光纖通信WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章前言 2第二章光纖通信原理 3\o"CurrentDocument"2.1光發(fā)射機(jī) 3\o"CurrentDocument"2.2光接收機(jī) 3\o"CurrentDocument"2.3光中繼/放大器 4\o"CurrentDocument"第三章WDM技術(shù)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用 5\o"CurrentDocument"WDM的特點(diǎn) 53.1.1傳輸容量超大 53.1.2傳輸距離超長 53.1.3節(jié)約光纖 53.1.4系統(tǒng)平滑升級(jí)擴(kuò)容 53.1.5適合未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要 6\o"CurrentDocument"WDM系統(tǒng)的應(yīng)用形式 6\o"CurrentDocument"第四章光纖通信WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想 8\o"CurrentDocument"第五章光纖通信WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10\o"CurrentDocument"5.1信道中心頻率（波長） 1 0\o"CurrentDocument"5.2波分復(fù)用器件 1 2\o"CurrentDocument"5.3復(fù)用器 1 2\o"CurrentDocument"5.4光放大器（OA） 1 2\o"CurrentDocument"5.5光波長轉(zhuǎn)換器（OTU） 1 3\o"CurrentDocument"5.6色散補(bǔ)償模塊（DCM） 1 4\o"CurrentDocument"5.7主光通道指標(biāo) 1 5\o"CurrentDocument"第六章系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果 17\o"CurrentDocument"6.1測(cè)試參考點(diǎn)配置 1 7\o"CurrentDocument"6.2測(cè)試項(xiàng)目 1 7參考文獻(xiàn) 1 9致謝 2 0摘要：隨著人類社會(huì)信息時(shí)代的到來，~對(duì)通信的需求呈現(xiàn)加速增長的趨勢(shì)。為了適應(yīng)通信網(wǎng)傳輸容量的不斷增長和滿足網(wǎng)絡(luò)互性、靈活性的要求，產(chǎn)生了各種復(fù)用技術(shù)。WDM技術(shù)是在一根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)波長光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。本文主要運(yùn)用光纖通信原理以及 WDM技術(shù)，設(shè)計(jì)一種光纖通信WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)各個(gè)部分進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。關(guān)鍵詞：光纖通信；波分復(fù)用；光接收機(jī)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ABSTRACT:Withtheadventoftheinformationageofhumansociety,thedemandforcommunicationisincreasingrapidly.Inordertoadapttotheincreasingtransmissioncapacityofcommunicationnetworkandmeettherequirementsofnetworkinteroperabilityandflexibility,variousmultiplexingtechnologieshavebeendeveloped.WDMtechnologyisatechnologythattransmitsmulti-wavelengthopticalsignalsinoneopticalfiberatthesametime.Inthispaper,theprincipleofopticalfibercommunicationandWDMtechnologyareusedtodesignastructureofopticalfibercommunicationWDMsystem.Eachpartofthestructureisdesignedindetail.Finally,thesystemistested.KEYWORDS:Opticalfibercommunication;wavelengthdivisionmultiplexing;opticalreceiver;systemstructure第一章前言互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)徹底改變了信息通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在 