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密集波分复用系统的结构

2015-3-25 08:36| 编辑:电工学习网| 查看: 10311| 评论: 0

    密集波分复用技术应用于光纤通信系统中时,通常采用三种典型的结构,即点对点传输、广播式分配网和多路多址局域网.
    1.点对点传输方式
    (l).系统结构
    在图8-13中给出了点对点的传输方式的系统结构,与图8-1比较,可以看出其结构相同,但由于DWDM方式下,各信道的波长间隔小于0.8 nm,与波分复用方式比较,可传输的信道数目更多,频带利用率更高.然而在采用DWDM的点对点传输方式时,诸如信道间隔、光纤带宽和光纤损耗都直接对系统容量产生影响,下面分析其影响程度.
    (2)信道间隔
    当DWDM系统的数目愈多时,信道间的波长间隔也就愈窄,这样信道与信道之间更易存在相互干扰,严重时影响系统的传输质量,因而系统中所选用的信道间隔必须满足最小信道间隔的要求,通常对于强度调制一直接检波的方式的光信号,在进行光频分复用时,要求信道间隔大于0.8nm,而对以相干检测方式的光信号,则要求信道间隔可以小到只有信道码速率的5~6倍,即几吉赫兹.
    (3)光纤带宽
    目前在1.55 μm附近的光纤低损耗窗口可以做到120 nm的宽度,如果采用相干检测方式,信道间隔在码率为2Ghit/s下可以小到10GHz,则可以在120 nm范围内进行l500个信道的复用,这样有效码率达到2 Gbit/s×l 500=3 Tbit/s.如果再与光放大器结合起来使用,则可以克服由光纤损耗而引起的对中继距离的限制,从而大大提高系统的容量和传输距离.
    2.广播式分配网络
    图8-14为广播式分配网络的典型结构,从图中可以看出,由于每一信道使用了不同频率的光载波信号,这样在发送端便可以通过利用星型耦合器,将不同频率的光信号按一定顺序排列,使之成为DWDM多路信号.该信号经光纤传输之后,在接收端被分配给所有的接收杌,这样每个接收机可以通过调谐来随意选择各信道信号.
图8一14广播式分配网络结构示意图
    到目前为止,已经对DWDM广播式分配网络进行了大量的实验研究,最早的实验是在1 986年进行的,实验中采用了IM/DD方式,并利用8×8星型耦合器,这样将间隔为l 5 nm的七个信道的信号进行分配,而在接收端利用机械调谐的10 nm带宽的滤波器进行波长选择,其调谐范围为400 nm,每一路码率达到280 Mbit/s.随着集成光学技术的不断发展,星型耦合器可以做到128×128,这样在采用相干检测情况下,信道间隔可小到6 GHz,从而使信道数目达到l00,也使人们看到了为数目量大的用户提供服务的可能性.
    通常在对不同波长光信号进行复用和分配过程中,会引入插入损耗和分配损耗,就目前的工艺水平而言,插入损耗可以做到很小,而分配损耗却随用户数目的增加而增加,所以用户数目常要求限制在100以内.但根据现有资料显示,如果利用光放大器来补偿光功率的损失,那么在527 km范围内,可以将有效码率39.81 Gbit/s的信号分配给4.38千万个用户,从而大大增加了用户数目.
    3.多路多址局域网络
    图8-15是多路多址局域网络的结构示意图,从图中可以看出,该网络是利用N×N星型耦合器,将N个通信节点联系在一起,每一节点中具有一个不同的发射波长λi和一个能够接收所有发射波长的接收机,这样每一节点既能向所有节点发送信息,又能通过采用波长可调滤波器或衍射光栅分波器,把N个波长信道分开,并送入N个光接收器,再由节点处理后送人用户,从而达到接收网络中的所有用户传输信息的目的.
    这种网络结构具有很多的优点,它可用于点对多点的大流量的通信,同时网络中传输的各载波信息彼此独立,互不相关,而且每一载波信息可以采用不同的调制方式(数字或模拟)和不同的码率.据有关报道,曾利用该种网络结构进行了一个具有1 8个节点,网径为57.8km的实验,每一节点发射机的码率为1.5 Gbit/s,使得网络的有效码速达到27 Gbit/s.

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