波分技术的应用（精选9篇）
波分技术的应用 篇1
密集波分复用技术是在一根光纤中同时传送多波长信号, 用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术, 是当今发展较快、技术较为成熟的一种。密集波分复用技术的出现使光网络的容量产生几十、几百倍的增长, 并以其大容量、支持多业务、可扩充性好已被广泛应用于国际和国内长途干线传输网。
山西电力主干传输网承载着包括数据通信网、实时调度数据网、调度程控网、行政程控交换网、保护通道、会议电视、变电站PCM网等业务。随着山西电力数据通信网和NGN网络的全面建设, 山西电力骨干传送网络建设不仅要考虑语音、窄带数据传送需求, 还需考虑引入VOIP业务、IPTV业务、电力存储业务、其它新业务。这些新业务, 都是以分组交换为特征。各种业务网络对传输网络的需求不仅体现在带宽上, 由于IP业务本身的不确定性和不可预见性, 对网络的智能性要求也越来越高;而且不同业务在实时性方面的不同需求, 对网络的时延抖动、丢包率等提出了更高的QOS需求。
1 WDM技术在山西电力的应用
如何利用现有光缆资源规划山西电力波分复用自愈网的组网结构, 实现对重要业务的保障能力, 实现对各类新业务的服务。根据我省的需求, 主要考虑了以下2种应用方案:⑴传统的WDM环网组网方案;⑵新型的WDM网状网组网方案。
⑴传统的WDM环网组网方案。山西电力波分复用系统采用传统WDM系统构建WDM环网的组网方案如下:波分复用系统采用DWDM 32×10G系统, 系统初期按4波, 每波10G设置, 终期容量32波×10G可满足要求。根据山西省的电力网架结构的特点, 山西电力WDM网络分为南北两个环网:南环主环路径为省中心站-晋中变-榆社变-长治变-晋城变-临汾变-霍州变-吕梁变-古交变-省中调, 此外在临汾变至运城变开设一条支链波分电路, 共九个站点。北环主环路径为省中调--古交变-朔州变-雁同变-神头二厂-忻州变-侯村变-省中心站, 共七个站点。各地调均以SDH/10G接入波分骨干节点。在此WDM环网方案中, 将变电站作为骨干节点, 地调作为接入点。南北两环为相交环, 两个相交节点分别在省中心和古交变, 它们也作为业务的汇聚节点。全部地调节点没有纳入WDM主环中, 主要是考虑到山西电力通信网故障大多发生在地调节点之间以及地调到变电站之间光纤资源有限, 将地调节点作为接入节点以屏蔽地调区域故障, 从而减少地调区域内故障点对骨干环网的影响, 确保骨干环网运行的稳定性和安全性。
⑵新型的WDM网状网组网方案。山西电力波分复用系统采用新型WDM系统构建WDM网状网组网方案中分别在省中心、15个地区变电站和11个地调接入节点共配置29套新型WDM设备, 其中省中心以及各变电站之间开通200G容量, 各地调与变电站之间 (除太原地调开通200G容量外) 开通100G容量, 各地调作为接入节点采用相互独立的两条光链路按“1+1”方式就近接入骨干节点。变电站节点包括:古交变北、朔州变、雁同变、神二电厂、忻州变、侯村变、阳泉变、省中心北、省中心南、晋中变、榆社站、长治变、晋城变、临汾变、霍州变、运城变、吕梁变和古交变南, 共计18个拓扑节点;地调节点共计11个拓扑节点。DCN网采用OSC方式传送, 1510波长, 155M速率。在传统组网方案的基础上, 调整网架建设思路, 利用现有光缆将南环网和北环网中必要的骨干节点互连, 建成全省主干节点之间的网状网WDM网络。采用智能控制平面技术, 实现自动交换光网 (ASON) 功能。
2 WDM组网方案的比较
新建的山西电力主干DWDM系统, 充分利用全省500kV电网网架, 组成一张多方向、多路径、多气象区的光缆网状网, 保证了在多重线路故障下主要业务不中断。现比较如下:
⑴快速故障诊断和业务监视功能。传统的WDM系统主要是链形或环形组网, WDM系统的网络管理, 特别是具有复杂的上/下通路需求的WDM网络管理仍不成熟。新型的WDM系统采用G.709的光层开销, 支持光域性能监测和光信号定界功能, 能够实现波长和子波长级的性能监视功能, 以及快速的故障诊断功能。
⑵抵抗多重线路故障的功能。新型的WDM系统采用网状网组网结构, 并且具有智能动态特性, 可保证在多重线路故障下仍能快速恢复主要电路和保证电网及全省主要业务正常开展的能力。
⑶承载无保护SDH 2.5G光链路的功能。现有无保护SDH2.5G光链路是指目前我省主干网中尚未组成四纤复用段保护环的电路, 主要承载实时调度类业务, 对业务中断时间、传输时延、双向时延差等具有很高的要求。在日常运行中, 由于网络调整而进行的业务割接时需实施大量的人工配置, 无法保证承载业务的正常运行。新型WDM设备不仅具备传统波分DWDM系统的网络层面的保护, 依靠系统的GMPLS智能性, 还可以同时提供了光链路层面的保护恢复功能。因此可以采用光通道层面的1+1保护, 子波长层面的SNCP保护等多种方式保障业务正常运行。目前作为一种临时解决方案, 可以有效缓解因割接引起的人工配置工作量, 也可以作为主用链路故障情况下的备用链路。
综上所诉, 山西电力主干光纤波分复用系统的建成, 大大提高了目前省到枢纽站点、省至地调带宽容量、速率, 能充分满足未来业务对高速率、大容量的需求;同时由于系统本身具备的强大的自愈能力, 在抵御光缆中断、设备检修等情况对现有网络造成的影响方面将起到重要作用, 保证了所有电网重要业务高可靠性运行, 减少了大量人工倒接电路的工作, 有效地解决了电力通信业务IP化的需求。
摘要：本文从山西电力通信网各类业务需求出发, 讨论了采用传统波分和新型波分设备在山西的组网方案, 并通过对两种方案的比较, 分析方案的优缺点, 为类似的网络设计提供参考。
关键词：波分,电力,应用
波分技术的应用 篇2
关键词：WDM；兰州电网；特点；应用
中图分类号：TN913 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 14-0012-01
一、引言
