)務，分組變換業(yè)務可以和IP相結合，有廣闊的前景。,8.2 光時分復用技術,8.2.1 比特交錯OTDM,復用：（1）鎖模激光器產生窄脈沖周期序列； （2）分路器把其分路為n+1路； （3）每路窄脈沖周期序列經外調制，調制后信號經過適當長度硅光纖延時iτ；,（1）,（2）,（3）,幀脈沖,比特交錯時分復用原理圖,23,8.2.1 比特交錯OTDM,復用：（4）外調制器的各支路光脈沖流輸出+幀脈沖流相結合=比特交錯光時分復用數(shù)據(jù)流。,（1）,（2）,（3）,幀脈沖,比特交錯時分復用原理圖,（4）,24,25,8.2.1 比特交錯OTDM,復用：窄的光脈沖（ps量級）要用鎖模激光器來產生。同時為了克服光纖色散對脈沖的展寬，必須采用光孤子技術使之傳輸更長的距離。,幀脈沖(1),信息,延遲的信息脈沖 (3),延遲的窄脈沖(2),比特交錯數(shù)據(jù)流(4),τ=T/(n+1),26,8.2.1 比特交錯光時分復用,解復用：（1）接收到的復用信號脈沖流經分路器分成兩路，一路本身，一路延遲jτ的脈沖數(shù)據(jù)流； （2）延遲的數(shù)據(jù)流進行門限判決，得到延遲了jτ的幀脈沖；,幀同步脈沖,復用信息(0),（3）,比特交錯時分解復用原理圖,復用信息(2),延遲的復用信息(1),8.2.1 比特交錯光時分復用,解復用：(3)幀脈沖數(shù)據(jù)流與復用脈沖數(shù)據(jù)流邏輯與，與門的輸出是提取的第j路數(shù)據(jù)流。,復用信息(0),幀同步脈沖(3),第j路信息,比特交錯時分解復用原理圖,27,復用信息(2),延遲的復用信息(1),8.2.1 比特交錯光時分復用,解復用：門限的高度為復幀信號中數(shù)據(jù)脈沖的高度。,復用信息(0),復用信息(2),延遲的復用 信息(1),延遲的幀脈沖(3),第j路信息(4),28,29,8.2.2 分組交錯光時分復用,假定序列n路，每路的分組為n比特,n=8；脈沖間的距離τ ，信息比特間距離T。 一幀數(shù)據(jù)發(fā)送時間：T×n；一路數(shù)據(jù)發(fā)送時間：τ×nT。 為減小脈沖間隔實現(xiàn)分組交錯復用，每支路調制后光數(shù)據(jù)流需經過一個多級壓縮器進行壓縮，使脈沖間距離壓縮到τ。,復用:,8.2.2 分組交錯光時分復用,復用:（1）與比特交錯光復用一樣，首先鎖模激光器產生窄脈沖周期序列，經分路器分成n路，每路經一路支路數(shù)據(jù)流外調制。,分組交錯光時分復用的調制波形圖,（1）,30,（1）,8.2.2 分組交錯光時分復用,復用：（2）為了減小脈沖的間隔以便實現(xiàn)分組交錯復用，每支路調制后的光數(shù)據(jù)流需經過一個多級壓縮器進行壓縮。 若每分組信息比特數(shù)為n，壓縮級數(shù)k=[log2n]（n=8，k=3）。,（1）,（2）,31,第一級壓縮后，第1、3、5、7…比特被延遲(T- τ)時間；,第二級壓縮后，第(1、2)、(5、6)、(9、10)…比特被延遲2(T- τ)時間；,第三級壓縮后，第(1、2、3、4)、(9、10、1l、12) …比特被延遲4(T- τ)時間…。,8.2.2 分組交錯光時分復用,復用：（3）經過不同的延遲n路信號+幀同步脈沖=分組交錯光時分復用數(shù)據(jù)流。,32,33,8.2.2 分組交錯光時分復用,壓縮器原理：,半導體放大器(Semiconductor Optical Amplifier，SOA)具有高電平驅動時透光，低電平驅動時吸光的特性。即驅動時鐘為高電平時，脈沖通過；低電平時，脈沖通不過。,耦合器：分路和合路作用。,8.2.2 分組交錯光時分復用,壓縮器原理：以二級壓縮為例（j=2，時鐘是信息速率兩倍）,（1） 輸入脈沖經過耦合器分成兩路；,34,（2）第1，2比特經上面SOA，延遲2(T- τ)，經耦合器輸出；（上面驅動時鐘為高）,（3）第3，4比特經過下面SOA，直接經耦合器輸出（下面驅動時鐘為高）,8.2.2 分組交錯光時分復用,壓縮器原理：以二級壓縮為例,壓縮前：（1,2）（間隔τ）與（3,4）（間隔τ）間隔2T （3,4）（間隔τ）與（5,6）（間隔τ）間隔2T 。。。