光波分复用系统(WDM)技术要求
提要 对1.6Tbit/s与800Gbit/s光波分复用系统进行了概括和描述 ，，，， ，，，介绍了该系统波长散布领域、波分复用器件的要求、系统分类以及光安全过程要求。 。。。。 。。同时 ，，，， ，，，对系统所利用的新技术 ，，，， ，，，如喇曼放大器、色散赔偿技术等做了描述。 。。。。 。。
关键词 波分复用(WDM) 喇曼放大器 色散赔偿
一、引言
在从前几年中 ，，，， ，，，WDM技术使得光纤丰硕的带宽资源得以开发利用。 。。。。 。。然而 ，，，， ，，，2.5Gbit/s或10Gbit/s的WDM信号经过400-600km传输后 ，，，， ，，，还必要进行电再生中继。 。。。。 。。整个系统结构复杂 ，，，， ，，，成本昂贵。 。。。。 。。若何在实现全光传输的前提下 ，，，， ，，，降低传输成本 ，，，， ，，，耽搁传输距离 ，，，， ，，，是一个急需解决的问题。 。。。。 。。 在超长距传输环境下 ，，，， ，，，引入了很多新的技术 ，，，， ，，，如选取喇曼放大器。 。。。。 。。在传输过程中 ，，，， ，，，进行波形治理、功率治理、色散治理 ，，，， ，，，以及信号编码选取RZ编码和超强FEC等技术。 。。。。 。。信号在无电中继传输的距离达到3000km ，，，， ，，，在尝试室甚至达到了10000km。 。。。。 。。鉴于国内表WDM技术发展迅速 ，，，， ，，，1.6Tbit/s与800Gbit/s的WDM设备已经有商用化产品 ，，，， ，，，并在干线网络上有现实利用。 。。。。 。。为了给研造和运营部门提供技术凭据 ，，，， ，，，在以往WDM尺度基础上 ，，，， ，，，造订了《光波分复用系统(WDM)技术要求--1.6Tbit/s部门与800Gbit/s部门》。 。。。。 。。
二、光波分复用系统(WDM)技术尺度介绍
我国于1997年在省际干线(西安－武汉)引入第一条WDM系统(Lucent公司的8*2.5Gbit/s系统),从此揭开了WDM系统在中国大规模利用的序幕 ，，，， ，，，WDM技术系列尺度的钻研和造订也正式起头。 。。。。 。。1999年 ，，，， ，，，我国第一个针对WDM技术的尺度--《光波分复用系统总体技术要求暂行划定》(YDN120--1999)正式颁布 ，，，， ，，，尺度中对8*2.5Gbit/sWDM系统及16*2.5Gbit/sWDM系统的技术要求进行了规范。 。。。。 。。2000年 ，，，， ，，，颁布了《光波分复用系统(WDM)技术要求--32*2.5Tbit/s部门》(YD/T1060--2000)。 。。。。 。。2000年对于中国WDM技术发展和利用是一个新的里程碑。 。。。。 。。从1997-1999年间 ，，，， ，，，基于2.5Tbit/sSDH系统的职位受到了严沉挑战 ，，，， ，，，以中国电信为代表的运营商起头全面转向SDH10Gbit/s与WDM320Gbit/s系统 ，，，， ，，，基于10Gbit/sWDM系统起头成为传输系统的主流。 。。。。 。。从2000年起头 ，，，， ，，，对基于单波长为10Gbit/s的WDM系统的尺度造订起头迅速发展。 。。。。 。。其时 ，，，， ，，，正逢中国电信对10Gbit/sSDH和320Gbit/sWDM的选择测试。 。。。。 。。经过对现实设备及系统的测试 ，，，， ，，，以及与各运营商和国内表厂家单元进行宽泛的技术互换 ，，，， ，，，造订出了《光波分复用系统(WDM)技术要求--1.6Tbit/s部门与800Gbit/s部门》(YD/T1143-2001)。 。。。。 。。
《光波分复用系统(WDM)技术要求--1.6Tbit/s部门与800Gbit/s部门》是为了适应超长距WDM系统的利用而造订的 ，，，， ，，，该尺度划定了1.6Tbit/s和800Gbit/s的WDM系统技术要求。 。。。。 。。
1.尺度的合用领域
该尺度给出的具体参数针对160路与80路的点到点线性WDM系统 ，，，， ，，，承载信号为SDH STM-64系统或10Gbit/s以太网信号 ，，，， ，，，即1.6Tbit/s和800Gbit/s的WDM系统。 。。。。 。。划定的参数蕴含波长区划分、波分复用器件的要求、光接口参数、波长转换器(OTU)的要求、OADM要求及网管要求等。 。。。。 。。光放大器和主光通路的参数合用于单方面向使用增益领域为192.1-196.1THz和186.95-190.90THz的光放大器 ，，，， ，，，波长距离最幼为50GHz。 。。。。 。。该尺度合用于2000km以内的远程传输。 。。。。 。。对于不选取喇曼放大器 ，，，， ，，，选取非NRZ调造方式达到1000-2000km距离传输的系统不在尺度领域之内。 。。。。 。。 此表 ，，，， ，，，该尺度对于WDM系统利用的新技术、向前纠错(带内和带表)的职能、喇曼放大器的利用、梳状滤波器及色散赔偿技术都作了相应的规范。 。。。。 。。
