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项目22
项目2-2波分复用系统的连接和电平调整
(1)什么是DWDM技术?
(2)DWDM技术的工作方式有哪两种?
(3)DWDM技术有何特点?
(4)DWDM系统的网络单元有哪些?
关键性的器件是什么?
(5)DWDM系统有哪几种组网方式?
(6)合波器、分波器并简要说明其工作原理
(7)合波器、分波器有哪些性能指标或参数:
插损、隔离度
☐分波器的使用与测试
使用两台发送波长分别为1310nm和1550nm的“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”作为1310nm和1550nm光源。
连接测试设备,连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。
1、插损测量
(1)用光功率计测量1310nm光源输出的光功率Pa(1310nm),并从“a”点送入波分复用器;用光功率计测量对应端口(1310nm)“b”点光功率Pb(1310nm)。
记录测量结果,填入表格,计算1310nm波长时WDM器件插入损耗值。
(2)用光功率计测量1550nm光源输出的光功率Pa(1550nm),并从“a”点送入波分复用器;用光功率计测量对应端口(1550nm)“b”点光功率Pb(1550nm)。
记录测量结果,填入表格,计算1550nm波长时WDM器件插入损耗值。
输入功率(dBm)
输出功率(dBm)
插入损耗(dB)
Pa(1310nm):
Pb(1310nm):
L1(1310nm):
Pa(1550nm):
Pc(1550nm):
L2(1550nm):
测试数据分析
2、隔离度测量
(1)首先将1310nm波长光源从“a”点送入波分复用器;用光功率计测量对应输出端口“b”点光功率Pb;然后快速测量隔离端口“c”点光功率Pc’。
记录测量结果,填入表格,计算端口“b”至端口“c”的隔离度LbC。
[LbC]=[Pb]-[Pc’]
(2)首先将1550nm波长光源从“a”点送入波分复用器;用光功率计测量对应输出端口“c”点光功率Pc;然后快速测量隔离端口“b”点光功率Pb’。
记录测量结果,填入表格,计算端口“c”至端口“b”的隔离度LCb。
[LCb]=[Pc]-[Pb’]
对应端口输出功率(dBm)
隔离端口输出功率(dBm)
端口隔离度(dB)
Pb(1310nm):
Pc’(1310nm):
Lbc:
Pc(1550nm):
Pb’(1550nm):
Lcb:
测试数据分析
☐合波器的使用与测试
使用两台发送波长分别1310nm和1550nm的“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”作为1310nm和1550nm光源。
连接测试设备,连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。
1、插损测量
(1)用光功率计测量1310nm光源经尾纤输出在“a”点的光功率Pa,然后将信号从WDM的对应输入端口(1310nm)送入波分复用器;用光功率计测量“c”点光功率Pc(1310nm)。
记录测量结果,填入表格,计算WDM器件在1310nm波长时插入损耗值。
(2)断开光源。
用光功率计测量1550nm光源经尾纤输出在“b”点的光功率Pb,然后将信号从WDM的对应端口(1550nm)送入波分复用器;用光功率计测量“c”点光功率Pc(1550nm)。
记录测量结果,填入表格,计算WDM器件在1550nm波长时插入损耗值。
2、光功率迭加性
在上述测量条件,同时将1310nm光源和1550nm光源送入WDM对应的端口,用光功率计测量“c”点的总光功率;然后断开和接入某一路光源,观测是否满足光功率线形迭加特性。
记录测量结果。
测量结果记录表
输入功率(dBm)
输出功率(dBm)
插入损耗(dB)
Pa(1310nm):
Pc(1310nm):
L1(1310nm):
Pb(1550nm):
Pc(1550nm):
L2(1550nm):
Pa(1310nm):
Pb(1550nm):
Pc(1310/1550nm):
☐光无源器件在光链路中的连接和调整
使用两台发送波长分别为1310nm和1550nm的“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”作为1310nm和1550nm光源。
按图连接好测试设备,连接尾纤、连接器和光无源部件时注意定位销方向。
将两个可变衰减器的衰减量调整至最小。
设置两台“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”线路编码工作方式为5B6B、输入数据为m序列。
1、1310nm支路光功率电平调整
(1)断开(拔出)B端光源尾纤连接(或B设备关机),用光功率计测量“c”端口1310nm波长的光功率。
(2)缓慢调节光可变衰减器,逐渐增加衰减量,使“c”端口稳定的光功率值为-25dBm。
2、1550nm支路光功率电平调整
(1)断开(拔出)A端光源尾纤连接(或A设备关机),用光功率计测量“c”端口1550nm波长的光功率。
(2)缓慢调节光可变衰减器,逐渐增加衰减量,使“c”端口稳定的光功率值为-25dBm。
3、合成总功率测量
同时加入1310nm和1550nm光源信号,用光功率计测量“c”端口的光功率值。
记录测量结果。
思考:
如果只用一个光可变衰减器设置在“c”端口进行光功率调整是否可行?
