WDM系统的关键技术-世讯电科融合通信

I ) 光源技术
光源用于产生激光或荧光，是构成光纤通信系统的关键器件。当前，应用千光纤通信的光源有半导体激光器和半导体发光二极管。在 WDM 系统中，采用的是性能良好的激光器来作为通信光源，如分布反馈型激光器( DFB) 、分布布拉格反射激光器( DBR) 、多波长光纤环形激光器以及波长可调谐半导体激光器等几种类型。
一方面，由于 WDM系统的工作波长较为密集，波长间隔一般为几纳米到零点几纳米，这就要求激光器必须具有十分狭窄的频谱宽度与非常稳定的发射波长。另一方面，由于采用了光放大器 WDM 系统的无电再生中继长度已经从 50 - 60km 增加到了500 - 600km, 这就不但要求传输系统的色散受限距离要大大延长，而且要求 WDM 系统必须使用技术更为先进的、性能更为优越的激光器作为光源，以克服光纤的非线性效应，如受激拉曼散射效应、交叉相位调制效应和自相位调制效应等。
总之，应用于 WDM 系统的光源，必须具备波长稳定性好、精确度高且便于集成、有比较大的色度色散容量、可靠性高、成本低等特点，而且还需要波长稳定与监测技术与之相配套。
2) ) 光波长转换技术
根据接口方式的不同，WDM 系统分为集成式和开放式两种系统结构，集成式的 WDM 系统的复用终端具有满足 I TU- TG. 692 的光接口和标准的光波长，无需采用光波长转换技术。而开放式的 WDM 系统对复用终端的光接口没有特殊要求，只需将复用终端的光信号波长转换为指定的波长。完成波长转换的器件称为波长转换器( OTU ) , 它除了可以将非标准的波长转换为 ITU - T 692 所规范的标准的波长外，还能够根据需要来增加定时再生功能。
无定时再生功能的波长转换器( OTU ) 由一个光／电转换器( O/ E ) 和一个电／光转换器( E/ 0 ) 组成，来实现光—电—光( O- E - 0 ) 的变换过程，适应于较短距离的传输，以完成波长转换为目的，如图一所示。

图一无定时再生功能的OTU

目前的光纤通信技术还不能实现长距离的全光传输，在实际用于长距离传输的DWDM 系统中，每经过一定的距离就需要把光信号转换成的电信号进行再生放大，以保证信号的完整性。为此，通常在 OTU 的光／电转换器和电／光转换器之间加入定时再生电路，实现对信号的中继放大，其原理图如图二所示。

图二无定时再生功能的OTU

DWDM系统中采用的光波长转换器应满足的基本要求为：CD 比特率透明；(1)对输入信号的偏振状态的敏感度不强；(2)输出的信号具有较高的光信噪比和良好的频谱特性，以保证足够的再生传输距离。
3) 光波分复用和光解波分复用技术
在整个 WDM 系统中，最关键的部件就是光波分复用器件，即光波分复用器和光解波分复用器（又称合波器和分波器）。光波分复用器件实际上就是光学滤波器，其功能是将多个不同波长的光信号复合起来送入一根光纤中进行传输，或将一根光纤中所传送的不同波长的光信号进行分解，最后送入各自相应的接收机中。
光波分复用器／解波分复用器的性能优劣直接影响着 WDM 系统的传输质量。
WDM系统对其性能的基本要求是通道的插入损耗低且损耗偏差小、隔离度较高、通带内损耗平坦、温度的稳定性好、复用通路数目多、通路间的偏振相关性小和较高的分辨率等。
目前，在 WDM 系统中应用广泛的主要有介质膜滤波器型光波分复用器和光栅型光波分复用器。早期的 WDM系统中，由于波道数较少，故多采用介质膜滤波器型光波分复用器，其优点是插入损耗小，缺点是分离间隔为 l run 左右的波长较困难。后来经改进制膜方法，可以分离间隔为 l run 的波长，一般应用在 1 6 个通道以下的 DWDM 系统。但随着 WDM 技术的发展，制膜方法仍需进一步改进。光栅型光波分复用器是由光纤阵列、透镜和光栅构成的，其中心波长随温度变化的漂移很小，只有 0. OOlrun/"C, 故无需温度控制。若采用波导阵列来代替光纤阵列还可以使其体积缩小。
4 ) 光放大技术
光放大技术是通过光放大器( OA ) 来实现的，光放大器是一种不需要进行光— 电— 光转换而直接对复用后的光信号进行放大的有源器件。一般情况下，光波分复用器的插入损耗较大，再加上光纤传输过程中的损耗，使得 WDM 系统的传输距离大大减小，满足不了实际需求。应用光放大器，能够高效补偿光功率的在传输过程中的损耗，不但可以延长通信系统的传输距离，使 WDM 系统的传输距离达到常规要求，而且还可以实现超长距离的传输，扩大用户分配网的覆盖范围。光放大器是新一代长距离、高速率、大容量的通信系统和用户接入网的重要部件，是大容量DWDM 系统必不可少的关键部件。
WDM 系统对光放大器的主要要求：心较高的增益；(1) 较宽的带宽；(2) 较低的噪声系数等。目前主要有两类光放大器，即光纤放大器和半导体放大器，每类又分为不同的应用结构和形式。其中，掺饵光纤放大器( EDFA) 由千其高增益、高输出、宽频带和低噪声等优点在 WDM 系统中得到了广泛应用。

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