20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，對(duì)帶寬需求的增長推動(dòng)了全球電信業(yè)的發(fā)展。盡管隨后的“互聯(lián)網(wǎng)泡沫”在資本投資市場(chǎng)遭到了破滅，但是互聯(lián)網(wǎng)流量仍獲得了快速增長。隨著諸如云計(jì)算(CloudComputing)、流媒體(streamingvideo),IP(InternetProtocol)電視等新應(yīng)用的出現(xiàn)，其再次推動(dòng)了全球互聯(lián)網(wǎng)對(duì)帶寬的需求。思科公司于2014年6月發(fā)布的最新網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測(cè)白皮書表明，到 2018年全球互聯(lián)網(wǎng)流量將等于2005年全球互聯(lián)網(wǎng)流量的64倍，過去五年中全球IP流量己增長了5倍以上，并將在接下來的5年內(nèi)繼續(xù)增長3倍。如圖1-1所示，到2016年底，年度全球互聯(lián)網(wǎng)IP流量將突破皆字節(jié)(1000艾字節(jié))大關(guān)，到2018年，全球總體IP流量將從2013年的每月51艾字節(jié)增長到每月132艾字節(jié)。圖1-1全球互聯(lián)網(wǎng)總體IP流量增長預(yù)測(cè)示意圖為了適應(yīng)通信網(wǎng)傳輸容量的不斷增長和滿足網(wǎng)絡(luò)互性、靈活性的要求， 產(chǎn)生了各種復(fù)用技術(shù)。波分復(fù)用(WDM)技術(shù)的基本原理是在同一根光纖中形成具有不同調(diào)制方式的多個(gè)信道，同時(shí)傳輸有不同波長的多個(gè)信號(hào)。通常以GHz或nm這兩種計(jì)量單位來表示任何兩個(gè)信道的波長間隔，如200GHz或1.6nm,100GHz或0.8nm等。當(dāng)波長的間隔小于等于100GHz或0.8nm時(shí)，WDM就被稱為密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)。使用WDM技術(shù)就可以在原有傳輸速率的基礎(chǔ)上，成倍地?cái)U(kuò)大光纖的傳輸能力。波分復(fù)用 WDM系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使傳輸容量迅速擴(kuò)大幾倍至上百倍；在大容量長途傳輸時(shí)可以節(jié)約大量光纖和再生器，大大降低傳輸成本；與信號(hào)速率及電調(diào)制方式無關(guān)，是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段；利用WDM選路實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)可望實(shí)現(xiàn)未來透明的、具有高度生存性的光層傳送聯(lián)網(wǎng)。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

第二章光纖通信原理光纖通信系統(tǒng)的主要工作流程如圖 2-1。圖2-1光纖通信系統(tǒng)2.1光發(fā)射機(jī)在光纖通信系統(tǒng)中光發(fā)射機(jī)的主要作用是完成電一光轉(zhuǎn)換， 并用利用耦合技術(shù)有效地把光信號(hào)送入傳輸光纖。光源是一個(gè)非常關(guān)鍵的發(fā)射機(jī)組件。目前，光纖通信系統(tǒng)均采用半導(dǎo)體激光器LD和發(fā)光二極管LED作為光源，它是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)變換到光信號(hào)的器件，在光纖通信中具有重要地位。光纖通信可靠工作的關(guān)鍵需要有性能好、壽命長、使用方便的光源來保證。光纖通信對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光波長、工作時(shí)間、藕合效率及線譜寬度均有要求。光發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)包括平均輸出光功率、調(diào)制特性、溫度特性、消光比以及應(yīng)答速度。