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  4. 全面講解波分復(fù)用系統(tǒng)的組成與波分復(fù)用的兩種技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議光模塊

技術(shù)支持

兼容協(xié)議光模塊

其它種類(lèi)光器件

全面講解波分復(fù)用系統(tǒng)的組成與波分復(fù)用的兩種技術(shù)

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Description

  

 
 
波分復(fù)用器廠(chǎng)家解析波分復(fù)系統(tǒng)的組成：
     波分復(fù)用（WDM）技術(shù)是在一根光纖的供應(yīng)商中同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。就是為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資源，根據(jù)每一信道光波的頻率（或波長(zhǎng)）不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道，把光波作為信號(hào)的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器復(fù)用器的供應(yīng)商（合波器）將不同規(guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)送入一根光纖進(jìn)行傳輸。
波分復(fù)用系統(tǒng)的組成　　
   光復(fù)用器(MUX)：把多個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用到一根光纖里傳輸?！　?/div>
   光功率放大器(OBA)：可補(bǔ)償光復(fù)用器的損耗，提高入纖功率。　　
    光線(xiàn)路放大器(OLA)：補(bǔ)償光纖損耗?！　?/div>
   光前置放大器(OPA)：提高接收電平，提高接收機(jī)靈敏度?！　?/div>
   光分用器(DEMUX)：把多個(gè)波長(zhǎng)分用到各根光纖中，使信道分離?！　?/div>
   光接口轉(zhuǎn)換器(OTU)：把常規(guī)SDH的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合DWDM傳輸?shù)男盘?hào)?！　?/div>
   光監(jiān)控信道（OSC）：專(zhuān)門(mén)傳送監(jiān)控系統(tǒng)的信道。
   波分復(fù)用的特點(diǎn)　　
   ① 充分利用光纖的巨大帶寬資源　　
   ② 多種類(lèi)型的信號(hào)可同時(shí)傳輸　　
   ③ 系統(tǒng)升級(jí)時(shí)能最大限度地保護(hù)已有投資　　
   ④ 高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性　　
   ⑤ 降低器件的超高速要求　　
   ⑥ 可兼容全光交換　　
    一個(gè)WDM系統(tǒng)可以承載多種格式的“業(yè)務(wù)”信號(hào)，如ATM、IP等；在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和發(fā)展中，是理想的擴(kuò)容手段，也是引入寬帶新業(yè)務(wù)（例如CATV、HDTV和B-ISDN等）的有利手段，增加一個(gè)附加波長(zhǎng)即可引入任意想要的新業(yè)務(wù)或新容量；利用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)，從而可能實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明的、具有高度生存性的光網(wǎng)絡(luò)。
    波分復(fù)用的分類(lèi)　　
   通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同，每個(gè)波長(zhǎng)之間的間隔寬度也有不同。按照通道間隔的不同，WDM可以細(xì)分為 CWDM（稀疏波分復(fù)用）和 DWDM（密集波分復(fù)用）。CWDM 的信道間隔為20nm，而 DWDM 的信道間隔從 0.2nm 到 1.2nm，所以相對(duì)于 DWDM，CWDM 稱(chēng)為稀疏波分復(fù)用技術(shù)。
   波分復(fù)用的兩種技術(shù)介紹　　
    1、DWDM技術(shù)簡(jiǎn)介　　