,35,壓縮后：（1,2,3,4）（間隔τ） （5,6,7,8）（間隔τ） 。。。 （1,2,3,4）與（5,6,7,8）間隔4T （5,6,7,8）與（9,10,11,12）間隔4T 。。。,36,8.2.2 分組交錯光時分復用,解復用:采用與門堆；將輸入的高速串行的復用數(shù)據(jù)流變換為低速的并行數(shù)據(jù)流，然后再進行處理。,8.2.2 分組交錯光時分復用,采用的方法與分解4個比特交錯數(shù)據(jù)流一樣。,第一與門信息包中1、5、9。。。比特；第二與門2、6、10。。。比特等,（2）每路與相隔4倍τ的控制數(shù)據(jù)流相與。,（1）待分解數(shù)據(jù)流經分路器分成4路；,38,8.1 光復用技術的基本概念,8.2 光時分復用技術,8.3 密集波分復用技術,8.4 密集波分復用技術的非線性串擾,內容簡介：,39,8.3 密集波分復用技術,光波分復用(WDM)技術是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的一項技術。 基本原理：在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來(復用)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號分開(解復用)，恢復出原信號后送入不同的終端。因此稱為光波長分割復用技術，簡稱光波分復用技術。,40,8.3 密集波分復用技術,光纖的帶寬有多寬？ 光纖兩個低損耗傳輸窗口： 波長為1.31 μm(1.25～1.35μm)的窗口，相應的帶寬 (|Δf|=|-Δλc/λ2|, λ和Δλ分別為中心波長和相應的波段寬度， c為真空中光速)為17700 GHz； 波長為1.55 μm(1.50～1.60 μm)的窗口， 相應的帶寬為12500 GHz。,兩個窗口合一起，總帶寬超過30THz。如果信道頻率間隔為10 GHz， 理想情況下， 一根光纖可容納3000個信道。 稱作全波光纖。,8.3 密集波分復用技術,一些光器件與技術還不十分成熟，光頻分復用(OFDM)困難（0.1nm）。 在這種情況下，信道間隔較小稱為密集波分復用(DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing)（1.6、0.8nm或更低）。在1550 nm波長區(qū)段內，同時用8，16或更多個波長在一對光纖上(也可采用單光纖)構成的光通信系統(tǒng)，對應于200 GHz, 100 GHz或更窄的帶寬。,41,WDM、 DWDM和OFDM在本質上沒有多大區(qū)別 以往技術人員習慣采用WDM 和DWDM來區(qū)分是1310/1550 nm 簡單復用還是在1550 nm波長區(qū)段內密集復用，但目前在電信界應用時，都采用DWDM技術。,8.3 密集波分復用技術,42,早期， 沒有合適的光放大器，WDM只具有1310nm和1550nm兩個通道。,8.3 密集波分復用技術,1310nm/1550nm窗口的波分復用(WDM)：仍用于接入網，但很少用于長距離傳輸 1550nm窗口的密集波分復用(DWDM)：可廣泛用于長距離傳輸，用于建設全光網絡,由于1310/1550 nm的復用超出了EDFA的增益范圍，只在一些專門場合應用，所以經常用WDM這個更廣義的名稱來代替DWDM。,43,44,8.3 密集波分復用技術,WDM技術的主要特點 1. 充分利用光纖的巨大帶寬資源 單光纖，WDM傳輸容量是單波長幾倍、幾十倍、幾百倍， 2000年，加拿大LMGR，一根光纖傳輸65536個波長信號。 2. 節(jié)省大量光纖 3. 信號透明傳輸 各波長的信道相互獨立，可傳輸特性和速率完全不同的信號，完成各種電信業(yè)務信號的綜合傳輸，如PDH信號和SDH信號，數(shù)字信號和模擬信號，多種業(yè)務(音頻、視頻、數(shù)據(jù)等)的混合傳輸?shù)?。?8.3 密集波分復用技術,WDM技術的主要特點 4. 