在兰州电网专用通信网中，应用最为广泛的波分复用技术便是在兰州市区东部光环网里。系统在每一个光传输设备前添加了一套WDM设备，光纤先进入WDM中，然后再由WDM中延伸出来的光纤进入光传输设备中，以实现WDM设备提供的以太网接口通道不占用光传输系统中的155.520Mbps通信通道。整个系统在通信传输系统部分占用了光纤中的1310nm波长段，在WDM系统部分占用了光纤中的1550nm波长段，最简单的实现了两波复用。
二、WDM的自身特点：
1.利用复用方式，使系统实际传输容量加倍增长。
2.可广泛应用于电力、铁路等系统内的计算机数据传输，满足多种业务需求。
3.为适应通信网络与计算机网络结合日益密切的趋势，满足农村电力通信信息网络的应用需求，WDM以高性能的特性得以开发。
4.能够满足用户建立企业信息管理以及开展多媒体业务的计算机组网要求。
三、针对目前所适用于兰州电网的高速以太网系统，简要说明其实现原理框图
高速以太网口WDM板由发送和接收两部分组成，担任以太网口信号的发送和接收任务。它利用光收发器可以完成以太网信号转换成光信号，采用波分复用（WDM）技术，将以太网光纤收发器EOFT的光信号和SDH/PDH系统光板（OLT）的光信号在一对光纤上传输，其中EOFT采用1550nm波长，OLT采用1310nm波长。由于EOFT和WDM器件都很小，因此可以将EOFT和WDM器件做在一起，构成高速以太网WDM接入系统。
本系统容量为一至四个光方向。将以太网光纤收发器（以下简称EOFT）的光信号和SDH/PDH系统光板（OLT）的光信号在一对光纤上传输，其中EOFT采用1550nm波长，OLT采用1310nm波长。WDM方案可根据实际需要选用34Mb/s PDH光传输系统、155Mb/s、622Mb/s的光通信传输系统。
四、兰州电网专用光通信网现状
兰州供电公司通信网目前形成了以2.5G SDH自愈光环网为核心，以两个622M SDH自愈光环网，三个155M SDH自愈光环网为支撑的通信网络。现运行维护的兰州电力专用通信网的光传输设备51台、光接入设备71台、载波设备8台、行政交换机5套、调度交换机1套、时钟设备4套，电源设备53套。兰州供电公司办公电话合计3000门。此外还对超高压公司管辖的220KV、330KV的13座变电站的16台光传输设备、15台接入设备，以及用户专用变的29台光传输和30台光接入设备进行网管监视。
五、WDM在兰州光环网中的特色体现
1.对兰州光环网线路进行扩容时，可以只扩大传输容量而不必涉及缆路，这样可以节约缆路费用。
2.WDM的使用，使得兰州环网各个波长工作系统彼此独立，给维护带来很大的便捷性。
参考文献：
[1]《电力通信技术标准》第四分册[M].北京：中国电力出版社
[2]上海交通大学学报，2002，5.
波分复用的关键技术及其应用研究 篇3
而光频分复用技术的光信道比较密集, 因此也可以看做是密集波分复用技术;而光波分复用技术可以看做是粗型波分复用技术。
1 波分复用的关键技术
1.1 光纤技术
光纤技术包括多模光纤和单模光纤, 其中的多模光纤, 能够传输多种模式的光。其中心玻璃芯为50/62.5微米, 包层外直径是125微米。这种技术存在一个问题就是, 模间色散大。这个问题会随着传输距离变大而变得更为严重, 致使这种光纤技术不能够适用于长距离的、容量大的光波复用系统的使用。
与多模光纤相比, 单模光纤的中心玻璃芯仅为9/10微米, 包层外直径是125微米, 只能够允许一种模式的光进行传输。
其工作波长主要可以分为三种:一种是短波长, 长度为0.85微米, 此外还有长度分别为1.31微米和1.5微米的长波长。
单模光纤会随着波长的加长, 光纤耗损会变得越来越小, 且模间色散小。所以, 这种单模光纤非常的适合于远程通信的使用。但是, 单模光纤存在着波导色散和材料色散的问题, 所以在传输过程中需要优质的光源谱宽和具有高稳定性的光源。而波分复用系统正具备这些优点, 可见在波分复用系统中选用单模光纤是非常的适用的。
此外, 单模光纤还具有成本低、易扩容、带宽大以及耗损低等优点。所以在国际上已经形成了一致的观点, 就是波分复用系统只采用单模光纤作为其的传输介质。
1.2 光源技术
光源技术主要包括发光二极管 (LED) 和半导体激光器 (LD) 两种。其中的放光二极管具有谱线宽、功率小、制造工艺简单、可靠性能高、成本低以及发散角大等特点, 可在短距离和码速低的数字光纤通讯系统中使用。半导体激光器具有光谱窄、功率大等特点, 可在长距离和容量大的光纤通讯系统中使用。而在密集波分复用系统中, 该系统的工作波长多为密集型, 这就需要具备稳定性能高的激光器进行使用。
此外, 密集波分复用系统对于激光器的要求还有较高的色散容纳值。综合上述两点, 密集波分复用系统所需要的激光器与半导体激光器更为符合。
1.3 波长转换技术
波长转换技术主要包括两种形式的转换器, 一种是光电型波长转换器, 一种是全光型波长转换器。
如下图所示, 是光电型波长转换器。这个转换器的电子器件会对光的传播速度进行一定的限制, 所以该转换器不适合高速和容量大的光纤通讯系统的使用。
全波形波长转换器技术主要是由半导体激光放大器组成, 可以将不同的波长信号进行转换。如下图所示, 是全光型波长转换器。比较适合密集型波分复用系统的使用。
1.4 波分复用技术
在密集波分复用系统中, 合波器和分波器是其核心的组成部件, 都是光学滤波器。密集波分复用系统的性能就取决于这两个部件的性能的好坏, 因此两个部件必须具备耗损小、温度稳定性高、隔离度高以及复用通路多等要求。
目前比较常用的部件制造方法有:光栅型、熔锥型耦合器、薄膜滤波型以及集成波光导型器件等等。
1.5 光放大器技术
光放大器技术主要有三种形式的放大器:掺铒光纤放器 (EDFA) 、衣光纤喇曼放大器 (FRA) 和半导体激光放大器 (SOA) 等。其主要是在光纤通讯线路中, 将信号进行放大的一种技术形式, 根据其放大器在光纤通讯线路中的位置和作用, 也可以分为三种形式, 一种是中继放大、一种是功率放大以及前置放大三种。
2 波分复用的应用
尽管目前的电力通信网的纤芯资源非常的充裕, 但是随着电力输送规模的不断扩大, 电力通信网的发展日益剧烈, 所需要用于传输的信息数据的数目和种类也不断的激增, 这在一定程度上为电力通信网的纤芯资源产生了压力。
所以, 在电力通信网纤芯资源短缺的地区, 应该相应的进行光缆的新建, 以此来满足电力通信网的需求。
