技術基礎篇導引

關于波分復用（WDM）傳輸系統

瀏覽：18423 來源：通信人在線日期：2018-12-03

波分復用（WDM，Wave Division Multiplexing）按照GB/T 14733.12《電信術語光纖通信》中給出的定義是：在一根光纖內提供按光波長區分開的二個或多個信道（實際上波分復用是頻分復用（FDM）的一種形式）。

一、WDM系統的分層結構

1、WDM系統在傳輸網中的位置

波分復用（WDM）系統在傳輸網中的位置詳見下圖1-1。SDH和WDM之間是客戶層與服務層的關系。相對于WDM技術而言，SDH、PDH和ATM信號都只是WDM系統所承載的業務信號。WDM系統更接近于物理媒質層--光纖，在SDH通道層下面，構成“光通道”層網絡。根據WDM系統的發展，由于OADM和DXC結合形成了一個光層網絡--光傳送網，使在SDH電層面以下建設光網絡層面，傳送網在拓撲上分為光、電兩層面，而WDM系統則是“光網絡層”的核心。

圖1-1：WDM系統在傳輸網中的位置

2、承載SDH客戶層信號的WDM分層結構

承載SDH信號的WDM系統使用了光放大器。根據ITU-T G.803 SDH的分層結構方法，帶光放大器的SDH WDM光纜系統在SDH再生段層以下又引入了光通道層、光復用段層和光放大層（光傳送層），詳見下圖1-2。

圖1-2：WDM系統的分層結構

二、WDM系統的組成

1、邏輯組成：

承載SDH的長距離WDM系統的邏輯組成如圖2-1所示，圖中的符號含義詳見下表2-1。圖中清晰地界定了SDH再生段、光通道、光復用段、光放大（傳送）段的起止位置。其分界點是邏輯功能參考點。

圖2-1：WDM系統的邏輯組成

表2-1：WDM系統的邏輯組成圖中的符號含義

2、設備組成

根據圖2-1，WDM系統應由波分復用終端復用器（OTM，Optical Termination Multiplexer）、光分插復用設備（OADM，Optical Add/Drop Multiplexer）及REG（Regenerator）再生中繼設備和光線路放大設備（OLA：Optical Line Amplifier）等組成。

而這些設備應由不同的部件組成，根據信號傳送的需要，有些部件是必備的，有些是可選的。OTM和OADM設備一般包括合波器（OMU：Optical multiplexer）、分波器（ODU：Optical Demultiplexer）、光放大器（OA，Optical Amplifier，包括功率放大器BA、前置放大器PA）、波長轉換器（OUT，Optical Transponder Unit）、子速率復用器等部件組成。

通過上述設備組成的WDM傳輸系統的參考結構如下圖2-2所示，其光通道由若干個光放段和光復用段組成。WDM傳輸系統的復用段/光放段在工程中的配置應通過計算而得，常用的計算方法有固定衰耗法（也稱規則設計法）、簡易的信噪比計算法和專用系統計算工具計算法。

圖2-2：WDM傳輸系統的參考結構

三、WDM系統的分類

1、按OTU的運用分

WDM系統結構可根據光波長轉換器（OTU）的運用與否分為兩種類型：一種是開放式系統，即SDH信號通過波長轉換器接入波分復用系統，其SDH光接口符合G.957/G.691標準，如圖3-1-1所示，圖中Tx為具有G.957/G.691光口的SDH終端設備或數據設備；另一種是集成式系統，即SDH信號不通過波長轉換器接入波分復用系統，其SDH光接口符合G.692的要求，如圖3-1-2所示，圖中Tx、REG分別為具有G.692光口的SDH終端或數據設備、中繼設備。

圖3-1-1：開放式WDM系統

圖3-1-2：集成式WDM系統

欲更多了解光波長轉換器OTU作用的請進入。

2、按傳輸距離分

由于喇曼光放大器和超強FEC在WDM系統中的應用，WDM系統的分類和應用代碼都有所增加。可以把長途光纖傳輸系統分為常規長距離（LH，Long Haul）傳輸系統、亞超長距離（ELH，Enhanced Long Haul）傳輸系統和超長距離(ULH，Ultra Long Haul WDM)傳輸系統。在YD/T 1274中指出，傳輸距離< 1000km的WDM系統稱為LH-WDM；傳輸距離1000km~2000km的WDM系統稱為ELH-WDM；傳輸距離> 2000km的WDM系統稱為ULH-WDM。LH-WDM與ELH-WDM系統的分類和應用代碼使用基本上是相同。

欲更多了解ULH-WDM傳輸系統的請進入。

3、按波長的運用分

WDM系統可根據波長的運用，一般被分為3大類：一是密集波分復用（DWDM，Dense Wave Division Multiplexing），波長間隔小于8nm，典型的波長間隔為0.8nm；二是稀疏波分復用（CWDM，Coarse Wave Division Multiplexing），波長間隔小于50nm，典型的波長間隔為20nm（ITU建議）；三是寬波分復用（WWDM，Wide Wave Division Multiplexing）波長間隔在50nm以上。CWDM的信道間隔為20nm，而DWDM的信道間隔從0.2nm到1.2nm，所以相對于DWDM，CWDM稱為稀疏波分復用技術。WWDM使用的較少。

欲更多了解WDM傳輸系統波長劃分的請進入：DWDM；CWDM

有人把波長間隔至低于0.8 nm的DWDM稱為超密集波分復用（UDWDM，Ultra Dense Wave Division Multiplexing）。是指在一條光纖中通過進一步減少波長間隔至低于0.8 nm，復用幾百上千個波道，以進一步提高光纖容量。其波道容量較小(即細管道)但數量較多。2001年，實驗室已研究出達到273個波長、每波長40 Gbit/s的10.9 Tbit/s系統，傳輸距離為117 km。UDWDM對激光器的頻率精確性、單色性和濾波器的要求很高，價格昂貴，適用于超長距離廣域網。

欲更多了解波長運用系統的請進入：CWDM；DWDM

四、WDM系統光接口的應用代碼與應用分類

在ITU-T G.692建議中針對具有總目標距離和離散放大器間距的地面長距離應用的多通道系統定義了相應的應用及代碼和分類。包括不帶放大器的系統和帶放大器的系統。

欲詳細了解WDM傳輸系統應用代碼及應用分類的請進入：DWDM；CWDM；ULH-WDM

五、WDM系統光接口

1、WDM系統光接口的概念

ITU-T規范多通道光線路系統（WDM）接口，與定義單通道光線路系統（SDH）光接口有同樣的目的，即以便在這些系統之間提供未來的橫向兼容性，即各廠商設備的互通性。相對于SDH系統和WDM系統而言，ITU-T在定義光接口時，如果是只有一個光通道，即單光通道，其光接口就是SDH系統光接口，其滿足G.957/G. 691等建議；如果是多光通道，其光接口就是WDM系統光接口，其滿足G.692建議。