密集型光波复用(DWDM)

DWDM 原理概述

DWDM 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 WDM （ DWDM ）不仅极大地提高了网络系统的通信容量，充分利用了光纤的带宽，而且它具有扩容简单和性能可靠等诸多优点，特别是它可以直接接入多种业务更使得它的应用前景十分光明。

在模拟载波通信系统中，为了充分利用电缆的带宽资源，提高系统的传输容量，通常利用频分复用的方法。即在同一根电缆中同时传输若干个信道的信号，接收端根据各载波频率的不同利用带通滤波器滤出每一个信道的信号。

同样，在光纤通信系统中也可以采用光的频分复用的方法来提高系统的传输容量。事实上，这样的复用方法在光纤通信系统中是非常有效的。与模拟的载波通信系统中的频分复用不同的是，在光纤通信系统中是用光波作为信号的载波，根据每一个信道光波的频率（或波长）不同将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，从而在一根光纤中实现多路光信号的复用传输。

由于目前一些光器件（如带宽很窄的滤光器、相干光源等）还不很成熟，因此，要实现光信道非常密集的光频分复用（相干光通信技术）是很困难的，但基于目前的器件水平，已可以实现相隔光信道的频分复用。人们通常把光信道间隔较大（甚至在光纤不同窗口上）的复用称为光波分复用（ WDM ），再把在同一窗口中信道间隔较小的 DWDM 称为密集波分复用（ DWDM ）。 随着科技的进步，现代的技术已经能够实现波长间隔为纳米级的复用，甚至可以实现波长间隔为零点几个纳米级的复用，只是在器件的技术要求上更加严格而已，因此把波长间隔较小的 8 个波、 16 个波、 32 乃至更多个波长的复用称为 DWDM 。

DWDM 系统的构成及光谱示意图如 图所示。发送端的光发射机发出波长不同而精度和稳定度满足一定要求的光信号，经过光波长复用器复用在一起送入掺铒光纤功率放大器（掺铒光纤放大器主要用来弥补合波器引起的功率损失和提高光信号的发送功率），再将放大后的多路光信号送入光纤传输，中间可以根据情况决定有或没有光线路放大器，到达接收端经光前置放大器（主要用于提高接收灵敏度，以便延长传输距离）放大以后，送入光波长分波器分解出原来的各路光信号。

ＤＷＤM系统的其他功能

１、ＤＷＤＭ系统的光监控信道（ＯＳＣ）

在ＤＷＤＭ系统中，采用独立的１５１０ｎｍ波长（速率为２Ｍｂ/ｓ）承载光监控信道（ＯＳＣ），传送网管、公务和监控信息，帧结构符合Ｇ．７０４，实际用于监控信息传送的速率为１９２０ｋｂ/ｓ。０ＳＣ光监控信道是ＤＷＤＭ系统工作状态的信息载体。在ＤＷＤＭ系统中，ＯＳＣ是一个相对独立的子系统，传送光信道层、光复用段层和光传输段层的维护和管理信息，提供公务联络及使用者通路，同时它还可以提供其它附加功能。ＯＳＣ主要包括的子系统功能为：ＯＳＣ信道接收和发送、时钟恢复和再生、接收外部时钟信号、ＯＳＣ信道故障检测和处理及性能监测、ＣＭＩ编解码、ＯＳＣ帧定位和组帧处理、监控信息处理。性能的监测（Ｂ１、Ｊ０、ＯＰＭ、光放监测），可由业务接入终端完成。模拟量监测功能和Ｂ１误码监测功能，提供不中断业务的多路光通道性能监测（包括各信道波长、光功率、光信噪比），适时监测光传送段和光通道性能质量，提供故障定位的有效手段。具有监测放大器的输入光功率、输出光功率、ＰＵＭＰ驱动电流、ＰＵＭＰ制冷电流、ＰＵＭＰ温度和ＰＵＭＰ背向光功率的功能。具有监测多方向的波数、各信道的波长、光功率和光信噪比等性能，监测的波长精度可大于０．０５ｎｍ、光功率精度可大于０．５ｄＢｍ、信噪比精度可大于０．５ｄＢ。

２、光纤放大器

按光纤放大器所在线路传输种的位置不同，可分为三种：

（１）放在光发射机后面的，称为功率放大器；

（２）放在光纤线路之间起中继作用的，称为线路放大器；

（３）放在光接收机前面的，称为前置放大器。

按光放大实现的功能，可分为两种：

（１）掺铒光纤放大器：具有增益平坦、增益锁定、输出功率钳制和放大器瞬态控制等功能，同时为了消除由于突发事故产生的光放大器的"浪涌"现象，光放大器还具有光功率自动关断(ＡＰＳＤ)和功率自动减弱(ＡＰＲ)功能。

（２）ＲＰＭ喇曼光纤放大器：专为远距离光传输系统设计，采用高性能１４ＸＸｎｍ泵浦激光器和无源器件，结构紧凑，能直接放大Ｃ-Ｂａｎｄ、Ｌ-Ｂａｎｄ、Ｃ＋Ｌ-Ｂａｎｄ的光信号，改善线路光信噪比（ＯＳＮＲ），很好地提升系统的传输性能，符合ＴｅｌｃｏｒｄｉａＧＲ-１３１２-ＣＯＲＥ的标准要求。

３、ＤＷＤＭ系统的ＯＡＤＭ、ＯＸＣ功能

ＯＡＤＭ可根据需要在任何光中继站点提供波长的光信号上下（目前可做到８波），该功能与ＯＸＣ配合，可以将任何上路端口来的某一光信号都可以上到系统的任一波长，这样即使两个上路端口的上路光信号波长相同，也不会造成阻塞。同样下路也可以通过端口指配功能将某一下路波长根据需要下到任一端口，从而极大地扩展了ＯＡＤＭ应用的灵活性。此外，通过ＯＡＤＭ与ＯＸＣ地组合应用，可以提供二纤单向复用段保护、二纤双向复用段保护、通道保护等保护方式，从而可以实现自愈环型组网，使系统性能安全、可靠。