高度的組網靈活性、 經濟性和可靠性 很多應用形式，如長途干線網、廣播分配網、多路多址局域網?？梢岳肳DM技術選擇路由，實現(xiàn)網絡交換和故障恢復，從而實現(xiàn)未來的透明、 靈活、經濟且具有高度生存性的光網絡。 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速度已明顯不足，使用WDM技術可降低對一些器件在性能上的極高要求，同時又可實現(xiàn)大容量傳輸。,45,46,WDM技術對網絡升級、發(fā)展寬帶業(yè)務(如CATV， HDTV 和IP over WDM等)、充分挖掘光纖帶寬潛力、實現(xiàn)超高速光纖通信等具有十分重要意義，尤其是WDM加上EDFA更是對現(xiàn)代信息網絡具有強大的吸引力。 “摻鉺光纖放大器(EDFA)+密集波分復用(WDM)+非零色散光纖(NZDSF，即G.655光纖)+光子集成(PIC)”正成為國際上長途高速光纖通信線路的主要技術方向。,8.3 密集波分復用技術,47,8.3.1 WDM系統(tǒng)基本類型,WDM系統(tǒng)從不同角度可分為不同類型，常分為：,（1）從傳輸方向，可分為： ?雙纖單向波分復用系統(tǒng)； ?單纖雙向波分復用系統(tǒng)； （2）從光接口類型，可分為： ?集成式波分復用系統(tǒng)； ?開放式波分復用系統(tǒng)。,8.3.1 WDM系統(tǒng)基本類型 -傳輸方向,1. 雙纖單向傳輸,單向WDM是指所有光路同時在一根光纖上沿同一方向傳送，如下圖。,雙纖單向傳輸示意圖,48,原理上，復用器和解復用器互易的(雙向可逆) ，相同的（除非特殊要求）,49,8.3.1 WDM系統(tǒng)基本類型 -傳輸方向,,2.單纖雙向傳輸 同一光波分復用器既可合波器，又可分波器，具有方向可逆性，因此，可在同一根光纖上實現(xiàn)雙向傳輸。所用波長互相分開，以便實現(xiàn)雙向全雙工通信。,單纖雙向傳輸示意圖,雙纖單向開發(fā)和應用方面都比較廣泛。 單纖雙向開發(fā)和應用相對來說要求更高，減少光纖和線路放大器的數(shù)量。,8.3.1 WDM系統(tǒng)基本類型 -傳輸方向,50,類型比較：,51,,8.3.1 WDM系統(tǒng)基本類型-光接口類型,考慮各波長之間影響最小和更多廠家設備互通，WDM使用激光器發(fā)出光中心波長、波長間隔、中心頻率偏移等均有嚴格規(guī)定，需符合ITU-T G.692建議(見表8.1),1.集成式波分復用系統(tǒng),集成式：光接口滿足G.692建議-標準的光波長、滿足長距離傳輸?shù)墓庠础０褬藴实墓獠ㄩL和長色散受限距離的光源集成在SDH系統(tǒng)中。,52,,2.開放式波分復用系統(tǒng),開放式WDM系統(tǒng),開放是指在同一WDM系統(tǒng)中，可以接入不同廠家的SDH系統(tǒng)。OTU對輸人端信號波長沒特殊要求，可兼容任意廠家信號。OTU輸出端滿足G.692的光接口。實現(xiàn)不同廠家的SDH系統(tǒng)工作在同一個WDM系統(tǒng)內。,在波分復用器前加入波長轉換器(Optical Transition Unit，OTU)，將SDH非規(guī)范的波長轉換為標準波長。,8.3.1 WDM系統(tǒng)基本類型-光接口類型,53,8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,一般來說，WDM系統(tǒng)主要由以下五部分組成：光發(fā)射機、光中繼放大、光接收機、光監(jiān)控信道和網絡管理系統(tǒng)。,8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,?光發(fā)射機 (1)將終端設備(如SDH端機) 光信號-光轉發(fā)器(OTU)；（ITU-T G.957非特定波長轉換成ITU-T G.692特定波長光信號）,54,(2)合波器合成多路光信號；,(1),(3)光功率放大器(BA： Booster Amplifier)放大輸出多路光信號。