袁文武

【摘 要】傳統(tǒng)的通信技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)大容量超高速的傳送要求，漸漸被DWDM技術(shù)取代。本文論述了DWDM技術(shù)的技術(shù)原理，已經(jīng)關(guān)于DWDM核心技術(shù)的解決，相信它會(huì)以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于CATV領(lǐng)域中，帶給我國(guó)的有線電視技術(shù)一個(gè)光明的前景。

【關(guān)鍵詞】DWDM技術(shù)，CATV，應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TS801.8【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0485-01

1、引言

傳統(tǒng)的SDH技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的光纖干線網(wǎng)中進(jìn)行了全面的應(yīng)用，然而隨著數(shù)字信號(hào)付費(fèi)電視行業(yè)的發(fā)展，電視節(jié)目源越老越多，要傳輸?shù)膶拵?shù)據(jù)也越來(lái)越大，SDH技術(shù)逐漸被先進(jìn)的DWDM（光波分復(fù)用）技術(shù)取代，這一新技術(shù)可以對(duì)光纖的寬帶潛力進(jìn)行充分的挖掘，完成超高速光纖通信。目前國(guó)際上長(zhǎng)距離高速光纖通信線路的主流技術(shù)方向是EDFA +非零色散光纖+光子集成+密集波分復(fù)用。

2、光波分復(fù)用技術(shù)原理概述

DWDM系統(tǒng)屬于大容量WDM系統(tǒng)，是WDM的一種特殊形式。它的特點(diǎn)是波長(zhǎng)間隔相對(duì)較小、波長(zhǎng)復(fù)用密集、各個(gè)信道都共用著光纖的一個(gè)低損耗窗口，在傳輸時(shí)共享光纖放大器。

2.1 DWDM概念

光波分復(fù)用技術(shù)是一種能夠完成在一根光纖上同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)的技術(shù)，它依靠發(fā)送端對(duì)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)行復(fù)用，并耦合到位于光纜線路上的同一根光纖中，最后進(jìn)行傳輸。信號(hào)發(fā)送到接收端之后，它又可以把組合波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)行分解，進(jìn)行深一層的處理之后，對(duì)原信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)，接著送入不同的終端，完成信號(hào)的傳輸。根據(jù)它的作用原理我們把這項(xiàng)技術(shù)稱為光波分復(fù)用技術(shù)。

2.2 DWDM的基本工作流程

光波分復(fù)用器和解復(fù)用器是DWDM技術(shù)中的關(guān)鍵器件，復(fù)用器的作用是將不同波長(zhǎng)的信號(hào)結(jié)合在一起然后通過一根光纖進(jìn)行輸出，解復(fù)用器是功能是把同一傳輸光纖送來(lái)的多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)分解為多個(gè)波長(zhǎng)然后進(jìn)行輸出。經(jīng)過原理分析可知這些器件是互易的，如果將解復(fù)用器的輸出端和輸入端反過來(lái)使用，就會(huì)變成復(fù)用器，所以本質(zhì)上它們是相同的。

2.3 DWDM系統(tǒng)的基本組成

實(shí)際的DWDM系統(tǒng)基本由光中繼放大器、光接收機(jī)、光發(fā)射機(jī)、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)五部分組成。

在DWDM系統(tǒng)的發(fā)送端有光發(fā)射機(jī)，來(lái)自光發(fā)射機(jī)輸出的光信號(hào)首先會(huì)被光復(fù)用器合成多路光信號(hào)，通過功率放大器BA放大輸出多路光信號(hào)，在一定距離的傳輸之后，EDFA會(huì)放大光信號(hào)，在應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況把EDFA用作線放、功放和前放。