可供考虑的有像ADSS光缆、OPGW光缆等, 这些光缆的新建所需投资是巨大的, 而施工的工期也非常长, 综合分析觉得应用这两种光缆新建电网是不太经济的。
与此相比, 采用密集波分复用技术来进行电力通信网的建设则比较可行。在原有的光缆系统上, 建立密集波分复用通信网, 可以实现电网调度、继电保护、自动控制等多种业务, 能够满足电力通信对于容量的要求。
2.1 应用背景
S地区出现了高频收发信机老化的问题, 致使其故障频繁发生。对此, S地区的三座变电站之间亟需开通4条专用纤芯进行继电保护业务, 以此来代替原有的高频保护业务。但不巧的是, 这三座变电站的光缆纤芯都用没了。对此, 在缩短工期的基础上, 想要满足电网办理业务的需要, 就需要建立密集波分复用系统。
2.2 波分复用设备的选择
根据用途, 可以将波分复用设备分为以下几种:光分插复用设备 (OADM) 、光终端复用设备 (OTM) 、光线路放大设备 (OLA) 以及电中继设备 (REG) 等几种。
在S地区, 密集波分复用系统所采用的设备是Opti XBWS320G系统的16波设备。
由于该电力系统创建所需规模比较小, 且针对的业务具有灵活性, 因此只需选用光分插设备就可以了。
基于Opti XBWS320G系统下的光分插设备, 可以运用两种方式, 一种是单一的采用静态的上下波长的光分插设备;一种是用两个光终端复用设备组成的动态的上下波长的光分插设备。本次应用采用的是第一种方式。
如下图所示, 该图是静态光分插设备的逻辑结构图。
2.3 设计方案
S地区的电力同步光传输网主要是由环网和链网两个光混合网组成的, 这两个光混合网所使用的是来自于同一个光缆线路, 但并不相同的纤芯。S地区的电力同步光传输网中环网的三座变电站用了6芯光缆、同步传输网用了4芯光缆, MIS网用了2芯光缆, 已没有可用的剩余纤芯。对此, 则需要在原有电力通讯网的基础上, 在每个环网的站点处需要新增加一套密集波分复用设备, 以供使用。特别注意的是, 支路上的纤芯可以满足目前的使用要求, 因此不需要在支路的站点处安装密集波分复用设备。
2.4 传输容量
已知密集波分复用设备是16波设备, 而在实际的使用中只需要开放其中的12个波就可以达到使用的要求。波长λ1和λ2用于环网的使用, 波长λ3用于MIS网使用, 此外波长λ4~λ7作为继电保护使用, 其他的波长用于波长保护使用。
3 总结
综上所述, 波分复用技术是在光域上实现光的复用的一项技术。它是通讯网络和光纤系统发展的一个趋势和必然阶段。本文研究了波分复用的几个关键技术, 并通过S地区变电站建立密集型波分复用系统的应用具体的阐述了波分复用技术对通信网的作用。
参考文献
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波分技术的应用 篇4
摘要： 实验研究了一种低成本的聚合物粘结剂固化封口的、光路不含胶的粗波分复用（CWDM）器件的制备技术，器件大量用于CWDM系统中，为了满足其对波分的各种技术指标要求，基于自动调芯仪的高精度结构微调，以及EMI3410固化胶的高热稳定性和低成本，讨论了工艺过程中涉及的在线监测的光路调节方法、元器件固定方法、湿气隔离手段等。采用了独到的对称填充石英纤维的技术，有效改善了器件的抗高低温冲击特性。实验中采用全玻璃全胶工艺所制备样品，其光学特性数据达到行业指标，并通过了可靠性试验。
关键词： 光纤光学； 粗波分复用； 薄膜滤波器； 波分复用技术
中图分类号： TN 929.11文献标识码： Adoi： 10.3969/j.issn.1005
引言波分复用（wavelength division multiplexing，WDM）是在一根光纤上同时传输不同波长的光信号，各个光信号在光纤中独立传输，从而成倍扩大光纤的通信容量[1]。波分复用分为密集波分复用（dense wavelength division multiplexing，DWDM）和粗波分复用（coarse wavelength division multiplexing，CWDM）两类，DWDM主要用于长途传输的高速核心骨干网，CWDM用于短途、低速率的接入网或城域网[2]。DWDM通常采用光波导列阵光栅（arrayedwaveguide grating，AWG）器件来实现[3]，波长间隔在0.8 nm以下，对光波频率的稳定性要求很高，一般采用温度调谐。常规CWDM采用薄膜干涉的原理，波长间隔是20 nm，采用非温控激光，波长漂移允许超过1 nm[45]。用于光通信网络的CWDM器件必须通过温度85 ℃、湿度85%的环境试验，常规的方法是采用金属焊接来封口[6]，制备工艺复杂，成本高。为此，本工作实验研究低成本的聚合物粘结剂固化封口的CWDM器件的制备技术[78]，器件光路不含胶，关键工艺涉及在线光路调节方法、元器件固定方法、抗高低温冲击的手段、湿气隔离手段、光学特性指标的控制等，其中在改善器件抗高低温冲击的手段方面，采用了独到的对称布置石英纤维的新方法。1器件结构和工作原理实验制备的全胶型两波长CWDM器件结构如图1所示，器件由双纤准直器、分波器和单芯准直器构成，采用玻璃管封装。双纤准直器和分波器由双芯尾纤、G透镜、薄膜滤波片和小玻璃套管4个元件组成。单纤准直器由单芯尾纤、C透镜、小玻璃套管3个元件组成。光波从公共端输入，经G透镜准直后入射到薄膜滤波片，波长λ2发生反射，会聚于反射光纤，从反射端出射；波长λ1发生透射，经C透镜后会聚于透射光纤，从透射端出射，两支波长的间隔Δλ=20 nm。为了减少同轴回波，G透镜的一端和C透镜的一端均为8°斜面。
分波器采用了全介质多层薄膜干涉滤光片，原理结构见图2，在间隔层的两侧各有一组多层高反膜系，构成一个等效的法布里-珀罗干涉结构。多层高反膜系由两种不同折射率的介质薄膜交替涂覆构成，每层薄膜的光学厚度都是 λ0/4，波长为λ0的光波的反射光在该膜系中具有干涉增强的效果。法布里-珀罗干涉的通带宽度Δλ与高反膜系的反射率成反比，而多层高反膜系的反射率与膜层数量成正比，提高膜层数量可以形成窄带滤波。用于CWDM的滤波片一般只需50～100层薄膜，而DWDM的滤波片需要200层左右的薄膜[910]。滤光片中心波长λc与光波入射角θ有λc=λ01-Csin2θ的关系，这里C是一个与滤波片有关的常数，因此组装工艺中控制入射角是一个重要环节。薄膜滤波片通常不能达到100%的透射和反射，透射光中含有部分其他波长的信号，反射光中也会掺入部分本应透射的光信号，这些掺入波长构成窜扰。CWDM要求窜扰光的损耗大于25 dB。2器件制备和特性测试