,8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,? 光中繼放大：用摻鉺光纖放大器(EDFA)對光信號中繼放大。,55,線放(LA),功放(BA）,前放(PA),系統(tǒng)中，EDFA必須采用增益平坦技術 不同波長的光信號具有接近相同的放大增益； 還要考慮到不同數(shù)量的光信道同時工作的各種情況，保證光信道的增益競爭不影響傳輸性能。,56,8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,光接收機：在接收端， (1)光前置放大器(PA)放大衰減的主信道光信號;,(2)分波器從主信道光信號中分出特定波長光信號送往各終端,(1),(2),8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,光接收機：接收機要滿足光信號靈敏度、過載功率等參數(shù)，還要能承受有一定光噪聲的信號，要有足夠的電帶寬性能。,57,58,8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,光監(jiān)控信道：監(jiān)控系統(tǒng)內各信道傳輸情況。 發(fā)送端，插入本節(jié)點產生波長λs(1510nm)光監(jiān)控信號，與主信道光信號合波輸出； 接收端，將接收光信號分波，輸出λs(1510nm)波長光監(jiān)控信號和業(yè)務信道光信號。 幀同步字節(jié)、公務字節(jié)和網管所用開銷字節(jié)等都是通過光監(jiān)控信道來傳遞。,59,8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,網絡管理系統(tǒng)：光監(jiān)控信道物理層傳送開銷字節(jié)到其他節(jié)點或接收來自其他節(jié)點的開銷字節(jié)。 對WDM系統(tǒng)進行管理，實現(xiàn)配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。 并與上級管理系統(tǒng)相連。,8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,60,目前國際上已商用的系統(tǒng)有： 4×2.5 Gb/s(10 Gb/s), 8×2.5 Gb/s(20 Gb/s), 16×2.5 Gb/s(40 Gb/s), 40×2.5 Gb/s(100 Gb/s), 32×10 Gb/s(320 Gb/s), 40×10 Gb/s(400 Gb/s)。,實驗室已實現(xiàn)了82×40 Gb/s(3.28 Tb/s)的速率， 傳輸距離達3×100 km=300 km。,8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,OFC2000(Optical Fiber Communication Conference)提供的情況有： ① Bell Labs: 82路×40 Gb/s=3.28 Tb/s在3×100 km=300 km的True Wave(商標)光纖(即G.655光纖)上，利用C和L兩個波帶聯(lián)合傳輸； ② 日本NEC: 160×20 Gb/s=3.2 Tb/s， 利用歸零信號沿色散平坦光纖，經過增益寬度為64 nm的光纖放大器，傳輸距離達1500 km; ③ 日本富士通(Fujitsu): 128路×10.66 Gb/s， 經過C和L波帶注：C波帶為1525～1565 nm，L波帶為1570～1620 nm。