平均輸出光功率通常是指光源尾纖的平均輸出光功率， 因此又稱其為平均發(fā)送光功率。光電器件生產(chǎn)商通常會(huì)提供一段帶有藕合光纖又稱為尾纖的光源組件以方便用戶使用。在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，可通信的距離和光源送入光纖的光功率成正比，這就必要求光源的輸出光功率既不能過大也不能過小，合適最好。但是，理論上如果光源送入光纖的光功率太大，光纖將可能工作在非線性狀態(tài)。非線性狀態(tài)下光纖的各種特征參數(shù)會(huì)隨輸入的光強(qiáng)形成非線性的變化，光纖因此便成了一種非線性器件，這種非線性器件會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的頻率轉(zhuǎn)換作用和其他效應(yīng)。顯然，這對(duì)光纖的正常工作會(huì)有不利影響。2.2光接收機(jī)光接收機(jī)的作用是把光發(fā)射機(jī)發(fā)送的攜帶有信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)并放大、再生恢復(fù)為原傳輸?shù)男盘?hào)，在整個(gè)光通信系統(tǒng)中起著非常重要的作用。光檢測(cè)器又稱為光探測(cè)器或光檢波器，它位于光接收機(jī)的最前端，是光接收機(jī)中最重要的部分之一，具有光探測(cè)能力，能將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)供后續(xù)系統(tǒng)模塊進(jìn)行處理，其性能好壞直接影響整個(gè)光接收機(jī)性能。由于經(jīng)過長距離傳輸后，光接收機(jī)需要用光檢測(cè)器來放大微弱的光信號(hào)。因此，這個(gè)部件需要能夠做到以下實(shí)現(xiàn)：（1）能夠靈敏的將較小入射光功率輸出為較大光電流；（2）能夠快速響應(yīng)，能夠避免因速度差異帶來的系統(tǒng)速度瓶頸問題 ；（3）能夠盡可能降低的噪聲，以降低器件自身噪音對(duì)信號(hào)的影響 ；（4）具有良好的線性特性，以保證轉(zhuǎn)換過程中信號(hào)能維持原來的頻率、相位或幅度，即檢測(cè)器輸出的電信號(hào)能不失真地反應(yīng)出所接收到的光信號(hào) ；（5）穩(wěn)定的性能，高可靠性，低功耗，具有較小的體積、較長的工作壽命等。2.3光中繼/放大器由光纖的傳輸特性可知，光纖的損耗和色散影響著光纖通信距離。為了保證光纖長距離傳輸?shù)男阅苤笜?biāo)，需要在信道的適當(dāng)位置上設(shè)計(jì)中繼站點(diǎn)，一種是光/電/光轉(zhuǎn)換形式，另一種是直接對(duì)光進(jìn)行放大的光放大器。為了達(dá)到延長傳輸距離的目的，可以通過使用光再生中繼器，它的功能是是重新傳輸標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字光信號(hào)，這些信號(hào)往往是那些因長距離傳輸而受到損耗及色散畸變光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變而來的。數(shù)字光信號(hào)的再生中繼方式主要有兩種 ：“電中繼”方式和“光信號(hào)放大+再生中繼”的方式。較常用的是前者，它先將微弱變形的光信號(hào)線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過放大整形后轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電信號(hào)，最后調(diào)制成光信號(hào)，沿光纖信道繼續(xù)傳輸。后者是按照“放大+整形”的進(jìn)程轉(zhuǎn)換微弱光信號(hào)為電信號(hào)，而后再進(jìn)行一次上述過程。第三章WDM技術(shù)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用WDM，顧名思義，指的是通過波長的復(fù)用只需增加波長就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)容，即為將幾個(gè)或幾十個(gè)不同波長的光通信信號(hào)復(fù)用， 通過一根光纖傳輸?shù)募夹g(shù)。