2.1双纤尾纤和单纤尾纤结构的制备双纤尾纤结构由双芯毛细管和两根光纤组成，双芯毛细管采用天谷阳公司的产品，构造如图3所示，左边是横截面图，右边是纵截面图。毛细管外径是1.8 mm，通孔截面呈两侧半圆弧扁平状，高度是127 mm，中心宽度是252 mm，插入端开成喇叭口。两根外径为125 mm的单模洁净裸光纤从喇叭口并行插入毛细管，直至末端伸出，然后利用毛细管效应从端口注入粘结剂，在70 ℃下，进行4 h热固化定型，两根光纤之间的纤芯距约为127 μm。此后末端做8°斜面研磨抛光。单纤尾纤结构的制备方法与双纤尾纤的基本相同，毛细管通孔截面为圆形。
2.2单纤准直器的制备单纤准直器由细径玻璃套管、C透镜和上述制备的单纤尾纤结构组成。外径和内径分别为2.78 mm和1.81 mm的细径玻璃套管采用天阳谷公司的产品，C透镜采用伟钊光学公司的产品，直径是1.8 mm，1 550 nm中心波长下的焦距是1.61 mm。将细径玻璃套管、C透镜和单芯尾纤结构用无水乙醇超声清洗，用氮气吹干。先将单纤尾纤结构插入细径玻璃套管内，细径玻璃套管入口端与单芯尾纤结构的插入端对齐，用ND353胶将细径玻璃套管与单纤尾纤结构粘结，在90 ℃温度下烘烤40 min，达到充分固化。然后从细径玻璃套管的另一端插入C透镜，直至C透镜斜面端与单纤尾纤结构的斜面端平行贴紧为止。光路准直调焦在1 530 nm工作波长下进行，单纤尾纤与一个调节辅助用的1×2单模光纤Y分支耦合器的单口光纤熔融对接，1×2光纤Y分支耦合器双口端的两根尾纤分别与1 530 nm光源和光功率计连接。在C透镜前部放置一个平面反射镜，由C透镜出射的1 530 nm光波经平面反射镜反射后原路返回，由光功率计监测返回光波的功率值。在此状态下，调节C透镜斜面端与单纤尾纤结构斜面端的间距，直至返回光波的功率值达到最大为止，用紫外固化胶粘结固定，并拆除辅助用光纤Y分支耦合器。
nlc202309011252
2.3双纤准直器和分波器的一体化制备分波器采用东典光电科技公司的全介质多层薄膜干涉滤光片，透射中心波长为1 530 nm，反射中心波长为1 550 nm。双纤准直器由细径玻璃套管、G透镜和上述制备的双纤尾纤结构组成。细径玻璃套管与上述用于单纤准直器的相同，G透镜采用澳谱公司的1/4截距自聚焦透镜，直径是1.8 mm，中心波长是1 550 nm。将细径玻璃套管、G透镜和双纤尾纤结构用无水乙醇超声清洗，薄膜干涉滤光片用无水乙醇棉球擦拭干净，全部氮气吹干。在薄膜干涉滤光片一面的边缘部位点涂少量紫外固化胶后，与G透镜的平面端粘贴，紫外曝光后达到初固定的效果，然后用EMI3410胶包边粘结固化，完成G透镜与薄膜滤光片的一体化。将双纤尾纤结构插入细径玻璃套管内，细径玻璃套管入口端与双纤尾纤结构的插入端对齐，用ND353胶将细径玻璃套管与双纤尾纤结构粘结，在90 ℃温度下烘烤40 min，达到充分固化。带细径玻璃套管的双纤尾纤与带薄膜滤光片的G透镜的对接调芯采用精密调节机台来实现，双纤尾纤的公共端光纤和反射端光纤分别与光源和功率计连接，光源波长是薄膜滤光片的1 550 nm反射波长，G透镜斜面端与双纤尾纤结构的斜面端平行贴紧，由公共端光纤出射的1 550 nm光波经薄膜滤光片反射后进入反射端光纤，由光功率计监测反射光的功率值。在此状态下，微调G透镜斜面端与双纤尾纤斜面端的间距和楔角，直至反射光的功率值达到最大为止，用紫外固化胶粘结固定，然后用ND353胶包边粘结，在90 ℃温度下烘烤40 min，达到充分固化，完成入射/反射结构的一体化。
2.4器件封装作为输入端和反射端的双纤准直器/分波器一体化结构和作为出射端的单纤准直器借助粗径玻璃套管的粘结封装实现器件化，粗径玻璃套管采用天阳谷公司的产品，内径和外径分别是2.95 mm和4.2 mm。光路对接在计算机控制的精密六维步进驱动调节机台上执行，双纤准直器/分波器一体化结构用固定机台固定，单纤准直器固定在精密六维步进驱动调节机台上。双纤准直器的公共端光纤与1 530 nm光源连接，单纤准直器光纤与功率计连接。操作精密六维步进驱动调节机台微调单纤准直器与双纤准直器/分波器一体化结构之间的间距和相对方位角，在线监测直至功率计获得最大透射光功率为止，计算机记录此状态下的空间六维坐标读数。然后在计算机控制下将单纤准直器退避腾出空间，用粗径玻璃套管的两端分别套接双纤准直器/分波器一体化结构和单纤准直器，计算机根据记录读数，自动控制精密六维步进驱动调节机台缓慢复位，在线数据监测确认特性数据复原。此后，用EMI3410胶将粗径玻璃套管的内壁与细径玻璃套管的外壁粘结定位，这道工序十分重要，由于粗径玻璃套管的内径略大于细径玻璃套管的外径，径间隙内填充的胶质材料通常难以达到完全的径向对称，导致高低温环境中非对称热膨胀引起的光路位移，严重时还会出现高低温冲击试验时的玻璃套管破裂。为了解决这个问题，本工作采用了独到的工艺，在径间隙内填充的胶质材料中均匀对称地插入了石英玻璃纤维，由于石英玻璃纤维的热膨胀系数小，且均称地占据了径间隙空间，减少了胶质材料质量，耐高低温冲击的能力得到了明显提升。最后在玻璃套管的端口采用密封胶包边粘结固化的方法实现加固和湿气隔离，完成器件封装，图6是完成样品的照片。
3结论实验研究了一种低成本的聚合物粘结剂固化封口的、光路不含胶的CWDM器件的制备技术，工艺涉及在线监测的光路调节方法、元器件固定方法、湿气隔离手段等。在改善器件抗高低温冲击的手段方面，采用了独到的对称布置石英纤维的技术。器件光学特性数据达到行业指标，并通过了可靠性试验，表明本研究成果可有效用于CWDM器件的工业化制造。
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波分技术的应用 篇5
1 波分复用技术介绍及原理分析