， 用分布喇曼放大(DRA: Distributed Raman Amplification), 傳輸距離達6×140 km=840 km;,61,8.3.2 WDM系統(tǒng)基本結構與工作原理,OFC2000(Optical Fiber Communication Conference)提供的情況有： ④ 日本NTT： 30路×42.7 Gb/s， 利用歸零信號， 經過增益寬度為50 nm的光纖放大器，傳輸距離達3×125 km376 km; ⑤ 美國Lucent Tech: 100路×10 Gb/s=1 Tb/s，各路波長的間隔縮小到25 GHz, 利用L波帶，沿NZDF光纖(G.655光纖)傳輸400 km; ⑥ 美國Mciworldcom和加拿大Nortel: 100路×10 Gb/s=1 Tb/s， 沿NZDF光纖在C和L波帶傳輸4段， 約200 km; ⑦ 美國Qtera 和Qwest: 兩個波帶4路×10 Gb/s和2路×10 Gb/s沿NZDF光纖傳輸23×105 km=2415 km, 這個試驗雖然WDM路數(shù)不多，但在陸地光纜中卻是最長距離。,62,63,8.1 光復用技術的基本概念,8.2 光時分復用技術,8.3 密集波分復用技術,8.4 密集波分復用技術的非線性串擾,內容簡介：,64,8.4 密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾,在單信道的光纖通信系統(tǒng)中，對于光纖特性主要考慮的是衰耗和色散，它們限制著傳輸距離和傳輸容量。,色散：在光纖中，光信號的不同成分（如模式、頻率）傳播速度不同，經過傳輸產生時延差。,色散系數(shù)D：單位波長間隔內各頻率成份通過單位長度光纖所產生的時延差。,8.4 密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾,單模光纖為例： 目前使用較多的G.652光纖最小色散波長(λ0)為1310nm（衰減0.3-0.45db/km，色散位移光纖G.653的零色散波長(λ0)為1550nm(0.2-0.25db/km)。,65,單模光纖的色度色散主要是指光纖中傳輸?shù)墓庑盘柕牟煌l率成分有不同的傳輸速率，從而引起時延差，使脈沖展寬的現(xiàn)象。脈沖展寬會引起碼間干擾。,正色散區(qū)：紅光(波長較長的光)傳得較慢。 負色散區(qū)：藍光(波長較短的光)傳得較慢。,8.4 密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾,衰耗的克服辦法：高輸出功率的激光器，高靈敏度的接收器，光放大器等。 色散的克服辦法：加色散補償光纖，自相位調制技術，色散支持技術等。,67,WDM系統(tǒng)還存在非線性效應。 每一波長都攜帶一定的光功率，再加上光纖放大器的應用，注入光纖的光功率較大(14-17dBm)，高的光功率引起的，主要包括：,8.4 密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾,?受激喇曼散射；-大有效面積的光纖 ?受激布里淵散射；-大有效面積的光纖 ?自相位調制；-幅度調制、非相干解調 ?交叉相位調制； -幅度調制、非相干解調 ?四波混頻效應。-非零色散光纖或光纖的非零色散窗口,小結,1、光復用技術的主要幾種方式。 WDM、DWDM和OFDM的關系 副載波復用電域復用 2、詳細介紹了光時分復用技術中，比特交錯和分組交錯的復用和解復用的基本原理。 3、簡單介紹了光波分復用技術，雙纖單向和單纖雙向、集成式和開放式。,練習題,1、比特交錯OTDM每路的數(shù)據(jù)速率2.5Gb/s，n=8。求幀同步脈沖頻率；合路器輸出脈沖頻率；第5路光纖延時線的長度。 2、密集波分系統(tǒng)中有兩類光信號，一類是用來承載業(yè)務信號的，我們稱為業(yè)務通道，一類是用來承載監(jiān)控信號的，我們稱為監(jiān)控通道。業(yè)務通道的光信號使用的波長是在 （1530-1625nm）的頻帶內，監(jiān)控通道的光信號使用的波長是在 （1510nm）的頻帶內。 3、目前DWDM系統(tǒng)使用的業(yè)務波長主要集中在：(B) A.1310nm左右 B.1550nm左右 C. 1410nm左右 D.1710nm左右,,4、4個波分通道串連測試，試畫出4波系統(tǒng)的誤碼串聯(lián)檢測方法。,,