2.4 DWDM的主要特點(diǎn)

DWDM是一項(xiàng)新的光通信技術(shù)，特點(diǎn)如下：（1）器件的運(yùn)轉(zhuǎn)速度要求下降。目前信號(hào)的傳輸速率越來(lái)越高，不少光器件響應(yīng)速度已明顯不能適應(yīng)這種狀況，DWDM技術(shù)可有效降低信號(hào)傳輸對(duì)某些光器件在性能上的極大要求，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行大容量的傳輸。（2）DWDM技術(shù)發(fā)出的各個(gè)波長(zhǎng)都是獨(dú)立的，互不影響的，所以能夠同時(shí)傳輸許多傳輸特性和速率完全不同的信號(hào)，保證各種例如數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)等業(yè)務(wù)信號(hào)的傳輸。（3）組網(wǎng)的靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性很高，DWDM技術(shù)的應(yīng)用形式多種多樣，對(duì)于長(zhǎng)途干線網(wǎng)、CATV廣播分配網(wǎng)和多路尋址局域網(wǎng)都可以利用DWDM技術(shù)來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，完成網(wǎng)絡(luò)交換和故障恢復(fù)，大大提高光網(wǎng)絡(luò)的生命力。（4）對(duì)光纖帶寬資源的充分挖掘，光纖具有很大的帶寬資源，DWDM技術(shù)使一根光纖的傳輸容量比普通的單波長(zhǎng)多出幾倍至甚至上百倍，大大增強(qiáng)了光纖的傳輸量、壓縮了成本，從應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面來(lái)看都有很大的前景。（5）大大降低線路建設(shè)成本，DWDM技術(shù)既可以用單根光纖傳輸，也可以選擇雙向傳輸，尤其是在遠(yuǎn)距離和大容量的傳輸時(shí)能夠大大節(jié)省光纖，降低成本。同時(shí)方便擴(kuò)容，不需要進(jìn)行大的變動(dòng)，只需要進(jìn)行小規(guī)模增容，操作方便，節(jié)省人力。

3、DWDM的核心技術(shù)問題和應(yīng)用

3.1 光放大技術(shù)

根據(jù)光的原理可以知道，在長(zhǎng)距離的光傳輸中，傳輸距離越長(zhǎng)，光功率信號(hào)越弱。光功率受限的問題已經(jīng)被光放大器解決。EDFA目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，大量的應(yīng)用在了長(zhǎng)距離DWDM系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。EDFA有著很多優(yōu)勢(shì)，因此被WDM系統(tǒng)是大力應(yīng)用，需要強(qiáng)調(diào)的是，WDM系統(tǒng)對(duì)EDFA有著一個(gè)增益穩(wěn)定的要求，一般的，EDFA用在WDM系統(tǒng)時(shí)，各信道的波長(zhǎng)并不相同，所以存在增益偏差，而又由于多級(jí)放大的作用，增益偏差會(huì)越來(lái)越大，低電平信道的SNR逐漸惡化，高電平信道信號(hào)也會(huì)由于光纖的非線性效應(yīng)而使信號(hào)特性惡化，惡果就是在DWDM光傳送網(wǎng)絡(luò)中無(wú)法正確傳輸信號(hào)，關(guān)于光放大器的選擇，我們應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)使用的信道數(shù)、系統(tǒng)的要求來(lái)選擇，以此估算成本。

3.2 克服色散的技術(shù)

色散受限也是決定系統(tǒng)傳輸距離的一個(gè)主要因素。色散容納技術(shù)，是指通過某些技術(shù)手來(lái)段減小或消除色散的影響，延長(zhǎng)傳輸距離。我們常常有如下的解決方法：

（1）色散補(bǔ)償光纖的運(yùn)用。這種技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，即采用色散補(bǔ)償光纖對(duì)傳輸線路的色散性進(jìn)行補(bǔ)償。這種光纖是特制的，色度色散為負(fù)值。在原理上來(lái)說在光纖線路的任何位置都可以放置色散補(bǔ)償光纖，但是因?yàn)樗哪?chǎng)直徑很小，導(dǎo)致縮小了光傳輸?shù)挠行ё饔妹娣e，加強(qiáng)了非線性效應(yīng)，所以我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)最好不要把它放置在光放大器的輸出端，想獲得較好的系統(tǒng)性能，就要將色散補(bǔ)償光纖置于接收機(jī)側(cè)。