所谓波分复用技术, 就是将不同的光波光纤划分为一些不同的通信通道, 利用光波来将通信的信号传输到终端的接收器, 再将这些信号合并起来运用光纤进行传输到接收的终端, 再在接收终端将光所载的光波分开进行利用的复用方式。其主要的原理就是根据光波的波长来进行传输信号的区分。通过波光复用技术能够降低通信传输中的的成本, 使得通信更加的经济化。而且波光复用技术的应用能够增强通信中信号传输的稳定性和灵活性, 还能够使得传输的规模得到很大的提升, 充分地利用各方面的资源。虽然说波分复用技术的基本性质是光域上的频分复用技术, 但在技术特点上还是与频分复用技术有着较大的差别, 而这一差别主要体现在传输的媒介上。波分复用技术相对于传统的通信技术对电信号的频率进行分割, 有了较大的进步, 其在频率分割上是对光信号的频率分割, 这样就使得对信号的分割从电信号分割变为对光信号进行分割, 实现了较大的跨越。
2 波分复用技术的现状分析
波分复用技术的出现使得通信中信号的传输从电信号转变为光信号, 实现了时代性的跨越。我国近年来对波分复用技术引起了足够的重视, 对波分复用技术的研究和应用投入了较大的精力, 一些电信装备公司也都竞相地对其进行开发研究, 以求走在技术的最前沿, 实现公司利益的最大化。然而, 当前我国波分复用技术的应用状况仍然存在着一些问题。
2.1 无法实现互通
波分复用技术对于我国来说还是一个相对比较年轻的技术, 在应用中还存在着一定的问题。例如, 由于电信商家设计范围的广泛, 波分复用技术的应用还不能够在众多商家中实现通用。当前的大多数商家的波分复用技术的产品不能够很好地进行互通, 因此我们应该要加强对光接口设备的研究, 以满足上层的网络管理。
2.2 网络管理系统不够完善
由于上下通路的结构比较复杂, 使得对波分复用技术需求的网络管理系统仍然存在着一些缺陷。这种管理系统的不完善使得在大规模的网络传输中的波分复用技术管理不能够高效的进行。并且, 当前衡量波分复用技术的标准还没能够实现统一, 使得我们急需要找到一个统一的参数来对其进行衡量。
3 波分复用技术的应用前景分析
3.1 波分复用技术应用的研究情况
当前, 我国对波分复用技术应用的研究开始重视起来, 研究所取得的成果相对也比较客观。国内的一些比较有名的高校也逐步开始进行了波分复用技术应用的实验。许多厂商也都将波分复用技术系统投入到了生产应用当中。目前实验室研究最多的是100波中继距离400km、30波中继距离85km和64波中继距离720km的波分复用技术的应用。
3.2 波分复用技术的应用前景展望
在未来, 通信信号的传输将进入到全光技术和全光网络时代。而当前我们所做的努力也使得我们离这一目标越来越近。在今后的全光网络下, 发展前景主要有可变波长激光器、全光中继器、光交叉连接设备和光分插复用器等几个方面。其中可变波长激光器发射波长能够按照需求进行调整发生, 使得输出的光谱性能够更加的良好, 输出的功率也更加的高, 输出信号的稳定性和可靠性也能够更好地得到加强。全光中继器的处理过程相对比较简便, 它能够将光信号进行放大处理, 使得对光脉冲波进行再调整, 使得色散受限的问题得到解决。而光交叉连接设备则可以朝着使得光路灵活性增强和增强稳定性的方向发展, 而光分插复用器则在组建光网络上可以变得更加的灵活。
通过波分复用技术, 能使信号传输的容量得到很大提升, 能够在降低信号传输成本的同时提高信号传输的速率和规模种类, 能够使得波分复用技术在进行长途的、大量的传输任务中能够节约光线, 而且还能够有效地对已有的通信系统进行升级和提升。波分复用技术的应用能够实现网络的交换, 从而使得未来的网络能够实现经济化、灵活化和稳定化。
4 结语
波分技术的应用 篇6
一、传统WDM与NG WDM的技术差异
1. 传统波分复用技术的特点。
早期的河南广电网络使用的是传统波分复用技术, 其传输能力单波仅有2.5G, 组网方式不灵活, 业务方式采用IP over SDH over WDM, 将数据业务和视频广播业务首先通过SDH承载, SDH网络再承载在WDM系统上。在这种情况下, 波分复用系统主要是作为一个透明的传输通道来使用, 不直接面对业务, 由基于SDH的VCI2/VC4交叉来解决IP业务的上下传输。这种组网模式存在以下几个问题。
(1) 交叉颗粒过小, 不能适应IP业务带宽需求的高速增长。
(2) WDM管理功能和组网能力弱, 无法满足IP业务灵活调度的需要。
(3) 网络层次多, 功能部分重叠。
2. NG波分复用技术的特点。
随着网络数据业务的飞速增长以及新业务类型的不断出现, 不同的业务类型需要采用不同的保护策略, 这对组网模式提出了更高的要求。传统点对点的波分复用系统已经不太适合网络的发展, 新网络的需求向可扩展性好、承载高效、可靠性高和智能化等方面发展。为了改进SDH的带宽容量, 解决传统WDM网管能力弱、组网方式不灵活等缺点, 便开发出了OTN技术。OTN解决了传统WDM网络无波长、组网能力弱、保护能力弱等问题, 并逐步得到了广泛应用, 网络结构演化为IP over OTN。
3. IP over OTN方式的优点。
IP over OTN方式能够提供远大于传统SDH传输设备的传输容量, 能够提供单纤波的波分复用传输, 单波长传送容量可以达到40G的传输速率, 并且可以通过子速率汇聚方式将低速率数据业务汇聚成满带宽传送, 有效地提高了光纤资源的利用率。通过大量减少数据设备之间的光纤连接, 可以使原有呈星形分布的数据网网络结构简化为环形网络结构, 便于网络的规划和维护。剔除了SDH层面, 将IP层直接承载在WDM系统上, 这种组网方式省去了SDH层, 从而节约了大量投资, 减少了网络功能的重叠。利用WDM的多种光层保护能力, 满足了数据网络的生存要求, 光层保护在倒换时间性能上能够提供大大优于IP路由器保护恢复性能的QoS保证。WDM传输设备能够对数据业务的传输码率、数据格式其调制方式进行透明传送, 可有效承载GE、2.5G POS、10G POS、10GE等各种类型的数据业务。
二、河南省广电网结构分析
1. 交叉能力与OAM特点。
河南省骨干网OTN的功能模型和如图1所示, 它分为光层和电层这2个层面, 可同时具备光交叉和电交叉功能, 目前应用较多的是电交叉。OTN最显著的特点就是它具备了类似于SDH的网络管理和维护功能, 通过增加丰富的开销, 可用于OAM层监控SM、通道层监控PM、多级级联监控TCM等各种监控, 以及前向纠错FEC, 有效地解决了WDM缺乏带宽管理能力的问题。OTN通过将支路和线路分离的不同, 业务接口不会影响线路侧的容量规划, 线路侧可以先行规划和实施, 业务侧只需根据实际需要增加相应板卡即可, 有效地缩短了业务开通时间。
