论文导读：目前解决通信网络容量危机的最佳方案--复用波分技术得到了极大的发展。需要采用光放大器。光放大器，波分复用技术探讨。
关键词：DWDM，光分波/合波器，光放大器
1．引言
随着话音业务的飞速增长和各种新业务的不断涌现，特别是IP技术的日新月异，网络容量将会受到严重的挑战。随着EDFA进入实用阶段，DWDM――目前解决通信网络容量危机的最佳方案--复用波分技术得到了极大的发展。
波分复用(WDM)技术，尤其是其中的密集波分复用(DMDM)技术除了能经济地使光网络获得超大传输容量外，还有应用灵活方便的优点。因为DMDM系统各信道上的光信号可以具有彼此独立的比特率和体系。用一根光纤能够同时传输不同体系、不同速率（低速、高速、超高速）、不同业务类型（图像、语音、数据）的多种信号。至2000年，DWDM技术已在全球范围内得到了广泛应用，该技术正迈向成熟。
2．光波分复用的基本概念
WDM是指在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。
DWDM指在同一窗口中信道间隔较小的波分复用。该系统是在1550nm波长区段内(见图1)，同时用8，16或更多个波长，在一对光纤上(也可采用单光纤)构成的光通信系统，其中每个波长之间的间隔为1.6nm，0.8nm或更低，其对应的带宽约为200GHz，100GHz或更窄。
现在，也有用WDM来称呼DWDM系统的。从本质上讲，DWDM只是WDM的一种形式，WDM更具有普遍性，DWDM缺乏很明确和准确的定义。一般情况下，如果不特指1310nm/1550nm的两波分WDM系统，人们谈论的WDM系统就是指DWDM系统。
3．光波分复用的关键技术
DWDM技术把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将规定的不同波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由波分解复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同。如图1所示。论文格式，光放大器。。
DWDM系统中的光电器件主要包括激光器、波分复用/解复用器和光纤放大器。
图 1 DWDM技术
3.1波分复用系统对光纤光源的要求
由于单模光纤具有内部损耗低、带宽大、易于升级扩容和成本低的优点，国际上已一致认同DWDM系统将只使用单模光纤作为传输媒质。目前，ITU-T已经在G.652、G.653、G.654和G.655建议中分别定义了4种不同设计的单模光纤。
波分系统的光源的两个基本要求是：①光源有标准的、稳定的光波长。②光源需要满足长距离传输要求。
目前最适合传输DWDM系统的光纤是G.655光纤，但在我国因为大量铺设的是G.652尾纤，所以在上10G及以上速率的信号时，需要用色散补偿。
3.2波分复用系统关键器件--分波/合波器
波分系统的关键器件是分波/合波器。论文格式，光放大器。。合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输；分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。
3.3 光放大技术
光放大技术的发展和实际应用是DWDM技术得以应用的主要因素。
在光纤通信中光信号不失真地传送得越远越好。由于光纤存在一定的损耗和色散，从而限制了光纤通信系统的传送距离。为实现长距离的光纤传输，需要采用光放大器。
迄今为止，人们已研究出3种光放大器，即半导体激光放大器（SOA）、光纤拉曼放大器（RAMAN）和掺稀土元素的光纤放大器。掺稀土元素的光纤放大器主要有掺铒光纤放大器（EDFA）和掺镨光纤放大器（PDFA），其中EDFA适合于长波长1550nm窗口的光信号放大，而PDFA适用于1310nm窗口的光信号。论文格式，光放大器。。目前已经达到实用化水平并在DWDM系统应用的就是EDFA。PDFA尚未达到商用水平。半导体激光放大器（SOA），集成性好，但其放大器噪声较大是一个急待解决的问题；RAMAN在高速率系统和海底通信系统中有广泛的应用前景。
3.4 DWDM设备工作方式
3.4.1 双纤双向传输
双纤双向传输是指一根光纤只完成一个方向光信号的传输，反向光信号的传输由另一根光纤来完成。因此，同一波长在两个方向上可以重复利用。
这种DWDM系统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扩大几倍至几十倍。在长途网中，可以根据实际业务量的需要逐步增加波长来实现扩容，十分灵活。
3.4.2 单纤双向传输
单纤双向传输是指在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输，两个方向光信号应安排在不同波长上。单纤双向传输允许单根光纤携带全双工通路，通常可以比单向传输节约一半的光纤器件。论文格式，光放大器。。由于两个方向传输的信号不交互产生FWM（四波混频）产物，因此其总的FWM产物比双纤单向传输少很多，但缺点是该系统需要采用特殊的措施来对付光反射，以防多径干扰；当需要将光信号放大以延长传输距离时，必须采用双向光纤放大器以及光环形器等元件，但其噪声系数稍差。论文格式，光放大器。。
4．结论：密集波分复用是光纤通信的发展方向
一百年来，电信网技术发生了巨大变化，其中交换网、传输网经历了从模拟到数字、从电缆到光缆、从PDH到SDH、……总之,从业务形态来说,核心通信业务的发展遵循了从简单到复杂，从窄到宽发展的规律。论文格式，光放大器。。DWDM的成功推出是必然趋势，DWDM技术第一次把复用方式从电信号转移到光信号，在光域上用波分复用的方式提高传输速率，光信号实现了直接复用和放大，并且各个波长彼此独立，对传输的数据格式透明，从某种意义上讲，WDM技术的应用标志着光通信时代的“真正”来临。在可预见的未来，基于WDM技术的光选路、交换技术也将得到大规划应用，作为通信领域发展最为迅速的前沿技术，WDM具有不可估量的发展潜力和光明前途。所以说光波分复用是光纤通信发展的方向。
|
