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波分復用(WDM,WAVELENGTHDIVISIONMULTIPLEXING)技術帶來了的帶寬容量提升,提高帶寬的同時還節省成本,成為現代通訊網絡的一種理想解決方案
波分復用(WDM,WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING)技術帶來了的帶寬容量提升,提高帶寬的同時還節省成本,成為現代通訊網絡的一種理想解決方案。
WDM也因此名氣大增,變得。不過,很多時候,我們只知道什么是WDM,卻未曾真正了解WDM。事實上,WDM中有著各式各樣的術語,要弄清楚的確是一件讓人頭疼的事。今天,我們就來會一會這些“WDM的術語們"。
首先,從WDM的3個基本術語開始:
WDM是一種將兩種或多種不同波長的光載波信號(攜帶各種信息)在發送端經復用器(亦稱合波器,MULTIPLEXER)匯合在一起,并耦合到光線路的同一根光纖中進行傳輸的技術。這么說估計你還是一頭霧水,其實這和光照射菱鏡會出現彩虹的原理類似,一束白色的光里面有多種顏色的光,WDM就是將光譜中所有顏色的光分開,讓它們在一根光纖上傳輸,各個顏色(波長)的光都承載不同的信號,并且互不干擾。
CWDM是由國際電信同盟(ITU,INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION)在ITU-T G.694.2頻譜網格中定義的一種特殊的WDM技術,它使用的波長在1270 NM到1610 NM之間,信道間隔為20 NM。CWDM是電信或企業網絡大量傳輸數據中成本效益的技術。
DWDM也是由ITU在ITU-T G.694.1頻譜網格中定義的一種特殊的WDM技術。它的網格是以頻率計算的,單位是兆赫(THZ),DWDM的頻譜網格固定在193.1THZ,信道間隔則從12.5千兆赫(GHZ)到200 GHZ不等,其常見的信道間隔是100 GHZ。在實際應用中,DWDM的頻率通常被轉換成波長,在C波段光譜上最多可傳輸80個信道(波長),而且這80個信道同時可以以1550 NM的波長傳輸。
在談到WDM光纖傳輸系統時,你必須知道以下術語:
單纖雙向傳輸即在一根光纖上進行雙向通信。它利用兩組相同的波長在一根光纖上進行雙向傳輸。在單線雙向傳輸系統中,各個信道可以進行雙向傳輸。
雙纖單向傳輸即在兩根光纖上進行通信,一根光纖用于傳輸方向的通信,另一根光纖用于接收方向的通信。在雙纖單向傳輸系統中,同一波長通常既用于傳輸方向又用于接收方向。在冗余系統中,第二根光纖可用作備用光纖,或者作為反方向的光路。
傳輸信號的傳輸方向可以用上行和下行來表示。下行是指通訊從服務供應商向服務使用者發送的方向,上行則相反。
WDM系統中使用的拓撲在WDM網絡的使用率上發揮著重要作用,與拓撲相關的術語有:
通過在光纖上的多通道使用,WDM產品使光纖網絡的效率更高。網絡是無形的,但是可以通過光纖的布線或拓撲結構來鑒別。有時,網狀、環形、點對點、點對多點等網絡拓撲結構中會使用特定的WDM產品,因此,在選擇WDM產品時,要十分注意您所使用的網絡類型。一個網絡通常是由多個不同的子網絡拓撲結構組成。
城區網絡的基礎設施通常是環形拓撲結構。環形拓撲結構的網絡是一個閉合的環路,由一系列光纖段組成,這些光纖段的終點位于環路中的各個節點,各節點通過光纖段只與兩個相鄰的節點相連。環形網絡通常是雙纖雙向系統。
在網絡拓撲結構中,節點是網絡單個分支或多個分支的終點。WDM網絡由一組節點構成,這些節點通過光纖(物理拓撲)相連,這樣在各個節點間建立起光路連接后,一個邏輯拓撲結構就覆蓋了整個網絡。在光纖中使用WDM技術能讓一個節點變成多個服務區,因此擴大了用戶群和可用的帶寬。