会带来什么约束?
☐WDM光纤系统链路连接和调整实验
设置两台“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”线路编码工作方式为5B6B、输入数据为m序列。
按图所示连接好测试设备,光纤跳线、光可变衰减器和连接器,连接各部件时注意定位销方向。
1、光纤通信系统连接
根据图示连接测试设备,选择SC/FC和FC/FC光纤跳线、光可变衰减器和光分路器。
光纤各部件插头都带有保护套,使用时拔下保护套,并保存好,便于在实验结束时重新套上。
学生自己动手建立波分复用系统,加强对光纤部件的感性认识,增加学习的兴趣和对光纤无源部件使用及特性的了解。
2、系统电平调整
分别调整两个光传输通道上的光可变衰减器的衰减量,保证光纤收发模块接收端的接收光功率为-25dBm。
调整及测量步骤自拟。
3、通话实验
(1)在目前的光纤链路条件下,参照本章实验一的准备条件设置,进行通话实验。
(2)通过复接模块或5B6B编码模块产生中的误码产生开关在信道中插入一定数量的误码,进行通话实验,感受有误码环境下的通话质量。
(3)加大误码使解复接模块失步(失步告警指示红灯亮),体验信道同步系统失步对话音信道的影响。
测量步骤自拟。
4、光纤链路余量估算
在测量步骤2的结果条件下,假如该光纤损耗为0.3dB/km(暂不考虑色散对系统的影响),请通过测量结果近似计算出两终端之间的最长通信距离。
测量步骤自拟。
提示:
测量接收灵敏度。
考核指标(过程考核之二):
操作流程、仪器设备使用方法、操作熟练度。
知识点
一、DWDM概述
(一)DWDM概述
1.DWDM技术产生背景
传统的传输网络扩容方法采用空分多路复用(SDM)和时分多路复用(TDM)两种方式。
(1)SDM靠增加光纤数量的方式线性增加传输系统的容量,传输设备也线性增加。
空分多路复用的扩容方式十分受限。
(2)TDM是比较常用的扩容方式,从PDH的一次群至四次群的复用,到SDH的STM-1、STM-4、STM-16至STM-64的复用。
但达到一定的速率等级时,会受到器件和线路等特性的限制。
DWDM技术不仅大幅度地增加了网络的容量,而且还充分利用了光纤的宽带资源,减少了网络资源的浪费。
2.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,允许各载波信道在一条光纤内同时传输。
通常把光信道间隔较大(甚至在光纤的不同窗口上)的复用称为光波分复用(WDM),而把在同一窗口中信道间隔较小的WDM称为密集波分复用(DWDM)。
DWDM系统的构成及光谱示意如图5-1-1所示。
图5-1-1DWDM系统的构成及频谱示意图
3.DWDM工作方式
(1)双纤单向传输
双纤单向传输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。
如图5-1-2所示,
图5-1-2双纤单向传输的DWDM系统
(2)单纤双向传输
单纤双向传输指在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输,两个方向的光信号应安排在不同波长上。
图5-1-3单纤双向传输的DWDM系统
(3)光信号的分出和插入
通过光分插复用器(OADM)可以实现各波长的光信号在中间站的分出与插入,即完成上/下光路,利用这种方式可以完成DWDM系统的环形组网。
图5-1-4光信号的分出和插入传输
4.DWDM的应用形式
有开放式DWDM和集成式DWDM。
开放式DWDM系统采用波长转换技术,将复用终端的光信号转换成符合ITU-T建议的波长,然后进行合波。
集成式DWDM系统没有采用波长转换技术,它要求复用终端的光信号符合ITU-T建议的波长,然后进行合波。
5.DWDM的优越性
(1)超大容量
(2)对数据“透明”
(3)系统升级时能最大限度地保护已有投资
(4)高度的组网灵活性、经济性和可靠性
(5)可兼容全光交换
(二)DWDM系统结构
1.DWDM器件
DWDM器件分为合波器和分波器两种,如图5-1-5所示。
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。
图5-1-5DWDM器件