3.1WDM的特點(diǎn)WDM近年來一直是研究的熱點(diǎn)，受到運(yùn)行商和設(shè)備產(chǎn)商的青睞，主要是具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：3.1.1傳輸容量超大WDM系統(tǒng)能充分利用現(xiàn)在的TDM技術(shù)，現(xiàn)在TDM技術(shù)如lOGb/s己經(jīng)非常成熟，而復(fù)用的光通路數(shù)量為40個(gè)、80個(gè)目前商用最多是160個(gè)，傳輸容量能達(dá)到1.6Tb/s,而且還有相當(dāng)?shù)臐摿梢酝诰颉?.1.2傳輸距離超長WDM系統(tǒng)的傳輸距離主要得益于放大器的使用。 EDFA具有高增益、寬帶寬、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，通過放大器進(jìn)行光中繼放大，可以延長傳輸?shù)木嚯x。光纖喇曼放大器比EDFA噪聲更低，傳輸距離能達(dá)2000km。3.1.3節(jié)約光纖目前的SDH系統(tǒng)以單波長為主，每個(gè)系統(tǒng)1對(duì)光纖，而WDM系統(tǒng)是幾十個(gè)波長復(fù)用在一根光纖傳輸，1個(gè)WDM系統(tǒng)只需要1對(duì)光纖，比如80x10Gb/s系統(tǒng)，只需要2根光纖，而單波長的SDH系統(tǒng)需要160根，大大節(jié)約了光纖的投資。對(duì)于目前城市內(nèi)管城區(qū)線資源緊張如上海南京路、淮海路及徐匯等商業(yè)圈的線路系統(tǒng)擴(kuò)容也非常方便。3.1.4系統(tǒng)平滑升級(jí)擴(kuò)容正如前面所說，WDM系統(tǒng)是充分利用目前使用的TDM技術(shù)的，只要增加復(fù)用光波長通路數(shù)和設(shè)備，就可以增加系統(tǒng)的傳輸容量擴(kuò)容， 對(duì)原來的光通路基本無影響，因此系統(tǒng)升級(jí)平滑、方便。而且WDM系統(tǒng)的各復(fù)用信道是相互獨(dú)立的，所以各信道可以分別透明地傳送不同的業(yè)務(wù)信號(hào)，如語音、數(shù)據(jù)和圖像等，彼此互不干擾，這給使用者帶來了極大的便利。3.1.5適合未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要全光業(yè)務(wù)一直是光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向， WDM技術(shù)用于網(wǎng)絡(luò)中可以實(shí)現(xiàn)大容量的全光交換（光互連網(wǎng)絡(luò)），增加了網(wǎng)絡(luò)的靈活性，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。3.2WDM系統(tǒng)的應(yīng)用形式WDM基本形式主要有雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種。單向傳輸指的是所有光通路同時(shí)在一根光纖上沿著同一方向傳送。如圖3-1發(fā)送信端將不同波長的信號(hào)通過復(fù)用器組合在一起在一根光纖傳輸。在接受端通過解復(fù)用將不同波長信號(hào)分開，完成多路光信號(hào)傳輸。反方向傳輸通過另外根光纖，原理相同。圖3-1雙纖單向傳輸圖3-2單纖雙向傳輸雙向傳輸WDM系統(tǒng)指的是一根光纖同時(shí)向兩個(gè)方向傳輸。 為了實(shí)現(xiàn)全雙工通信，如上圖3-2所示，必須將波長分開。雙纖單向傳輸WDM系統(tǒng)在開發(fā)和應(yīng)用上比較廣泛。單纖雙向傳輸WDM系統(tǒng)能減少光纖和放大器的使用，但要求更高，比如需要注意雙向通道之間的間隔、串?dāng)_等問題，在以后會(huì)更加廣泛應(yīng)用。第四章光纖通信WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想本文系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的目的就是定義傳輸結(jié)構(gòu)和傳輸參數(shù)， 使傳送距離和光信噪比（OSNR）、誤碼率（BER）達(dá)到通信一的標(biāo)準(zhǔn)。WDM系統(tǒng)的發(fā)送端是將多個(gè)終端光發(fā)射機(jī)的光信號(hào)復(fù)用在一根光纖中進(jìn)行傳輸， 在接收端將光信號(hào)解復(fù)用，并由多個(gè)終端光接收機(jī)來接收。因此， WDM系統(tǒng)是構(gòu)建于單信道系統(tǒng)之上的。WDM系統(tǒng)的每個(gè)信道的性能都應(yīng)與相應(yīng)的單信道系統(tǒng)要求一致。如使用WDM系統(tǒng)承載SDH系統(tǒng)，則每個(gè)信道都應(yīng)符合6.957光接口標(biāo)準(zhǔn)的要求。設(shè)計(jì)中考慮了目前能夠?qū)嵱玫脑O(shè)備和器件水平， 使系統(tǒng)的性能和成本控制在合理的范圍之內(nèi)。