目前,WDM中的濾波技術有三種,它們各有千秋,彼此競爭:
陣列波導光柵可分為無熱陣列波導光柵和熱陣列波導光柵兩種,通常在WDM系統中用作光復用器/解復用器。無熱陣列波導光柵與標準的熱陣列波導光柵有相同的性能,但是不需要使用電源和軟件,且對溫度沒有要求。
光纖布拉格光柵是通用的波長濾波器,用于復用和解復用WDM信號。不僅如此,光纖布拉格光柵還可以減少降低光纖中WDM信號質量的色散。
薄膜濾波技術應用極早且十分廣泛,這是因為它*的屬性能達到光通信系統的嚴格要求。與其他技術相比,薄膜濾波器的主要優點是它在小尺寸設備中應用時有*的準確性。
說了一堆理論,下面我們要談一下硬件。要想建立一個WDM系統,硬件設備是的:
WDM復用器是一種將不同波長的光信號復用或糅合到一根光纖上傳輸的設備。
與復用器相反,解復用器是將混合光信號中不同波長的光信號解復用或分離,并使分離的光信號以各自的波長在不同的光纖上傳播。
注意:現在市場上有CWDM復用/解復用產品和DWDM復用/解復用產品。這些產品內部既有復用器,也有解復用器,它們的封裝形式有19英寸機架式、LGX盒式和ABS盒式尾纖輸出式等。
光分插復用器是在WDM系統中使用的一種設備,其功能是從傳輸光路中有選擇地上下本地接收和發送某些波長信道,同時不影響其它波長信道的傳輸。
濾波片型波分復用器是一種以薄膜濾波技術為基礎的WDM復用器。濾波片型波分復用器能在較寬的波長范圍內將不同波長的光糅合或分開,廣泛應用于摻鉺光纖放大器、拉曼放大器和WDM光纖網絡中。
正如其名稱一樣,迷你波分復用器是一種體積相對較小的多信道WDM產品,因此能在提供較多信道的情況下用在光纖接線盒、管線熔接盒和熔接固定盒中。迷你波分復用器使用的是自由空間多次反射技術,光是從一個濾波元件直接反射到下一個濾波元件,而不是平行地射入到光纖中。此外,抗彎曲光纖的使用還可以讓單個薄膜濾波與多通道產品相連。
帶通濾波器應用于帶通波分復用器(BWDM,BANDPASS WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXER)中。這種濾波器通帶較寬,有多個信道。例如,DWDM紅/藍C波段濾波器是用來分離或糅合C波段DWDM系統和高功率放大系統中的紅色波段波長和藍色波段波長,這和普通的FWDM工作原理類似,的不同之處在于,這兩個波長在WDM系統中結合的同時又被分離到紅/藍濾波器中。
那么,對于WDM設備上的端口,你又知道多少?
默認端口是WDM設備中復合信道的連接點。在復用產品中,復合信道從默認端口中傳出,在解復用產品中,復合信道從默認端口傳入。
在CWDM產品中,通常要么會有擴容端口,要么會有升級端口,但這兩者不會同時出現在一個WDM產品中。CWDM復用器/解復用器上的擴容端口或升級端口是用來增加、終止或通過新增信道,這些新增信道能串聯兩個CWDM復用器/解復用器,從而在光纖鏈路不變的情況下加倍增加了通道容量。
在DWDM產品中,升級端口的作用是增加、終止或通過沒有使用的C波段DWDM信道(即波段在1530NM-1565NM之間的信道)。如果DWDM產品在設有升級端口的同時還設有擴容端口,那么擴容端口通常是供波長在C波段以外的新增信道使用,例如大多數CWDM信道。
1310NM端口是一種頻帶較寬的端口,用途是增加其他特殊的CWDM波長,例如,8信道的CWDM可能會在使用1470NM到1610NM的波長的同時需要1310NM端口。1310NM端口通常在一些傳統網絡中使用,有時也用作回程通路。假設現存的傳統網絡使用的是1310NM端口,而且所有的光纖已經全部被占用,這時如果想要增加網絡容量,可以在使用1310NM端口的同時,在光纖中增加其他的CWDM波長。1310NM端口還支持LR光模塊、LX光模塊等。