2.DWDM的几种网络单元类型
DWDM设备可分为光终端复用器(OTM)、光线路放大器(OLA)、光分插复用器(OADM)和电中继器(REG)几种类型。
以华为公司的波分320G设备为例讲述各种网单元的作用。
(1)光终端复用器(OTM)
在发送方向,OTM把波长为λ1~λ16(或λ32)的STM-16信号经合波器复用成DWDM主信道,然后对其进行光放大,并附加上波长为λs的光监控信道。
在接收方向,OTM先把光监控信道取出,然后对DWDM主信道进行光放大,经分波器解复用成16(或32)个波长的STM-16信号。
OTM的信号流向如图5-1-6所示。
图5-1-6OTM信号流向图
(2)光放大器(OLA)
每个传输方向的OLA先取出光监控信道(OSC)并进行处理,再将主信道进行放大,然后将主信道与OSC合路并送入光纤。
如图5-1-7所示。
图5-1-7OLA信号流向图
(3)光分插复用器(OADM)
OADM设备接收线路的光信号后,先提取监控信道,再用WPA将主光通道预放大,通过MR2单元把含有16或32路STM-16的光信号按波长取下一定数量后送出设备,要插入的波长经MR2单元直接插入主信道,再经功率放大后插入本地光监控信道,向远端传输。
以MR2为例,其信号流向如图5-1-8所示。
图5-1-8静态OADM(32/2)信号流向图
(4)两个OTM背靠背组成的光分插复用器
用两个OTM背靠背的方式组成一个可上/下波长的OADM,如图5-1-9所示。
图5--9两个OTM背靠背组成的OADM信号流向图
(5)电中继器(REG)
以STM-16信号的中继为例,其的信号流向如图5-1-10所示。
图5-1-10电中继器(REG)的信号流向图
3.DWDM网络的一般组成
(1)点到点组网
DWDM的点到点组网示意图如图5-1-11所示。
图5-1-11DWDM的点到点组网示意图
(2)链形组网
DWDM的链形组网示意图如图5-1-12所示。
图5-1-12DWDM的链形组网示意图
(3)环形组网
DWDM环形组网示意图如图5-1-13所示。
4.DWDM网络的保护
点到点线路保护主要有两种保护方式
一种是基于单个波长、在SDH层实施的1+1或1︰N的保护;
另一种是基于光复用段上的保护,在光路上同时对合路信号进行保护,这种保护也称光复用段保护(OMSP)。
另外还有基于环网的保护。
图5-1-13DWDM的环形组网示意图
相关习题
一、填空:
1DWDM技术是指____________________________.
2DWDM的工作方式有__________和__________两种。
3DWDM技术具有_________、_______、_________、________、________、_________等特点。
4DWDM系统中网络单元有_________、_______、_________、________等几种。
二、选择:
1光接收机的灵敏度是指:
A光接收机所需要的最小接收光功率;
B满足给定信噪比指标的条件下,光接收机所需要的最小接收光功率;
C光接收机接收弱信号的能力;
D满足给定信噪比指标的条件下,光接收机所需要的最接收光功率。
2波分复用光纤通信系统在发射端,N个光发射机分别发射:
AN个相同波长,经光波分复用器WDM合到一起,耦合进单根光纤中传输;
BN个不同波长,经光波分复用器WDM变为相同的波长,耦合进单根光纤中传输
CN个相同波长,经光波分复用器WDM变为不同的波长,耦合进单根光纤中传输;
DN个不同波长,经光波分复用器WDM合到一起,耦合进单根光纤中传输
3光纤的连接分为:
[]
A固定连接和永久性连接;
B固定连接和熔连接;
C固定连接和活动连接;
D粘连接和熔连接。
4光合波器是:
[]
A将多个光波信号合成一个光波信号在一根光纤中传输;
B将多路光信号合并成一路光信号在光纤中传输;
C将同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输;
D将不同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输。
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