2.1.6Tbit/s和800Gbit/sWDM系统波长散布
1.6Tbit/s的WDM系统在C波段的基础上 ，，，， ，，，启用新的波长区段--L波段 ，，，， ，，，C+L波段共160个波长 ，，，， ，，，波段内的波长距离为50GHz。 。。。。 。。C波段的波长散布领域为191.80-196.05THz(1529.16-1563.05nm) ，，，， ，，，该领域内共有86个波长,建议优选192.10-196.61nm)这80个波长。 。。。。 。。L波段的波长散布领域为186.95-190.90THz(1570.42-1603.57nm)。 。。。。 。。 由于波长数量增多 ，，，， ，，，相邻波长的距离削减。 。。。。 。。1.6Tbit/sWDM系统对激光器的不变性要求越发严格 ，，，， ，，，划定最大中心频率偏移为GHz(约为0.04nm) ，，，， ，，，而320Gbit/sWDM系统的要求为2.5GHz(约为0.1nm)。 。。。。 。。最大中心频率偏移为寿命终了值 ，，，， ，，，即在系统设计寿命终了时 ，，，， ，，，思考了温度、湿度等各类成分仍能满够数值。 。。。。 。。
基于C+L波段80通路的WDM系统 ，，，， ，，，用于超过1500km长距离传输时 ，，，， ，，，能够别离选取C波段的40个波长和L波段的40个波长 ，，，， ，，，波段内的波长距离为100GHz。 。。。。 。。
现实利用的1.6Tbit/s系统中 ，，，， ，，，C波段和L波段是齐全分隔的 ，，，， ，，，其中C波段和L波段各具80个波长。 。。。。 。。而C波段和L波段内80波的 ，，，， ，，，能够通过梳状滤波器将两个基础波长距离为100GHz40波复用器交错复用组成 ，，，， ，，，也能够直接选取50GHz距离的复用器件组成。 。。。。 。。
选取梳状滤波器规划 ，，，， ，，，要实现C波段80波的复用 ，，，， ，，，必要2个C波段复用器(其中两个波段相邻波长的差距为50GHz)和1个梳状滤波器(C-Interleaver)。 。。。。 。。梳状滤波器是一个3端子器件 ，，，， ，，，两个输入端是两路波长距离均为100GHz的40波群路信号 ，，，， ，，，输出端则为波长距离为50GHz的80波信号。 。。。。 。。在通过波分复用器或耦合器将C波段的80波和L波段的80波复用为160波的系统。 。。。。 。。
为了确保大容量WDM系统的机能 ，，，， ，，，要求波分复用器件插入损耗幼 ，，，， ，，，距离度大 ，，，， ，，，带内平展 ，，，， ，，，带表插入损耗变动峻峭 ，，，， ，，，温度不变性好 ，，，， ，，，尺寸幼等。 。。。。 。。目前的复用器／解复用器通常是以40波为根基单元 ，，，， ，，，相邻通路距离为100GHz ，，，， ，，，在技术实现上较为成熟。 。。。。 。。当复用通路数为80个时 ，，，， ，，，相邻通路距离为50HGz ，，，， ，，，这时对复用器件隔离度的要求就越发严格了。 。。。。 。。
3.喇曼放大器的利用
超长距WDM系统中的光放大器除了利用传统意思上的掺铒光纤放大器表 ，，，， ，，，最重要的是对喇曼放大器的利用。 。。。。 。。掺铒放大器的增益取决于掺杂元素的浓度 ，，，， ，，，而喇曼增益取决于泵浦光功率、泵浦光波长和信号光波长之间的波长差值。 。。。。 。。喇曼放大器当场取材 ，，，， ，，，利用干线光纤作为工作的媒质。 。。。。 。。其增益个性还取决于光纤的机能 ，，，， ，，，如对泵浦光的吸收能力、光纤有效面积等。 。。。。 。。
选取喇曼放大器的系统 ，，，， ，，，每通路光信号的发送功率较低。 。。。。 。。而输出光功率的降低 ，，，， ，，，使得每个通路经过线路放大器后 ，，，， ，，，信号得到放大的同时 ，，，， ，，，所引入的非线性损耗降低 ，，，， ，，，这样使得信号尽可能以线性模式(如准线性模式)传输。 。。。。 。。因而 ，，，， ，，，输出信号的光信噪比增大 ，，，， ，，，从而保障在没有电再生中继设备的前提下 ，，，， ，，，信号能够传输更远的距离。 。。。。 。。