WDM 和 DWDM 是在不同發(fā)展時(shí)期對(duì) WDM 系統(tǒng)的稱(chēng)呼。在 20 世紀(jì) 80 年代初，人們想到并首先采用的是在光纖的兩個(gè)低損耗窗口 1310nm窗口和 1550nm窗口各傳送 1 路光波長(zhǎng)信號(hào)，也就是 1310nm、1550nm兩波分的 WDM 系統(tǒng)。隨著 1550nm窗口 EDFA 的商用化，WDM 系統(tǒng)的相鄰波長(zhǎng)間隔變得很窄（一般小于 1.6nm），且工作在一個(gè)窗口內(nèi)，共享EDFA 光放大器。為了區(qū)別于傳統(tǒng)的 WDM 系統(tǒng)，人們稱(chēng)這種波長(zhǎng)間隔更緊密的 WDM 系統(tǒng)為密集波分復(fù)用系統(tǒng)。所謂密集，是指相鄰波長(zhǎng)間隔而言，過(guò)去 WDM 系統(tǒng)是幾十納米的波長(zhǎng)間隔，現(xiàn)在的波長(zhǎng)間隔只有 0.4～2nm。密集波分復(fù)用技術(shù)其實(shí)是波分復(fù)用的一種具體表現(xiàn)形式。如果不特指 1310nm、1550nm 的兩波分 WDM 系統(tǒng)外，人們談?wù)摰?WDM 系統(tǒng)就是 DWDM 系統(tǒng)?！?/div>
    實(shí)現(xiàn)光波分復(fù)用和傳輸?shù)脑O(shè)備種類(lèi)很多，各個(gè)功能模塊都有多種實(shí)現(xiàn)方法，具體采用何種設(shè)備應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和系統(tǒng)性能的側(cè)重點(diǎn)來(lái)決定?？傮w上看，在 DWDM 系統(tǒng)當(dāng)中有光發(fā)送/接收器、波分復(fù)用器、光放大器、光監(jiān)控信道和光纖五個(gè)模塊?！　?/div>
    光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)是影響 WDM 傳輸系統(tǒng)性能的主要因素。光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)主要與光功率密度、信道間隔和光纖的色散等因素密切相關(guān)；光功率密度越大、信道間隔越小，光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)就越嚴(yán)重；色散與各種非線(xiàn)性效應(yīng)之間的關(guān)系比較復(fù)雜，其中四波混頻隨色散接近零而顯著增加。隨著 WDM 技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)越來(lái)越多，信道間距越來(lái)越小，傳輸功率越來(lái)越大，因而光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)對(duì) DWDM 傳輸系統(tǒng)性能的影響也越來(lái)越大?！　?/div>
     克服非線(xiàn)性效應(yīng)的主要方法是改進(jìn)光纖的性能，如增加光纖的有效傳光面積，以減小光功率密度；在工作波段保留一定量的色散，以減小四波混頻效應(yīng)；減小光纖的色散斜率，以擴(kuò)大 DWDM 系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)范圍，增加波長(zhǎng)間隔；同時(shí)，還應(yīng)盡量減小光纖的偏振模色散，以及在減小四波混頻效應(yīng)的基礎(chǔ)上盡量減小光纖工作波段上的色散，以適應(yīng)單信道速率的不斷提高。　　
     DWDM 復(fù)用系統(tǒng)中的光源應(yīng)具有以下 4 點(diǎn)要求：(1)波長(zhǎng)范圍很寬；(2)盡可能多的信道數(shù)；(3)每信道波長(zhǎng)的光譜寬度應(yīng)盡可能窄；(4)各信道波長(zhǎng)及其間隔應(yīng)高度穩(wěn)定。因此，在波分復(fù)用系統(tǒng)中使用的激光光源，幾乎都是分布反饋激光器(DFB-LD)，而且目前多為量子阱 DFB 激光器?！　?/div>
     隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，用在波分復(fù)用系統(tǒng)中的光源除了分立的 DFB-LD、可調(diào)諧激光器、面發(fā)射激光器外，還有兩種形式。其一是激光二極管的陣列，或是陣列的激光器與電子器件的集成，實(shí)際是光電集成回路(OEIC)，與分立的 DFB-LD 相比，這種激光器在技術(shù)上前進(jìn)了一大步，它體積縮小、功耗降低、可靠性高，應(yīng)用上簡(jiǎn)單、方便。另一種新的光源——超連續(xù)光源。確切地說(shuō)應(yīng)該是限幅光譜超連續(xù)光源(Spectrum Sliced SupercontinuumSource)。研究表明，當(dāng)具有很高峰值功率的短脈沖注入光纖時(shí)，由于非線(xiàn)性傳播會(huì)在光纖中產(chǎn)生超連續(xù)(SC)寬光譜，它能限幅成為許多波長(zhǎng)，并適合于作波分復(fù)用的光源，這就是所謂的限幅光譜超連續(xù)光源?！　?/div>
     2、CWDM技術(shù)簡(jiǎn)介　　
     DWDM（密集波分復(fù)用）無(wú)疑是當(dāng)今光纖應(yīng)用領(lǐng)域的首選技術(shù)，但其昂貴的價(jià)格令不少手頭不夠?qū)捲５倪\(yùn)營(yíng)商頗為躊躇。為了能夠以較低的成本享用波分復(fù)用技術(shù)，CWDM（稀疏波分復(fù)用）應(yīng)運(yùn)而生?！　?/div>
