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波分复用技术超长距离传输


近年来,波分复用技术主要朝超长距离和大容量传输两个方向发展,鉴于超长距离传输的市场需求和网络趋势,超长距离传输的解决方案。

超长距离传输相关技术

超长距离传输受到色散效应、非线性效应等物理障碍的限制。为了完成超远距离传输,必须在终端和线路两个方面采取相应技术进行处理。

长距离传输电域处理技术

当动态光路由要求与长距离传输要求同时出现时,仅仅依靠终端调制技术来提高色散容限有时仍不能解决问题。此时,可以考虑采用电域处理方式,辅助提高系统的色散容限。

电色散补偿是将光域DCM模块色散补偿的功能转移到电域来处理,通过采用有限冲击响应滤波器(FIR)等技术,把在光纤中远距离传输的光信号经光电转换成电信号后作均衡处理的一种新方法。目前,已知的电域色散补偿的处理方法有前向均衡技术(FFE)、后向均衡技术(DFE)、最大似然序列估计(MLSE),FFE与DFE也可以级联起来使用。

WDM系统传送的光是不可见光,但它们都在一根光纤中传输,每束光占用了一段带宽,各自无干扰地传输,在接收端采用解复用器(等效于光带通滤波器)将各种颜色的光信号分开。由于在光域上信号频率差别比较大,人们更喜欢采用波长来定义频率上的差别,因而称为波分复用。WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术。每个波长通路通过频域的分割实现,每个波长通路占用一段光纤的带宽。WDM系统采用的波长都是不同的,也就是特定标准波长,为了区别于SDH系统普通波长,有时又称为彩色光接口,而称普通光系统的光接口为“白色光口”或“白光口”。      

人们在谈论WDM系统时,有时会谈到DWDM。WDM和DWDM是在不同发展时期对WDM系统的称呼。在20世纪80年代初,人们想到并首先采用的是在光纤的两个低损耗窗口1310nm窗口和1550nm窗口各传送1路光波长信号,也就是1310nm、1550nm两波分的WDM系统。随着1550nm窗口EDFA的商用化,WDM系统的相邻波长间隔变得很窄(一般小于1.6nm),且工作在一个窗口内,共享EDFA光放大器。

为了区别于传统的WDM系统,人们称这种波长间隔更紧密的WDM系统为密集波分复用系统。所谓密集,是指相邻波长 间隔而言,过去WDM系统是几十nm的波长间隔,现在的波长间隔只有0.4-2nm。密集波分复用技术其实是波分复用的一种具体表现形式。如果不特指1310nm、1550nm的两波分WDM系统外,人们谈论的WDM系统就是DWDM系统。  WDM系统除了极大地提高传送容量外,还可以降低系统成本,其主要特点是:

(1)可以节约成本。EDFA的透明性可以同时放大多路波长,从而大大减少SDH再生器的数目,降低系统成本。在国家骨干网的传输时,距离越长节省成本越多。特别适合于国土庞大的国家。

(2)提高系统的可靠性。由于WDM系统大多数是光电器件,而光电器件的可靠性很高,因此系统的可靠性也可以保证。

(3)可以提高承载信号的传输性能。由于WDM系统大大减少了电子电路的处理,特别是SDH再生中继器的使用,因此,减少了抖动的积累,另外WDM系统良好的光路设计可以保证SDH客户信号无误码运行。

(4)可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍。

(5)波分复用通道对数据格式是透明的,即与信号速率有电调制方式无关。一个WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号,ATM,IP或者将来有可能出现的信号,WDM系统完成的是透明传输,对于“业务”层信号来说,WDM的每个波长就像“虚拟”的光纤一样。     

WDM技术并不能保证信号无限距的全光中继传输,目前,2.5G或10G的WDM信号经过400-600多km传输后,还需要进行电再生中继,依赖电再生设备保证传输进行再生后重新进行传输,但不可避免的是整个系统结构复杂,成本昂贵。

在长距离传输系统中,再生中继是加大成本投入的代名词。所谓电再生距离指的是在两个电再生站之间所能传输的最长距离。对于普通WDM系统来说,一般每经过80km有1个光放大器EDFA对信号进行光放大,要保持比较长的电再生距离,必须尽可能地容许光传送段的段数。这样可以大大减少光电转换次数,从而减少系统成本。

对于WDM系统传输来说,目前对传输距离造成限制的主要因素是:光信噪比OSNR、色散和非线性。色散的问题可以通过色散补偿光纤完成。光信噪比OSNR的受限是通过RAMAN放大器、超强FEC技术的引进而解决的。

超长距离传输是向光传输迈出的重要一步,也是RAMAN放大器、超强FEC、色散补偿等新技术应用发展的必然结果,超长距离传输将大大降低传输成本,提高系统的传输质量和可靠性。特别对于中国这样田土面积庞大的国家,该技术有着广阔的市场和应用前景。



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