2. 网管系统。
目前, 省干OTN网络在省中心节点配置了1套华为的T2000网管服务器, 为了防止服务器故障对网络监控的影响, 提高网管系统的可靠性, 配置了1套备用的T2000服务器, 接入了不同的网关网元, 主用服务器和备用服务器之间采用DCN网络连接, 从而实现网管的异地灾备。网管系统结构如图2所示。
在正常情况下, 只有主用服务器的Sybase数据库应用和T2000应用处于启动状态, 备用T2000服务器上的Sybase和T2000应用不启动。通过VVR软件, 经过DCN网络在主备服务器的数据库之间实现单向和实时的存储设备层数据复制, 即主用服务器数据库上的数据变化都会复制到备用服务器上。当主用服务器发生故障时, VCS和GCO自动启动备用T2000服务器的Sybase数据库应用, 从主用服务器端自动切换到备用服务器端。当主用服务器恢复正常后, VCS和GCO不会自动启动主用T2000服务器的Sybase数据库应用。当主用服务器恢复正常后, 需要切换回主用服务器时, 需要手工将Sybase数据库应用和T2000应用从备用服务器切换回主用服务器。
3. 业务保护方式。
OTN在保护方式方面具有明显的优势, 它实现了子波长级保护和Mesh级波长保护。还可以实现1+1子波长保护和子波长 (电层) 环网保护, 并且支持误码性能倒换, 可以类比于SDH网络子Mesh级波长恢复。广电网的业务保护配置基于电交叉的ODUK-SNCP保护, 可实现业务的可靠传送。ODUk SNCP保护运用电层交叉的双发选收功能, 可对线路板和OCh光纤进行保护。业务保护示例如图3所示。
4. 业务发送系统。
波分技术的应用 篇7
1.1密集波分复用 (DWDM) 原理
DWDM技术是一种既能将多个不同波长的光信号 (合波) 起来传输, 又能将光纤中组合传输的光信号分开 (分波) 送入几个不同的信道终端或指定光纤的光学技术。在发送侧, 具有不同波长、各自载有信息的n个光载波经信道1、信道2……信道n进入合波器, 被耦合到同一根纤芯中传输;在接收侧, 由分波器按波长将各个光载波分离, 分别进入各自信道1、信道2……信道n, 并分别解调, 从而使各自载荷的信息重现, 其系统组成见图1。
由于DWDM系统中不同波长光信号的交调和串扰较小, 因而利用DWDM技术能够实现在同一芯光纤中传输多种信息, 包括语音、视频、数据、图像等, 从而实现多媒体传输。它能够充分利用光纤的巨大带宽资源, 增加操作灵活性, 简化系统结构。
1.2波分复用技术的优点
(a) 超大容量传输:WDM系统的传输容量十分巨大。由于WDM系统的复用光通路速率可以为2.5, 10Gbit/s等, 而复用光通路的数量可以是4, 8, 16, 32甚至更多, 因此系统的传输容量可达到300-400Gbit/s。可以充分利用光纤的巨大带宽资源, 使一根光纤的传输容量很容易地扩大几倍乃至几十倍;
(b) 节约光纤资源:对单波长系统而言, 1个SDH系统就需要一对光纤, 而对WDM系统来讲, 不管有多少个SDH分系统, 整个复用系统只需要一对光纤就够了。例如对于16个2.5Gbit/s系统来说, 单波长系统需要32根光纤, 而WDM系统仅需要2根光纤。使N个波长复用在一根光纤中传输, 大大提高了光纤的利用率;
(c) 各通路透明传输、平滑升级扩容:只要增加复用光通路数量与设备, 就可以增加系统的传输容量以实现扩容, 而且扩容时对其它复用光通路不会产生不良影响。所以WDM系统的升级扩容是平滑的, 而且方便易行, 从而最大限度地保护了建设初期的投资。WDM系统的各复用通路是彼此相互独立的, 所以各光通路可以分别透明地传送不同的业务信号, 如话音、数据和图像等, 彼此互不干扰, 这给使用者带来了极大的便利。利用逐步增加附加波长的方式可以实现网络按需增长的逐步扩容和引入新的带宽业务的目的, 大大加强了网络的灵活性和经济性。
二、密集波分复用 (DWDM) 技术在东莞电力通信网的应用
2.1东莞供电局通信光缆资源现状分析
目前, 东莞供电局所有110k V及以上变电站已实现光缆全覆盖, 其中大部分光缆为OPGW光缆和ADSS光缆, 少部分为管道光缆, 光缆纤芯数量基本为12/24/36/44/48/72芯。此外, 各供电分局及直属单位也已全部实现光缆覆盖, 基本为12/24芯ADSS光缆和管道光缆。由于早期光缆建设是基于当时的单一传输A网对纤芯的需求, 一方面没有充分考虑到其它业务对纤芯的需求以及光缆故障时的应急纤芯需求;另一方面由于受到线路停电制约, 光缆改造难度较大。并且我局电力通信光缆纤芯使用率达85%, 空余纤芯小于4芯的光缆条数有60条, 占光缆总数14.3%, 纤芯使用率达50%及以上光缆有163条, 点光缆总数40%。目前光缆纤芯资源已无法满足新业务需求, 在应急情况下更加无法实现有效备用。由此可见, 光缆资源的严重紧缺关系到新业务的正常开通, 急需通过波分复用技术来解决。
2.2 DWDM技术在东莞电力通信工程建设的应用
在500k V东纵 (纵江) 输变电工程配套通信工程中, 500k V安莞线OPGW光缆需停运, 在此期间光缆运行业务路由需进行临时调整。通过对现有光缆资源及调整后全程光路衰耗是否满足正常运行等方面考虑, 最终选择利用波分复用技术进行临时过渡调整。本期安莞线光缆施工需要恢复业务包括南网传输新A网、南网传输B网、广东电网传输A网、广东电网传输B网等5条传输链路, 共需10条纤芯。选取一条最优路由作为波分复用可用路由 (500k V莞城站—220k V信垅站—220k V则徐站—沙角电厂 (甲线) —220k V长安站 (甲线) —220k V奋进站—500k V宝安换流站) 具体光链路恢复情况如下:
(a) 纤芯1、2:广东电网传输B网华为OSN3500 10G光链路
500k V宝安站OSN 3500.1 U8.01-500k V莞城站OSN3500.1 U11.01光链路相距40k M对于波分复用设备的介入无影响。