     稀疏波分復(fù)用，顧名思義，是密集波分復(fù)用的近親，CWDM 和 DWDM 的區(qū)別主要有二點(diǎn)：一是 CWDM 載波通道間距較寬，因此，同一根光纖上只能復(fù)用 5 到6 個(gè)左右波長(zhǎng)的光波，“稀疏”與“密集”稱(chēng)謂的差別就由此而來(lái)；二是 CWDM 調(diào)制激光采用非冷卻激光，而DWDM 采用的是冷卻激光。冷卻激光采用溫度調(diào)諧，非冷卻激光采用電子調(diào)諧。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)諧實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度很大，成本也很高?！　?/div>
     CWDM避開(kāi)了這一難點(diǎn)，因而大幅降低了成本，整個(gè) CWDM 系統(tǒng)成本只有 DWDM 的 30%。CWDM 是通過(guò)利用光復(fù)用器將在不同光纖中傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)結(jié)合到一根光纖中傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。在鏈路的接收端，利用解復(fù)用器將分解后的波長(zhǎng)分別送到不同的光纖，接到不同的接收機(jī)?！　?/div>
     CWDM用很低的成本提供了很高的接入帶寬，適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、以太網(wǎng)、SONET 環(huán)等各種流行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，特別適合短距離、高帶寬、接入點(diǎn)密集的通信應(yīng)用場(chǎng)合，如大樓內(nèi)或大樓之間的網(wǎng)絡(luò)通信。尤其值得一提的是 CWDM 與 PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）的搭配使用。PON 是一種廉價(jià)的、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光纖通信方式，通過(guò)與 CWDM 相結(jié)合，每個(gè)單獨(dú)波長(zhǎng)信道都可作為 PON 的虛擬光鏈路，實(shí)現(xiàn)中心節(jié)點(diǎn)與多個(gè)分布節(jié)點(diǎn)的寬帶數(shù)據(jù)傳輸?！　?/div>
     CWDM是成本與性能折衷的產(chǎn)物，不可避免地存在一些性能上的局限。業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，CWDM 目前尚存在以下 4 點(diǎn)不足：一、CWDM 在單根光纖上支持的復(fù)用波長(zhǎng)個(gè)數(shù)較少，導(dǎo)致日后擴(kuò)容成本較高；二、復(fù)用器、復(fù)用解調(diào)器等設(shè)備的成本還應(yīng)進(jìn)一步降低，這些設(shè)備不能只是 DMDM 相應(yīng)設(shè)備的簡(jiǎn)單改型；三、CWDM 不適用于城域網(wǎng)，城域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間距離較短，運(yùn)營(yíng)商用在 CWDM 設(shè)備擴(kuò)容上的錢(qián)完全可以用來(lái)埋設(shè)更多的光纜，得到更好的效果；四、CWDM 還未形成標(biāo)準(zhǔn)。
    波分復(fù)用技術(shù)面臨的問(wèn)題　　
    以WDM技術(shù)為基礎(chǔ)的具有分插復(fù)用和交叉連接功能的光傳輸網(wǎng)具有易于重構(gòu)、良好的擴(kuò)展性等優(yōu)勢(shì)，已成為未來(lái)高速傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向，很好的解決下列技術(shù)問(wèn)題有利于其實(shí)用化。　　
    （1）WDM是一項(xiàng)新的技術(shù)，其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定較粗，因此不同商家的WDM產(chǎn)品互通性極差，特別是在上層的網(wǎng)絡(luò)管理方面。為了保證WDM系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模實(shí)施，需保證WDM系統(tǒng)間的互操作性以及WDM系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)間互連、互通，因此應(yīng)加強(qiáng)光接口設(shè)備的研究。　　