各種設(shè)備配置以及參數(shù)確定是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的依據(jù)， 但在實(shí)際構(gòu)建中可以根據(jù)情況做出某些調(diào)整。但總的原則是在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的前提下，使性能更加優(yōu)化，成本更低。WDM系統(tǒng)的功能框圖如圖4-1所示。系統(tǒng)使用的是單纖單向結(jié)構(gòu)，用兩根光纖實(shí)現(xiàn)雙向通信。為保證系統(tǒng)的設(shè)備兼容性，采用開放式的設(shè)計(jì)，用光波長轉(zhuǎn)換器（OTU）實(shí)現(xiàn)與終端設(shè)備的連接。圖4-1WDM系統(tǒng)傳輸功能框圖圖中，子路徑指線路中兩個(gè)設(shè)備之間的光纖路徑；主光路徑是從發(fā)送端波分復(fù)用器到接收端波分復(fù)用器之間的光纖路徑。這里，接收設(shè)備可以是中繼設(shè)備或解復(fù)用器。主光路徑也稱為光再生段。中繼設(shè)備將光信號(hào)解復(fù)用，通過具有再生電路的光波長轉(zhuǎn)換器（ OTU）進(jìn)行信號(hào)的整形、抑制噪聲、提高功率，然后再用波長復(fù)用器把各波長信號(hào)復(fù)用在一起轉(zhuǎn)發(fā)出去。從中繼設(shè)備發(fā)送的光信號(hào)要恢復(fù)到最初發(fā)送時(shí)的狀態(tài)。接收端的波分復(fù)用器的作用是將復(fù)用信道分開，通過各自的光波長轉(zhuǎn)換器（0丁。）送入終端設(shè)備，完成信號(hào)的傳輸。光信號(hào)經(jīng)過一個(gè)光再生段以后，又恢復(fù)為初始狀態(tài)。因此，主光路徑是最小的功能完整單元。WDM傳輸系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)主光路徑組成，通過設(shè)計(jì)主光路徑，就可以完成整個(gè)WDM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在下面的方案設(shè)計(jì)中，將只考慮單個(gè)再生段的情況，在需要長距離傳輸?shù)臅r(shí)候，只要加入中繼設(shè)備即可延長WDM系統(tǒng)的傳輸距離。第五章光纖通信WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在長距離WDM系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究中，往往采用色散補(bǔ)償光纖 DCF作為色散管理的主要手段。對(duì)新敷設(shè)的傳輸系統(tǒng)來說，在光信號(hào)的傳輸?shù)耐瑫r(shí)又實(shí)現(xiàn)了色散補(bǔ)償，是一個(gè)比較好的方法。但是要對(duì)已有的系統(tǒng)進(jìn)行 WDM改造，DCF的加入就有許多困難，比較合理的方法是在每個(gè)中繼站點(diǎn)加入色散補(bǔ)償模塊DCM。圖5-1是WDM傳輸系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖。圖5-132X10Gbit/s480kmWDM系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)為：在最壞情況下，系統(tǒng)的位誤碼率(BER)不大于10-12。系統(tǒng)參數(shù)主要包括：信道中心頻率(波長)、波分復(fù)用器件、光放大器(OA)、光波長轉(zhuǎn)換器(OTU)、色散補(bǔ)償模塊(DCM)等設(shè)備的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。5.1信道中心頻率(波長)對(duì)于常規(guī)G.652光纖，ITU-TG.692共給出了以193.1THz為絕對(duì)參考頻率，間隔為100GHz(0.8nm)的41個(gè)標(biāo)準(zhǔn)波長(192.1THz~196.1THz)，即1528.77nm~1560.61nm。根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部于2001年11月1日開始實(shí)施的WDM系統(tǒng)技術(shù)要求(32X10Gbit/s部分)，選用其中頻率在192.1THz~195.2THz之間的32個(gè)波長為系統(tǒng)傳輸?shù)闹行牟ㄩL，如表3.2所示。在這個(gè)波長區(qū)間，EDFA的增益相對(duì)平坦，其增益差在1.5dB以內(nèi)，而且增益較高，可充分利用EDFA的高增益區(qū)。在多級(jí)級(jí)聯(lián)的WDM系統(tǒng)中，容易實(shí)現(xiàn)各通路的增益均衡。

