課程設(shè)計(jì)（論文）-dwdm密集波分復(fù)用

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1、第一章緒論1.1引言進(jìn)入90年代，光通信技術(shù)的發(fā)展越來越快。SDH(同步數(shù)字傳輸體制)以其世界統(tǒng)一的光接口、完全同步傳輸、強(qiáng)大的網(wǎng)管功能和環(huán)狀自愈能力等優(yōu)點(diǎn)，全面取代了PDH。同時(shí)，SDH既可承載ATM，也可采用POS接口通過PPP協(xié)議實(shí)現(xiàn)IPOverSDH。目前，一種新技術(shù)：EthernetOverSDH已經(jīng)商用化，特點(diǎn)是將以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀直接映射進(jìn)SDH的幀結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)無連接機(jī)制，各節(jié)點(diǎn)共享帶寬，較之POS有更高的效率。因此，SDH仍為目前公共數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的最佳體制。提高每根光纖所傳SDH信號速率的方法有時(shí)分復(fù)用TDM和波分復(fù)用WDM

2、兩種。目前時(shí)分復(fù)用的SDH體制，其線路傳輸速率從STM－16(2488Gbps)發(fā)展到STM－64，STM－256的產(chǎn)品已進(jìn)入測試階段，如朗訊公司的WaveStar40GExpress和阿爾卡特公司采用Q－DST技術(shù)的40G設(shè)備。但最為成熟的還是STM－16。1.2現(xiàn)代通信現(xiàn)狀及需求我們知道，在網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)期，工程設(shè)計(jì)人員必須對網(wǎng)絡(luò)未來的帶寬需求作出合理的估計(jì)。目前，美國等地區(qū)鋪設(shè)的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)對帶寬的需求估計(jì)都是來源于古典的工程公式概算，比如泊松（Poisson）概率分布模型等。結(jié)果呢，網(wǎng)絡(luò)所需帶寬量的估測值通常按照某種統(tǒng)計(jì)假設(shè)條件給出，例如，在一個(gè)小時(shí)之

3、內(nèi)只會使用6分鐘的網(wǎng)絡(luò)帶寬。然而，這一數(shù)學(xué)模型并沒有考慮到由于Internet接入（這一業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)流量的年增長率是300%）、傳真、多條電話線路、調(diào)制解調(diào)器、電話會議、數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量。如果考慮到這些因素，網(wǎng)絡(luò)帶寬的用戶使用模型就和現(xiàn)有的設(shè)計(jì)初期估計(jì)大大不同了。實(shí)際上，在今天的日常生活中，許多人平均使用網(wǎng)絡(luò)帶寬的時(shí)間是180分鐘甚至超過1個(gè)小時(shí)！????顯而易見，運(yùn)營商們迫切地需要大量的網(wǎng)絡(luò)容量來滿足顧客日益增長的服務(wù)需求。據(jù)估計(jì)，僅在1997年，通過一對光纜傳輸?shù)拈L途電話的帶寬容量就增加到了1.2Gbps（百萬比特每秒）。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速度以Gb

4、ps單位計(jì)算的時(shí)候，每秒鐘可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸1000本圖書的信息?？墒?，到了今天，假如有1百萬個(gè)家庭希望觀賞網(wǎng)站上推出的視頻節(jié)目或者使用新出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用。???從1994年到1998年，美國長途交換網(wǎng)營運(yùn)公司(IXC)的網(wǎng)絡(luò)容量會增長7倍，而美國的本地交換網(wǎng)營運(yùn)公司（LEC）的網(wǎng)絡(luò)容量會增長4倍?？墒聦?shí)上呢，現(xiàn)在已經(jīng)有公司估計(jì)其網(wǎng)絡(luò)容量會比往年增長32倍，而另一家公司單單在1997年的網(wǎng)絡(luò)新增容量就達(dá)到了它在1991年的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。還有家公司聲稱，其網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模在未來4年內(nèi)將達(dá)到每半年擴(kuò)張一倍的增長速率。運(yùn)營商要想在商業(yè)運(yùn)營上獲得成功，其中的一個(gè)關(guān)鍵要旨就是需要

5、一個(gè)統(tǒng)一的承載平臺，這個(gè)平臺能夠統(tǒng)一承載各種通信技術(shù)并且同這些通信技術(shù)接口，而且，該平臺還應(yīng)該讓運(yùn)營商具備能把當(dāng)前和新一代技術(shù)集成起來的能力。17第二章DWDM系統(tǒng)的構(gòu)成及原理分析2.1DWDM系統(tǒng)的構(gòu)成以及工作原理DWDM系統(tǒng)包括光放大器OA、光復(fù)用器OMU、光解復(fù)用器ODU、光波長轉(zhuǎn)換器OTU和光監(jiān)控系統(tǒng)OSC以及光分插復(fù)用器OADM等。整個(gè)光復(fù)用段包括兩個(gè)端站和若干個(gè)中繼站，全段均為光信號，不需進(jìn)行電的再生。波分復(fù)用即在一根光纖上采用頻分復(fù)用技術(shù)，承載若干不同頻率點(diǎn)的光信號。當(dāng)光波的間隔不大于100GHz時(shí)，稱密集波分復(fù)用DWDM。由此可見，WDM并非新技術(shù)

6、；但DWDM的實(shí)用化完全得益于光放大器、光無源器件和光纖本身的技術(shù)進(jìn)步。目前DWDM每個(gè)波長所載的均為TDM和SDH信號，IPoverDWDM技術(shù)正在飛速發(fā)展中，將來IP可與SDH一起工作于同一個(gè)DWDM系統(tǒng)中。由于DWDM在整個(gè)光復(fù)用段不需進(jìn)行電的再生，所以系統(tǒng)的監(jiān)控信息不能利用SDH的開銷來傳送。需要設(shè)一個(gè)光波長來傳輸網(wǎng)管和監(jiān)控信號，但該波長不能占用工作波長。2.2各構(gòu)成部分的詳細(xì)作用2.21光放大器OA的作用光放大器（OA），特別是摻鉺光纖放大器（EDFA），是光網(wǎng)絡(luò)中最普通的器件。而且OA與DWDM技術(shù)結(jié)合使用后，可以在超長途和長途陸地網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)高容量傳輸

7、。在這些網(wǎng)絡(luò)中，OA的主要作用就是：補(bǔ)償信號在光纖中傳輸時(shí)的損耗。17例圖2.21-1和圖2.21-2圖2.21-1圖2.21-22.22光復(fù)用器OMU的作用　光復(fù)用器OMU完成不同波長光信號的頻分復(fù)用，光解復(fù)用器ODU則完成光信號的解頻分復(fù)用。OMU/ODU也稱光分波/合波器，是DWDM系統(tǒng)的核心器件，其主要指標(biāo)有插入損耗、串?dāng)_、偏振相關(guān)損耗等。光合波/分波器主要有光柵型(FiberGrating)、光纖熔錐耦合型(FusedBicomical)、陣列波道光柵型(ArrayWaveguideGrating)和多腔介質(zhì)模濾波型(Multi－CavityDielec

8、tricT