   （2）WDM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理，特別是具有復(fù)雜上/下通路需求的WDM網(wǎng)絡(luò)管理不是很成熟。在網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模采用需要對(duì)WDM系統(tǒng)進(jìn)行有效網(wǎng)絡(luò)管理。例如在故障管理方面，由于WDM系統(tǒng)可以在光通道上支持不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)信號(hào)，一旦WDM系統(tǒng)發(fā)生故障，操作系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，并找出故障原因；目前為止相關(guān)的運(yùn)行維護(hù)軟件仍不成熟；在性能管理方面，WDM系統(tǒng)使用模擬方式復(fù)用及放大光信號(hào)，因此常用的比特誤碼率并不適用于衡量WDM的業(yè)務(wù)質(zhì)量，必須尋找一個(gè)新的參數(shù)來(lái)準(zhǔn)確衡量網(wǎng)絡(luò)向用戶(hù)提供的服務(wù)質(zhì)量等?！　?/div>
   （3）一些重要光器件的不成熟將直接限制光傳輸網(wǎng)的發(fā)展，如可調(diào)諧激光器等。通常光網(wǎng)絡(luò)中需要采用4～6個(gè)能在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行調(diào)諧的激光器，但目前這種可調(diào)諧激光器還很難商用化。
全國(guó)產(chǎn)化光模塊 CFP2光模塊 JYSK光纖連接器 思科光模塊 Marconi光模塊 Test Equipment & Others 光纖法蘭適配器
SFP全國(guó)產(chǎn)光模塊 CFP4光模塊 J599III電連接器 思科FE SFP 博達(dá)光模塊 保偏光器件 光纖跳線(xiàn)&尾纖
1x9全國(guó)產(chǎn)光模塊 CFP8 400Gbps S6矩形連接器 思科SFP+光模塊 網(wǎng)件光模塊 In-line Depolarizer FTTA拉遠(yuǎn)基站光纖跳線(xiàn)
特種光模塊 CDFP 400Gbps S7矩形連接器 思科XFP光模塊 Nortel光模塊 In-line Polarizer MPO/MTP高密度系列
25G~400G高速光模塊 MicroQSFP光模塊 GYM光纖連接器 思科CFP光模塊 Moxa光模塊 IPBC/S 軍用野戰(zhàn)防水光纖跳線(xiàn)
200km超長(zhǎng)距光模塊 DSFP光模塊 J599III光纖連接器 思科QSFP-DD 光模塊 ?？低旽IKVISION光模塊 PBC/S 特種光纖光纜
5G移動(dòng)通信光模塊 FT-61光模塊 水密光纜連接器 思科QSFP+光模塊 McAfee光模塊 PM BPF 特種線(xiàn)纜組件
SFP光模塊 OLT光模塊 光纖連接器轉(zhuǎn)接器 思科GE SFP SMC智邦光模塊 PM Circulator 通用光纜光纖跳線(xiàn)
1.25G SFP ONU光模塊 FT-A4系列連接器 思科SFP OC3 安華高Avago光模塊 PM Collimator MXC? 多芯光纜組件
CWDM SFP PLCC光模塊 USB光纖延長(zhǎng)線(xiàn) 思科SFP OC12 安華高Avago 1x9光模塊 PM Coupler PRIZM? LIGHTTURN?組件
DWDM SFP RJ光模塊 HDMI 思科SFP OC48 安華高Avago SFF光模塊 PM CWDM 光纖機(jī)箱
BIDI-SFP SFF光模塊 特種電連接器 思科GBIC光模塊 安華高Avago SFP光模塊 PM DWDM SMA-特殊纖芯系列
SGMII SFP SNAP12光模塊 圓形連接器 思科X2光模塊 安華高Avago QSFP28 光模塊 PM Faraday mirror 特殊接頭系列
Video SFP光模塊 USOT光模塊 矩形電連接器 思科XENPAK光模塊 安華高Avago QSFP+光模塊 PM Fiber mirror 鎧裝系列
Copper SFP X2光模塊 特種光纖光纜 華三光模塊 安華高Avago SNAP12光模塊 PM Filter Coupler 光耦合器Coupler
低功耗SFP Xenpak光模塊 特種光纖 華三SFP 安華高Avago 其他光模塊 PM Fused Coupler 皮纖跳線(xiàn)系列
SFP+光模塊 光電編碼器模塊 光纖器件 華三SFP+ 安華高 Embedded光模塊 PM FWDM 大芯數(shù)系列
CWDM SFP+ 光模塊測(cè)試板 特種光纜及光纜組件 華三SFP28 光模塊 安華高Fiber Optics光模塊 PM Isolator 回路跳線(xiàn)系列
DWDM SFP+ 光模塊籠子座子 光藕 華三QSFP+光模塊 Industrial Transmitters and Receivers PM Isolator WDM 保偏光纖系列
BIDI SFP+ DAC 高速線(xiàn)纜 標(biāo)準(zhǔn)光耦 華三QSFP28 光模塊 Optical Transceivers PM PLC 光通信組件