表3.1系統(tǒng)中心頻率（波長）序號(hào)中心頻率（THz）波長（nm）1192.11560.612192.21559.793192.31558.984192.41558.175192.51557.366192.61556.557192.71555.758192.81554.949192.91554.1310193.01553.3311193.11552.5212193.21551.7213193.31550.9214193.41550.1215193.51549.3216193.61548.5117193.71547.7218193.81546.9219193.91546.1220194.01545.3221194.11544.5322194.21543.7323194.31542.9424194.41542.1425194.51541.3526194.61540.5627194.71539.7728194.81538.9829194.91538.1930195.01537.4031195.11536.6132195.21535.825.2波分復(fù)用器件波分復(fù)用器件是WDM系統(tǒng)的核心器件之一，基本要求是：插入損耗小、隔離度大、帶內(nèi)平坦、帶外插入損耗變化陡峭、溫度穩(wěn)定性好、復(fù)用通路數(shù)目多、尺寸小等等。波分復(fù)用器件分為兩種：復(fù)用器和解復(fù)用器，它們的主要指標(biāo)有:插入損耗、反射系數(shù)、工作波長范圍、偏振相關(guān)損耗、相鄰?fù)犯綦x度等。5.3復(fù)用器目前32信道的波長復(fù)用器通常采用集成光波導(dǎo)或介質(zhì)薄膜濾波器等技術(shù)制作，相關(guān)參數(shù)如表3.2所示。表3.2復(fù)用器的參數(shù)指標(biāo)項(xiàng)目數(shù)值插入損耗<12dB光反射系數(shù)>40dB工作波長范圍1530nm~1561nm偏振相關(guān)損耗<0.5dB相鄰信道隔離度>22dB各信道插入損耗的最大差異<3dB5.4光放大器(OA)在WDM系統(tǒng)中，光放大器有三種應(yīng)用形式：功率放大器(BA)、線路放大器(LA)、前置放大器(PA)。這三種應(yīng)用都可以用EDFA光放大器來實(shí)現(xiàn)。作為光放大器，不僅要求增益平坦，而且還必須有自動(dòng)增益控制功能：當(dāng)32路信號(hào)中的某些信號(hào)失去的時(shí)候，應(yīng)不影響其它信道的正常工作，沒有突發(fā)誤碼產(chǎn)生；在極限情況下，如果同時(shí)失去31路信號(hào)，剩余的一個(gè)信道應(yīng)在10ms內(nèi)恢復(fù)正常無誤碼工作；即使發(fā)生光纖斷開的情況，EDFA光放大器應(yīng)能夠自動(dòng)關(guān)閉泵浦源。當(dāng)逐路增加承載的信道數(shù)量的時(shí)候，不影響其它信道的性能 ；當(dāng)同時(shí)增加多個(gè)信道時(shí)，系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)不受影響：如果在運(yùn)行時(shí)增加或減少承載的信道數(shù)量，EDFA各項(xiàng)參數(shù)可以自動(dòng)調(diào)整。光功率放大器(BA)光功率放大器(BoostAmplifier)用在復(fù)用器輸出端的后面，用于提高系統(tǒng)的發(fā)送光功率，BA的參數(shù)要求如表3.3所示。

表3.3光功率放大器的參數(shù)要求項(xiàng)目數(shù)值噪聲系數(shù)<7dB光反射系數(shù)>40dB偏振相關(guān)損耗0.5dB最大總輸出功率+20dBm信道增益20?25dB增益平坦度土1dB增益斜率<2dB/dB信道增加/移除增益響應(yīng)時(shí)間<10ms2.光線路放大器(LA)光線路放大器(LineAmplifier)用在無源光纖段之間以補(bǔ)充光纖損耗，延長中繼長度，LA的參數(shù)要求如表3.4所示。表3.4光線路放大器的參數(shù)要求項(xiàng)目數(shù)值噪聲系數(shù)<5.5dB光反射系數(shù)>40dB偏振相關(guān)損耗0.5dB最大總輸出功率+15dBm信道增益20?25dB增益平坦度土1dB增益斜率<2dB/dB信道增加/移除增益響應(yīng)時(shí)間<10ms5.5光波長轉(zhuǎn)換器(OTU)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用開放式WDM結(jié)構(gòu)，采用光波長轉(zhuǎn)換器(OTU)作為WDM系統(tǒng)與終端設(shè)備之間的接口設(shè)備。在中繼設(shè)備里使用的 OTU，還具有信號(hào)再生電路，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的3R中繼功能。發(fā)送端OUT的作用是將終端設(shè)備的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為符合6.692規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)波長，其接口要求如表3.5所示。表3.5發(fā)送端OTU接口要求項(xiàng)目數(shù)值輸入端S點(diǎn)接收靈敏度-14dBm接收機(jī)反射>27dB接收過載功率0dBm