與1310NM端口相似,1550NM端口可以傳輸傳統的1550NM光信號,還能支持ER光模塊、ZR光模塊、LX光模塊、ZX光模塊等。
監控端口是用來監控或檢測功率信號,該功率信號是指經CWDM復用器復用但未經解復用的信號。監控端口通常和檢測或監測設備(例如功率計或網絡分析儀等)連接。如果信號改變或未成功傳輸,網絡管理員可以在不斷開現有網絡的情況下,利用監控端口檢測故障。
在操作WDM系統時,還要注意以下參數:
波長是指波在一個振動周期內傳播的距離。在光纖中傳播的單色光的波長ΛM用以下公式表示:
注意:在WDM實際應用中,通信激光器的波長、光濾波器的波長規格、光在光纖上傳播的傳輸通道的波長等都用“Λ"表示,以納米為單位的波長通常出現在真空中。
在WDM系統中,各輸入信道都有*的波長,因此各個信道可以“平行"地穿過光纖。
通帶是指能夠通過濾波器的頻率或波長范圍,它是WDM濾波器的參數之一。事實上,通帶是以中心波長為中心分布的一定波長范圍,例如,CWDM濾波器的典型通帶在中心波長±6.5NM的范圍內。因此,一個波長為1551NM的光可以在沒有額外信道損耗的情況下,在1544.5NM到1557.5NM的范圍內傳輸。
插入損耗是指WDM濾波器插入到光傳輸系統中造成的衰減,其數值通常是濾波器通帶中產生的插入損耗。WDM產品的插入損耗是指通道端口產生的插入損耗。在WDM網絡中,插入損耗是通信鏈接總損耗的一部分。不同薄膜濾波器的插入損耗值也各不相同,在用于WDM產品中之前,需要對薄膜濾波器進行篩選。
WDM濾波器的損耗是隨著光的光偏振而變化的。偏振損耗與整個光偏振過程產生的插入損耗不同。WDM產品的偏振損耗是指各信道產生的偏振損耗。
偏振模色散是光纖中產生的線性現象,它會導致光接收器不能正確讀取信號,造成高誤碼率。這屬于另外一種偏振效應,會給長距離光纖傳輸系統造成損害。
回波損耗是指因傳輸鏈路或WDM系統中的光纖中斷產生的信號回傳/反射。為預防光源激光器出現問題,減少傳輸損耗,回波損耗的值越大越好。WDM產品的回波損耗是所有端口中產生的可計量的最小回波損耗。
帶內波動是指一個信道的濾波通帶中的峰-峰損耗變化。
信道隔離度是指一個波道信號對另一個波道的干擾程度,單位是DB。它是濾波器通帶內的插入損耗和其他濾波器通道內的最小損耗之差。信道隔離度的計量方式是將掃光電源插入濾波器的默認端口,然后測量該濾波器通帶和其他濾波器通帶內的損耗。在其他濾波器中,與該濾波器的通帶的濾波器,其信號隔離度就稱為相鄰通道隔離度,與該濾波器的通帶不接近的濾波器,其信號隔離度就稱為不相鄰通道隔離度。
操作溫度(℃)是指設備的各項性能都能達標時的運行溫度范圍。
存儲溫度(℃)是指不影響其以后的正常使用得存儲溫度范圍。
水峰是指OH-離子引起的損耗峰。現在,水峰及其水峰值上下的衰減可以超過2DB/KM。
WDM太牛了,所以人們又在它的基礎上,衍生了新的網絡技術,如下:
WDM-PON是接入和回程網絡中的創新型概念,它是在物理一點到多點(P2MP)光纖基礎設施的基礎上使用WDM,不包含任何有源器件。WDM-PON可以長距離向多個端點提供高帶寬。
OTN用于支持使用WDM(而不是SONET/SDH)的光網絡,它能傳輸、復用、轉換、管理、監測和抵毀攜帶信號的光信道。
知識無止盡,您在本文看到的內容只是WDM術語的冰山一角,但是當您了解了本文所講的這些術語后,您會對WDM有更深刻的了解。
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