（2）選用新型的光纖。傳統(tǒng)的光纖已經(jīng)進(jìn)行了大量的鋪設(shè)，所以DWDM技術(shù)的中心就放在了如何利用這種傳統(tǒng)光纖擴(kuò)容技術(shù)。目前的性能更加優(yōu)越的光纖在傳統(tǒng)光纖的基礎(chǔ)上擴(kuò)大了模場(chǎng)的直徑，因此光纖的傳輸有效面積變大，這種技術(shù)的應(yīng)用能夠得到更好的信噪比，并且同時(shí)有效減小光纖的非線性效應(yīng)。

（3）對(duì)光源的譜線寬度進(jìn)行壓縮。色散對(duì)光脈沖的主要影響表現(xiàn)在經(jīng)過傳輸?shù)墓饷}沖將受到展寬，在一定的傳輸距離中，這種展寬的大小就取決于傳輸光纖的色散系數(shù)和光源發(fā)送的光波的頻譜寬度。我們選用的激光器的最主要特點(diǎn)是頻率啁啾系數(shù)比較小，這樣才能夠有效的減小傳輸線路色散的影響，若想有效的減小光源啁啾系數(shù)，可選用外調(diào)制來(lái)進(jìn)行控制。目前在WDM系統(tǒng)中，大多數(shù)的光源均為外調(diào)制激光器。

3.3 光合波與分波技術(shù)

目前，光合波與分波器在高速、大容量波分復(fù)用系統(tǒng)中起著十分重要的作用，它們性能的好壞決定著系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。合波與分波器性能指標(biāo)主要有插入損耗和串?dāng)_，WDM系統(tǒng)對(duì)它們的要求是： A、較小的信道串?dāng)_。B、較低的偏振相關(guān)。C、較小的損耗和偏差。目前新型的光器件已經(jīng)得到了大力的推廣應(yīng)用，光合波與分波技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。

3.4 網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)

所有的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)，落實(shí)到最基本的問題，都是監(jiān)測(cè)、控制和管理。對(duì)于DWDM光傳送網(wǎng)也同樣如此，網(wǎng)絡(luò)的管理技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

（1）網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)。具體內(nèi)容是控制局部或全局的故障診斷和故障節(jié)點(diǎn)和路由隔離、自適應(yīng)實(shí)時(shí)保護(hù)倒換和網(wǎng)絡(luò)自我愈合、重新置構(gòu)。

（2）管理網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)容是管理波長(zhǎng)路由和波長(zhǎng)變換的控制，光域內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無(wú)阻塞連接和重組的關(guān)鍵就在于此。

（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)及其各組成系統(tǒng)的電氣和光譜特性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具體的內(nèi)容是檢測(cè)光信號(hào)功率變化與波長(zhǎng)的穩(wěn)定情況、記錄系統(tǒng)的噪聲與非線性效應(yīng)、系統(tǒng)的傳輸色散與衰減、系統(tǒng)各單元部件的接口狀態(tài)。

4、結(jié)束語(yǔ)

DWDM技術(shù)自使用之日來(lái)就發(fā)展迅速，目前基本上已經(jīng)應(yīng)用在了所有的光纖系統(tǒng)中，對(duì)于原有的傳統(tǒng)管弦也會(huì)進(jìn)行改造，使其成為DWDM系統(tǒng)。我們分析了DWDM系統(tǒng)的各種強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用管理方法，相信在不久的未來(lái)，DWDM技術(shù)一定會(huì)給CATV帶來(lái)一個(gè)無(wú)限美好的未來(lái)。

參考文獻(xiàn)

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