輸入信號(hào)波長范圍1280nm~1565nm輸出端Sn點(diǎn)光源類型單縱模(SLM)LD最大-20dB譜寬0.3nm最小邊模抑制比35dB平均反射功率-5dBm~-1dBm最大中心頻率偏差土12.5GHz最小消光比+10dB2.接收端OTU發(fā)送端OUT的作用是將解復(fù)用器輸出的光信號(hào)轉(zhuǎn)換終端設(shè)備要求的光信號(hào)，其接口要求如表3.6所示。表3.6接收端OTU接口要求項(xiàng)目數(shù)值輸入端Rn點(diǎn)接收機(jī)類型PIN/APD接收靈敏度-14dBm(PIN)/-21dBm(APD)接收機(jī)反射>27dB接收過載功率0dBm(PIN)/-9(APD)輸入信號(hào)波長范圍1280nm~1565nm輸出端R點(diǎn)平均發(fā)送功率-10dBm~0dBm(遠(yuǎn)距離光接口)-2dBm~+2dBm平均發(fā)送功率10dB5.6色散補(bǔ)償模塊(DCM)由于G.652光纖的色散值為正，因此系統(tǒng)使用負(fù)色散DCM來進(jìn)行色散補(bǔ)償。DCM應(yīng)當(dāng)置于光放大器的中間級(jí)(MSA)，即兩級(jí)泵浦源之間。因?yàn)閮杉?jí)放大器本來就需要一定的線路損耗，這樣， DCM模塊不額外增加線路損耗，對(duì)系統(tǒng)光信噪比的影響降至最小。 DCM的補(bǔ)償原則根據(jù)光功率預(yù)算的結(jié)果而定，并綜合考慮非線性效應(yīng)的影響。DCM的參數(shù)要求如表3.7所示。表3.7DCM參數(shù)要求項(xiàng)目數(shù)值插入損耗<9.SdB工作色散-1240pslnm~1420ps/nm損耗系數(shù)<1dB/km最大總輸出功率+15dBm光反射-27dB工作波長范圍1525nm~1565nm

最大允許輸入功率+20dBm偏振相關(guān)損耗<0.5dB由于目前DCM并不能補(bǔ)償光纖的色散斜率。對(duì)于整個(gè)復(fù)用波段，對(duì)總的色散補(bǔ)償量可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的情況采取欠補(bǔ)償和完全補(bǔ)償兩種設(shè)計(jì)方法 ：欠補(bǔ)償是以1546nm波長補(bǔ)償?shù)浇^對(duì)色散量的92%為原則。這樣，長波長區(qū)（1545nm以上）欠補(bǔ)償更加厲害，而在短波長區(qū)（1540nm以下）為近似完全補(bǔ)償；而完全補(bǔ)償則對(duì)復(fù)用波段的色散平均值 （1545nm附近）進(jìn)行完全補(bǔ)償，這種補(bǔ)償方法在藍(lán)帶出現(xiàn)過補(bǔ)償，而在紅帶出現(xiàn)一定的欠補(bǔ)償。5.7主光通道指標(biāo)從發(fā)送端的復(fù)用器輸出耦合器之后的 MPI-S點(diǎn)到接收端解復(fù)用器輸入耦合器之前的MP1-P點(diǎn)，這段距離稱為系統(tǒng)的主光通道。光信號(hào)在主光通道上的傳輸指標(biāo)直接影響系統(tǒng)性能，表3.8給出了主光通道的指標(biāo)要求，其中線路衰減指線路的損耗，沒有考慮加入DCM的功率代價(jià)。表3.8WDM主光通道指標(biāo)項(xiàng)目數(shù)值每信道輸出功率（MPI-S和S’點(diǎn)）+2dB?+6dB總發(fā)送功率（最大）+20dBmMPI-S點(diǎn)每信道信噪比>35dBMPI-S點(diǎn)的最大信道功率差22~24dB光通道代價(jià)（MPI-S?MPI-R）-27dB子路徑衰減范圍（80km）24dB反射30ps最小回?fù)p9600ps/nm最大DGD1000ps/nm色散-22dB?-16dB最大線路色散（補(bǔ)償后）-2dB每信道輸出功率（MPI-R和R，點(diǎn)）22dB平均總輸入功率（最大）6dBMPI-R點(diǎn)每信道最小信噪比20dBMPI-R點(diǎn)的最大信道功率差數(shù)值光信號(hào)串音+2dB?