Tunable SFP+ 光纖滑環(huán)|光電滑環(huán) SMA測(cè)試線(xiàn)纜 華三 CFP光模塊 飛通光模塊 PM Tap Isolator 光隔離器isolator
16GFC SFP+ 光纜車(chē) OSA 華三 CXP光模塊 Finisar光模塊 PM Tap Isolator WDM 其它光器件
25GE SFP+ 軍品級(jí)DIN光模塊 PON BOSA 華三 CX4高速電纜 菲尼薩Finisar SFF光模塊 PM VOA 可調(diào)濾波器
32GFC SFP+ 塑料光纖模塊 Pigtailed PD 華三XFP yellobrik SDI光模塊 其它保偏器件 可調(diào)衰減器
SFP28光模塊 替換安華高工業(yè)電力光模塊 RFoG BOSA 華三GE SFP 羅克韋爾AB光模塊 光分路器 拉錐耦合器
SFP56光模塊 兼容國(guó)產(chǎn)化替換安華高光耦 TO-CAN 華三FE SFP 羅杰康光模塊 FBT拉錐分路器 無(wú)源光器件
SFP-DD光模塊 射頻光模塊 光纖溫度傳感器 華三SFP STM-4 研華Advantech光模塊 PLC 光分路器 法拉第旋轉(zhuǎn)鏡
QSFP光模塊 微型多路光模塊 光纖應(yīng)變傳感器 華三SFP STM-16 全國(guó)產(chǎn)化光器件 PLC平面波導(dǎo)光分路器 波分復(fù)用器
QSFP+ 光模塊 特種光模塊 光纖加速度傳感器 華三GBIC光模塊 FT-XS系列 國(guó)產(chǎn)化半導(dǎo)體光放大器 光開(kāi)關(guān) AWG DWDM波分復(fù)用器
QSFP28光模塊 HPC并行光模塊 光線(xiàn)壓力傳感器 華三BIDI光模塊 光纖陣列系列 探測(cè)器 Fused WDM波分復(fù)用器
QSFP56光模塊 LC-RJ超小型單路光模塊 光纖位移傳感器 華三XENPAK光模塊 高速模塊微連接 光功率計(jì) FWDM波分復(fù)用器
QSFP112 400G光模塊 LCC48光模塊 光纖應(yīng)力傳感器 華三EPON OLT SFP 相干通訊光連接 全光纖相位拉伸器 Mini微型粗波分復(fù)用器
QSFP224光模塊 LC超短型光模塊 光纖傳感分析儀 中航光電光模塊 硅光子器件光鏈接 光纖準(zhǔn)直器 光分插復(fù)用器
QSFP-DD光模塊 SNAP12光模塊 光纖分布式測(cè)溫主機(jī) 中興光模塊 Bio-Medical Equipment 光衰減器系列 其它種類(lèi)波分復(fù)用器產(chǎn)品系列
QSFP-DD800光模塊 微型光模塊 光纖布里淵信號(hào)解調(diào)儀 銳捷光模塊 Components for Fiber Laser 光偏振控制器 密集波分復(fù)用器
OSFP 400Gbps 微型可插拔BGA光模塊 分布式光纖聲振信號(hào)解調(diào)儀 惠普光模塊 Components for Fiber sensing 光源 粗波分復(fù)用器
OSFP 800G光模塊 表貼式單路光模塊 Camera Link 神州數(shù)碼光模塊 Components for Optical Network 光環(huán)行器Circulator WDM模塊
OSFP 1.6T光模塊 特種光纖連接器 光模塊知識(shí) Juniper光模塊 EDFA光纖放大器 光纖延遲線(xiàn) 濾波器
HSFP 1.6T~12.8T光模塊 J599光纖插頭插座 華為光模塊 Extreme光模塊 光纖傳感器 色散補(bǔ)償模塊 蝶形激光器
XFP光模塊 ODC光纖連接器系列 華為GE SFP Brocade光模塊 High power Component 光纖放大器 光耦合器&分路器
CWDM XFP 其他特種光纖連接器 華為QSFP+光模塊 D-Link光模塊 HP In-line Polarizer 無(wú)源傳輸轉(zhuǎn)換器 光纖環(huán)形器&法拉第旋轉(zhuǎn)鏡
DWDM XFP 野戰(zhàn)光纖連接器 華為SFP+ 赫思曼光模塊 HP Isolator 光纖激光器 光纖隔離器&波分復(fù)用器
BIDI XFP 特種光電連接器 華為QSFP28 阿爾卡特朗訊光模塊 HP PBC/S 光調(diào)制器 光纖分束器&合束器（PBS/PBC）
1x9光模塊 J599III高低頻混裝連接器 華為FE SFP Allied Telesis光模塊 Pump Combiner 光電探測(cè)器 光纖光柵
CSFP光模塊 NGC光纖連接器 華為XFP Foundry光模塊 HP Circulator 光纖偏振 高速線(xiàn)纜
CSFP+10G光模塊 J599A6光纖連接器 華為SFP OC12 Force10光模塊 Pump laser protector 光纖濾波器
CXP光模塊 GYMB光纖連接器 華為GBIC光模塊 Blade光模塊 Hybrid for EDFA 同軸激光器
CFP光模塊 J599III光電連接器 華為SFP STM16 Linksys光模塊 Test Equipment & Others 同軸電纜

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