(b) 纤芯#5、#6:南网新A网10G光链路:500k V顺德站ZXONE.1 019.01-500k V宝安站ZXONE.1 002.01
光缆跳纤路由为:500k V顺德站—29—220k V大良站—24km—220k V番禺站—19km—220k V乌洲站—6km—220k V虎桥站—6km—110k V蝴蝶洲站—27km—110k V虎门站—6.2km—220k V北栅站—10km—500k V莞城站—40km—500k V宝安站, 链路总长度为167.2km。本工程在莞城站-宝安站之间使用波分复用设备, 则宝安站侧设备上现使用的BA与PA须暂时退出运行, 在莞城站增加一套12d B光放大器 (BA) 和一套光预放 (PA) , 并额外增加一对DCM进行色散调整。具体设计方案如图2所示。
(c) 纤芯#13、#14:广东电网传输A网2.5G光链路
500k V莞城站OMS1664.2.C37.01-500k V宝安换流站OMS1664.2.C37.01光链路相距40k M对于波分复用设备的介入无影响。
(d) 纤心#15、#16:广东电网传输A网622M光链路
500k V莞城站SMA4.1 EA2.01-500k V鹏城站SMA4.1HBB2.01;) 光链路相距50k M对于波分复用设备的介入无影响。
(e) 纤芯#17、#18:南网B网2.5G光链路:500k V增城站780B:W3.1-500k V宝安换780B:E6.1光链路
光缆跳纤路由为:500k V增城站—26km—220k V荔城站—19km—220k V陈屋站—6km—220k V板桥站—10km—220k V立新站—21km—220k V莞城站—40km—500k V宝安站, 链路总长度为122km。本工程在莞城站-宝安站之间使用波分复用设备, 则宝安站侧设备上现使用的BA与PA须暂时退出运行。具体设计方案如图3所示。
在本次工程中, 莞城站和宝安站的通信机房分别安装了一套波分复用设备, 将2条南网、3条省网业务分别调整至波分复用设备上去承载, 经现场实测光功率、误码率等各项技术指标, 均符合电力通信网的标准要求。在长时间运行中进行密切监测, 波分设备承载的光路各项运行参数良好。波分复用技术在东莞电力的应用是有益的探索和实践, 为波分复用技术在电力通信网的推广应用积累了宝贵的经验。
三、结束语
随着波分复用技术的不断走向成熟, 波分复用系统将由传统的点到点传输系统向光传送网发展。波分复用系统形成波分复用光网络, 即光传送网 (OTN) , 将点到点的波分复用系统用光交叉互连 (OXC) 节点和光分插复用 (简称OADM) 节点连接起来, 组成光传送网。波分复用技术完成O T N节点之间的多波长通道的光信号传输, O X C节点和OADM节点则完成网络的交换功能。可以预见, 波分复用技术将会在电力通信系统中发挥越来越重要的作用。
参考文献
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波分技术的应用 篇8
随着通信技术的不断演进, 对于基础承载网络的高速率、大容量、高可靠性要求越来越高。光通信技术作为目前应用最为广泛的承载网通信技术, 在通信网络中扮演着越来越重要的角色, 90%以上的网络流量通过光纤以光信号的形式进行传输, 另外随着通信业务的蓬勃发展, 对业务需求无限增长, 而作为最底层承载网的物理光缆资源则是有限的, 为解决业务发展和光缆资源不足之间的矛盾, 亦需要一种新技术和设备解决这一矛盾。
DWDM系统以其独有技术优势, 成为迅速, 简单, 有效, 经济的扩展光纤传输容量的途径, 但在电力行业中未得到应有的重视。
光纤通信具有速度快, 容量大, 低能耗, 抗电磁干扰强, 小体积, 自重轻, 保密性好等优势, 因此受到业内人士喜爱。目前DWDM单波长传输速率已达到40Gbit/s。DWDM技术还可以兼容全光交换, 具有高度组网灵活性, 经济性, 可靠性等特点。因此DWDM技术可以充分满足当前电力通信的宽带发展需求, 同时也为未来电力光纤通信系统向全光传输网络打下良好基础。
1 WDM技术原理
在电力光纤通信系统中, 采用光的频分复用方法, 在接收端采用等效于光带通滤波器的解复用器将各光信号载波分开。在光的频域上, 由于信号的频率差别大, 所以频率差别用波长定义, 这种复用方法称为波分复用。WDM技术就是以光波作为载波, 在同一根光纤内同时传输多个不同波长的光载波信号的技术, 每个波长的光波都可以单独携带语音数据和图像信号。因此, WDM技术可以让单根光纤的传输容量获得倍增。
WDM系统主要分为单向传输和双向传输.单向传输是指所有光通路在一根光纤上沿同一方向传送, 双向传输是指光信号在一根光纤上同时两个方向传输, 所用波长彼此分开, 目前单向WDM是应用主流。
在发送端, 将载有各种不同信息的不同波长的已调光通过复用起组合在一起, 并在一根光纤中单向传输, 在接收端通过解复用器将不同波长光信号分开, 完成多路光信号传输。
其系统组成如图1所示。
在长波长阶段, 光纤有2个低损耗窗口即1310nm和1550nm窗口。目前光纤通信系统使用的是1550nm光源。其调制后的输出谱线宽度最大不超过0.2nm考虑到老化及温度变化引起的波长漂移, 给出0.4~1.6nm的谱宽富余量, 即使如此, 单个系统的谱宽也只占用了光纤传输带宽的几十分之一到几百分之一, 为了充分利用单模光纤的低损耗区的巨大宽带资源, 在光纤低损耗窗口采用多个相互间有一定波长间隔的激光器做光源, 经各光源调制的信号同时在光纤中传播, 这就是WDM技术。这一技术使得光纤具有巨大带宽这一优点得以充分体现。
WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术。按照通道间隔的不同, WDM可以细分为CWDM (稀疏波分复用) 和DWDM (密集波分复用) 。CWDM的信道间隔为20nm, 而DWDM的信道间隔从0.2~1.2nm, 所以相对于DWDM, CWDM称为稀疏波分复用技术。本系统中, 为满足所有波长通过EDFA进行放大, 采用了工作在1550nm波长附近的密集波分复用。DWDM技术中各波长间隔很小, 在光纤的低损耗窗口可以传输的信道数就更多, 所以系统传输容量就更高.由于复用的波长间隔减小, DWDM系统要求光源有精确的波长及更好的波长稳定性, 这样系统一方面采用昂贵的激光器, 一方面采用复杂技术对其控制, 同时系统对波分复用解复用器也提出更高要求, DWDM由于其造价和性能, 更适用于长途干线传输系统。
