光纖通信與數字傳輸第四十六講：WDM系統概述

1．WDM技術產生背景傳統的傳輸網絡擴容方法采用空分多路復用（SDM）和時分多路復用（TDM）兩種方式。（1）SDM靠增加光纖數量的方式線性增加傳輸系統的容量，傳輸設備也線性增加。空分多路復用的擴容方式十分受限。（2）TDM是比較常用的擴容方式，從PDH的一次群至四次群的復用，到SDH的STM-1、STM-4、STM-16至STM-64的復用。但達到一定的速率等級時，會受到器件和線路等特性的限制。

DWDM技術不僅大幅度地增加了網絡的容量，而且還充分利用了光纖的寬帶資源，減少了網絡資源的浪費。一、WDM概述1/15ＷＤＭ技術就是為了充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源，根據每一信道光波的頻率（或波長）不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波；在發送端采用波分復用器（合波器）將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式。2.ＷＤＭ的概念和特點2/15一、WDM概述

DWDM技術是利用單模光纖的帶寬以及低損耗的特性，采用多個波長作為載波，允許各載波信道在一條光纖內同時傳輸。通常把光信道間隔較大（甚至在光纖的不同窗口上）的復用稱為粗波分復用（CWDM），而把在同一窗口中信道間隔較小的WDM稱為密集波分復用（DWDM）。

DWDM系統的構成及光譜示意如圖2所示。

OTU光波長轉換器圖2DWDM系統的構成及頻譜示意圖3/15

DWDM通道間隔只有0.8~2nm，甚至小于0.8nm，各信道共用一個EDFA，它主要應用于長途網中，隨著技術發展和用戶需求提高，現在越來越多用于城域網和接入網中。由于其設備成本較高，僅16,32,64波的復用通道數太少，為滿足接入網應用需求，近來流行一種粗波分復用技術(CWDM)。CWDM系統在1530~1630nm頻譜范圍內每隔10nm分配一個波長，此時可用頻譜較寬、對中心波長精確度要求低、比較便宜的激光器，降低了設備成本。朗訊公司的打通了1400nm窗口的全波光纖，為CWDM的應用開拓了更大的波長空間。

在G.692建議中，WDM系統工作波長范圍是1528.77-1560.61nm，通路間隔是100GHz(約0.8nm)的整數倍，如100、200、400、500或600GHz，常用100和200GHz作為標準。一、WDM概述4/15

2.

WDM的特點（1）充分利用光纖的巨大帶寬資源。提高光纖的頻帶利用率；（2）多種類型信號可同時傳輸。（3）系統升級時能最大限度保護已有資源。（4）高度的組網靈活性、經濟性和可靠性。（5）降低對器件的超高速要求。（6）可兼容全光交換。但存在插入損耗和串光問題。一、WDM概述5/15

3.

WDM對光源和光電檢測器的要求光源：（1）激光器的輸出波長保持穩定；（2）激光器應具有較大的色散容納值；（3）采用外調制技術；檢測器：（1）具有多波長檢測能力，即能從所傳輸的多波長業務信號中檢測出所需波長信號；（2）采用可調光電檢測器，其調諧范圍可達300nm以上。一、WDM概述6/15（1）雙纖單向傳輸雙纖單向傳輸指一根光纖只完成一個方向光信號的傳輸，反向光信號的傳輸由另一根光纖來完成。如圖3所示，圖3

雙纖單向傳輸的DWDM系統二、WDM的工作方式7/15

（2）單纖雙向傳輸單纖雙向傳輸指在一根光纖中實現兩個方向光信號的同時傳輸，兩個方向的光信號應安排在不同波長上。圖4單纖雙向傳輸的DWDM系統8/15

光信號的分出和插入通過光分插復用器（OADM）可以實現各波長的光信號在中間站的分出與插入，即完成上/下光路，利用這種方式可以完成DWDM系統的環形組網。例如：雙向數字有線電視系統等圖5

光信號的分出和插入傳輸9/15WDM的應用形式可分為開放式WDM和集成式WDM。集成式WDM系統沒有采用波長轉換技術，它要求復用終端的光信號符合ITU-T建議的波長，然后進行合波。

2.開放式WDM系統采用波長轉換技術，將復用終端的光信號轉換成符合ITU-T建議的波長，然后進行合波。OTU為光波長轉換器三、WDM系統類型圖6

集成式WDM系統圖7

開放式WDM系統10/15采用線路光放大器的WDM系統(1)系統參考配置:OM光復用器，OA光放大器，OD光復用器（2）有線路放大器的WDM系統的分類和應用代碼nWx-y.z有線路放大器的WDM系統應用中，線路光放大器之間目標距離的標稱值是80km和120km，需要再生之前的總目標距離標稱值為360km、400km、600km和640km。四、WDM系統應用類型圖8有線路光放大器的WDM系統參考配置圖9符合G.957的發射機和光轉發器聯合使用11/15（2）有線路放大器的WDM系統的分類和應用代碼nWx-y.z

代碼中n-最大波長數；W-傳輸區段（L-長距離，V-很長距離，U-超長距離）；x-允許的最大區段數(>1)；y-該波長信號的最大比特率(y=4,16分別表示STM-4,STM-16);z-光纖類型

（z=2,3,5代表G.652,G.653,G.655光纖）

表1有線路放大器的WDM系統的應用代碼四、WDM系統應用類型應用長距離區段(每個區段的目標距離是80km)很長距離區段(每個區段的目標距離是120km)區段數58354波長4L5-y.z4L8-y.z4V3-y.z4V5-y.z8波長8L5-y.z8L8-y.z8V3-y.z8V5-y.z16波長16L5-y.z16L8-y.z16V3-y.z16V5-y.z12/152.無線路光放大器的WDM系統（1）系統的參考配置（2）無線路光放大器的WDM系統的分類和應用代碼無線路放大器的WDM系統應用包括將8個或16個光通路復用在一起，每個通路速率可以是STM-16，STM-4或其他，也包括將不同速率的通路同事混合在一起。這些系統在G.652,G.653,G.655光纖上傳輸的目標距離的標稱值是80km、120km和160km。圖10無線路光放大器的WDM系統參考配置13/15（2）無線路放大器的WDM系統的分類和應用代碼nWx-y.zX=1,表示無線路光放大器表2無線路放大器的WDM系統的應用代碼四、WDM