+6dB在每個(gè)EDFA光中繼站和WDM系統(tǒng)終端站點(diǎn)上，主光通道配備不中斷業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)接口（可以接入監(jiān)測(cè)儀表），允許在不中斷傳輸業(yè)務(wù)的情況下，對(duì)波分復(fù)用終端站和線路放大器中繼站的主光通道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。第六章系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果在項(xiàng)目實(shí)施的過程中，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)測(cè)試和性能指標(biāo)測(cè)試，這是檢驗(yàn)系統(tǒng)性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的重要手段。6.1測(cè)試參考點(diǎn)配置根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，圖6-1給出了一個(gè)單向WDM系統(tǒng)測(cè)試的參考點(diǎn)配置。圖6-1系統(tǒng)測(cè)試參考點(diǎn)配置圖6-1系統(tǒng)測(cè)試參考點(diǎn)配置S1、S2...Sn分別是信道1,2....n的發(fā)射端輸出耦合器之后的光纖上的測(cè)試點(diǎn)。直接處于OTU的輸出發(fā)射器(Tx)之后，用于測(cè)量光發(fā)射器的光輸出參數(shù)。RM1,RM2......RMn分別為信道1、2...n在復(fù)用器(OM)的輸入耦合器之前的光纖上的測(cè)試點(diǎn)。用于測(cè)量復(fù)用器的光輸入?yún)?shù)。MPI-S為復(fù)用器輸出耦合器之后的光纖上的測(cè)試點(diǎn)。 用于測(cè)量復(fù)用器的光輸出參數(shù)。R'是線路放大器輸出耦合器之前的光纖上的測(cè)試點(diǎn)。用于測(cè)量線路放大器(OA)的光輸入?yún)?shù)。S’是線路放大器輸出耦合器之后的光纖上的測(cè)試點(diǎn)。用于測(cè)量線路放大器(OA)的光輸出參數(shù)。MPI-R為解復(fù)用器(。。)輸入耦合器之前的光纖上的測(cè)試點(diǎn)。用于測(cè)量解復(fù)用器的光輸入?yún)?shù)。SD1、SD2……SDn分別是解復(fù)用器信道1,2...n輸出耦合器之后的光纖上的測(cè)試點(diǎn)。用于測(cè)量解復(fù)用器的光輸出參數(shù)。R1,R2.....Rn分別是信道1、2...n的接收端輸入耦合器的光纖上的測(cè)試點(diǎn)。直接處于OTU的光接收器(Rx)之前，用于測(cè)量光接收器的光輸入?yún)?shù)。6.2測(cè)試項(xiàng)目系統(tǒng)性能測(cè)試項(xiàng)目包括各個(gè)信道波長及其穩(wěn)定性、 光傳輸信噪比、各單元的輸出光功率和各單元的接收光功率。6.2.1波長及其穩(wěn)定性信道波長的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性是保證多個(gè)波長能夠復(fù)用進(jìn)入一根光纖并進(jìn)行可靠傳輸?shù)闹匾笜?biāo)。因此，測(cè)試信道波長是否符合設(shè)計(jì)要求是至關(guān)重要的。這項(xiàng)測(cè)試包括在發(fā)射機(jī)的輸出耦合器 Sn點(diǎn)測(cè)試各個(gè)信道的中心波長及波長漂移:在復(fù)用器的輸出耦合器MPI-S點(diǎn)和光放大器的輸出耦合器S’點(diǎn)測(cè)試各個(gè)信道的中心波長及信道間隔是否滿足設(shè)計(jì)要求。6.2.2光信噪比對(duì)于速率為l0Gbids的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)要求光信噪比在25dB以上。由于在系統(tǒng)中使用了多種光學(xué)器件，各種器件的插入損耗各不相同， 可能帶來額外的功率損耗：同時(shí)，由于信道串?dāng)_、放大自發(fā)發(fā)射（ASE）等噪聲的引入，也會(huì)降低系統(tǒng)的光信噪比。因此，有必要在各個(gè)光輸入點(diǎn)上進(jìn)行信噪比的測(cè)試。進(jìn)行這項(xiàng)測(cè)試的參考點(diǎn)包括：光放大器輸入耦合器R'點(diǎn)、光解復(fù)用器輸入耦合器MPI-R點(diǎn)、接收端輸入耦合器Rn點(diǎn)。6.2.3各單元的輸出光功率各個(gè)單元的輸出光功率是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)所需要的一項(xiàng)重要參數(shù)。 這項(xiàng)測(cè)試包