2 WDM技术特点
(1) 传输容量大, 使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍到几十倍, 相对于单波长系统一对光纤只能用于1个信号, 复用系统只需要一对光纤即可。
(2) 对各类业务信号“透明”, 因而可以传输类型完全不同的信号 (如数字模拟信号) , 完成各种信号的综合和分离, 实现多媒体信号混合传输。
(3) 扩容方便, 无须敷设更多光纤, 也无须使用高速网络器件, 因此采用WDM技术可节省大量线路投资。
(4) 可根据需要, 组成如长途干线网、广播式分配网络, 多路多地局域网等。
(5) 利用WDM技术选路, 组建动态可重构的光网络。
3 WDM技术关键技术与器件
WDM主要有光源, 光分波合波及光放大器等三个关键技术器件。
3.1 WDM传输系统所用光源
高性能的激光器是WDM系统中关键因素, 对于每个波长而言, 激光器必须提供中心波长稳定, 窄谱线的发射光源, 以避免在传送过程中波长之间的相互干扰。
波长稳定性要求基本取决于信道间隔, 为使系统正常工作, 光源波长必须在相应光滤波器有效带宽内, 考虑最坏工作条件下, 对于G.652, G.655光纤上, 均匀信道间隔为N (GHz) 的系统, 中心波长的精度应该在+/-N/5 (GHz) 左右。
WDM的光源有两个基本要求, 较大的色散容纳值以及标准而稳定的波长。WDM系统光源采用外调制技术, 间接建立电信号和激光的调制和关系。
3.2 光分波合波器的主要性能
光分波合波器在超高速大容量波分复用系统中的作用非常关键, 性能好坏影响系统传输质量, 复用器件可分为角色散器件, 干涉滤波器, 熔锥型波分复用器和集成光波导型。主要性能指标有中心波长, 插入损耗, 回波损耗, 相邻通路隔离度, 非相邻通路隔离度。
3.3 光放大器
光放大器可用于前置放大器, 功率放大器, 线路放大器, 是光纤通信系统中关键部件。目前分为两大类, 即半导体放大器 (SOA) 和光纤放大器 (OFA) 。其中EDFA以其优越的性能, 广泛应用于WDM实验系统, 是光放大器的主流产品, 对ED-FA的基本要求是高增益且在通带内增益平坦、高输出、宽频带、低噪声、增益特性与偏振不相关等。
掺饵放大器主要工作特性参数有功率增益, 输出饱和功率, 噪声系数。
4 WDM系统组成
WDM系统主要由发送和接收有源单元, 合波分波无源单元, 光放大单元, 光传输线路单元, OSC和网管单元组成。
光波长转换单元 (OT) 采用光、电。光 (O/E/O) 变换方式实现, 可以实现各种速率接入, 任意波长接入以及各种数据格式和任意时刻接入。转换单元进行信号光电转换再生, 同时定时提取并经降抖处理, 可实现长距离信号再生。
合波器将不同光源波长的信号结合在一起在同一根光纤传输, 分波器将同一根光纤传送来的多波长信号分级为个别波长分别输出, 为克服光纤传输中的损耗, 每传输一段距离, 都要对信号进行电的再生, 随着传输码率的提高, 信号再生的难度增大, 影响了信号传输容量的扩大。
掺铒光纤光放大器 (EDFA) 节省了大量的再生中继器, 使得传输中光纤损耗问题得以解决, 同时使传输链路透明化, 简化了系统, 几十倍扩大传输容量, 促进了密集波分复用技术的飞速发展。
光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。按照ITU-TG.692建议, DWDM系统要利用EDFA工作频带以外的波长对放大器进行监控管理, 其技术差异主要区分在监控通道波长选择, 监控信号速率和信号格式等。
5 网管系统
WDM网络管理系统主要由网元管理系统EM以及辅助的本地维护终端LCT组成;WDM网元管理系统的管理功能包括故障管理, 性能管理, 配置管理和安全管理。
故障管理中, 监测的告警参数包括对OUT, 光放大器和光监控通路。
性能管理中, 监测的性能参数包括各参考点的波长, 功率, 温度, 偏置电流等。
配置管理, 完成对网元设备的初始化设置, 建立和修改网络拓扑图。
安全管理:完成对系统操作授权的管理。
系统功能:
波分系统需要实现分波、合波的功能。在本系统中, 具备2.5G和10G两种速率的波长的分波、合波装置, 具有告警显示, 光功率检测功能。网管系统基于SQL数据库开发, 为B/S架构, 可实现自动光缆切换设置、手动切换、光功率检测、故障告警等功能。
6 工程实例
安徽宣城供电公司的光纤通信路由为省网重要路由, 其中2条出城路由均为沿通信杆或10k V杆路架设的普通光缆, 受市政建设 (如山体爆破) 等因素影响, 运行可靠性差, 同时由于线路老化原因, 光缆纤芯故障率高, 衰耗大, 备用纤芯也存在故障, 难以提供新的业务通道。
架设一条普通24芯架空光缆, 投资较大, 且运行可靠性较差, 运维成本高, 与波分复用方式没有可比性。而采用波分复用设备, 1对纤芯可以传输多对纤芯的业务, 投资小, 成效快, 同时具有灵活的后期扩容能力。由于省网对于10G设备收光要求高, 为了解决衰耗大的问题, 在两侧加装EDFA.另外采用SQL数据库形式组建网管服务器, 两端网管数据可通过光传输网络带外链路传输。
为了解决非线性失真对通信质量的影响, 本项目采用的WDM技术仅承载3个波长, 并使用色散补偿技术。
7 结语
WDM波分复用技术的探索 篇9
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W D N在1 2 8 0~1 6 2 0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 Wavelen gth 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 Mul tiplexing。
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.