对于选取喇曼放大器的800Gbit/s和1.6Tbit/sWDM系统 ，，，， ，，，其光接口参数有N(22dB长距离距离)与M(30dB(甚长距离距离)两种。 。。。。 。。由于喇曼放大器有肯定的增益 ，，，， ，，，线路损耗由EDFA和喇曼光放大器共同承担 ，，，， ，，，其成效等级于两极光放大器(EDFA+REMAN)串联。 。。。。 。。由于后一级喇曼放大器拥有较幼的噪声系统 ，，，， ，，，其等效噪声系数相应削减。 。。。。 。。
在利用喇曼放大器的系统中 ，，，， ，，，为了实现光纤非线性效应 ，，，， ，，，喇曼泵谱源输出功率必须很高 ，，，， ，，，处于安全思考 ，，，， ，，，其总输出功率必须幼于+29dBm(800mw)。 。。。。 。。由于喇曼泵谱源的高功率 ，，，， ，，，必须保障相应衔接部门的清洁 ，，，， ，，，这对运行守护提出了很高的要求。 。。。。 。。不能让喇曼放大器的泵谱源功率输出袒露在空间 ，，，， ，，，光纤堵截时 ，，，， ，，，系统应拥有喇曼泵谱源自动关关职能 ，，，， ，，，以预防对人体造成中伤。 。。。。 。。
对80/160路WDM系统 ，，，， ，，，当逐路增长承载的通路数量时 ，，，， ，，，不应影响其它通路的机能。 。。。。 。。当同时增长多个通路时 ，，，， ，，，系统也应不受影响。 。。。。 。。当运行中增长或削减承载的通路数量时 ，，，， ，，，系统的各项参数应能够进行自动调整 ，，，， ，，，不必要进行其他任何硬件或软件的扭转。 。。。。 。。对于光放大器(蕴含EDFA+喇曼放大器)增益的调整 ，，，， ，，，能够基于单个光放大器或整个规复用段进杏祝 。。。。 。。单个光放大器的增益调整功夫幼于50ms ，，，， ，，，整个规复用段全数光信号调整实现功夫应幼于60s ，，，， ，，，蕴含各个波长的发送功率、预平衡和全数光放大器的增益调整功夫。 。。。。 。。
4.系统分类
由于喇曼光放大器在WDM系统的利用和超强FEC的利用 ，，，， ，，，1.6Tbit/s与800Gbit/s系统的分类和利用代码增长 ，，，， ，，，超长距传输系统分为通例LH(Long haul)长距离传输系统、亚超长传输系统ELH(Enhanced long haul)和超长传输系统ULH(Ultra-long haul)。 。。。。 。。对于传输距离幼于1000kmWDM系统称为通例长距离传输系统 ，，，， ，，，传输距离在1000-2000km系统称为亚超长传输系统 ，，，， ，，，传输距离大于2000kmWDM系统成为超长传输距离系统。 。。。。 。。
对于亚超长传输系统 ，，，， ，，，又能够分为波长距离100GHz系统与波长距离为50GHz系统。 。。。。 。。对于必要亚超长距离传输的波长并不必要那么多 ，，，， ，，，为了尽可能达到更远的距离 ，，，， ，，，则对于亚超长距离传输WDM系统 ，，，， ，，，允许进行波长距离100GHz的传输。 。。。。 。。
800Gbit/s和1.6Tbit/s的系统分类如下：
(1)没有喇曼放大器 ，，，， ，，，只有通例带表FEC的80/160波WDM系统 ，，，， ，，，界说有8*22dB和3*30dB两种光接口。 。。。。 。。
(2)拥有通例FEC与喇曼光放大器的80/160波WDM系统(50GHz距离) ，，，， ，，，界说有14*22dB与6*30dB两种光接口。 。。。。 。。
(3)拥有通例FEC与喇曼光放大器的80波WDM系统(100GHz距离) ，，，， ，，，界说有20*22dB与8*30dB两种光接口。 。。。。 。。
(4)拥有超强FEC与喇曼光放大器的80/160波WDM系统(50GHz距离) ，，，， ，，，界说有18*22dB与7*30dB两种光接口。 。。。。 。。
(5)拥有超强FEC与喇曼光放大器的80波WDM系统(100GHz距离) ，，，， ，，，界说有25*22dB与9*30dB两种光接口。 。。。。 。。
在这里 ，，，， ，，，传输距离最远的系统 ，，，， ，，，界说的是最拥有超强FEC与喇曼光放大器的80波WDM系统(100GHz距离) ，，，， ，，，传输距离为2000km。 。。。。 。。由因而多波长系统 ，，，， ，，，必要思考沿途某些站点对波长高低的需要 ，，，， ，，，因而会产生对OADM利用的需要。 。。。。 。。OADM的出现会削减区段的数量 ，，，， ，，，与传输距离的远近无关。 。。。。 。。为保障接受机的正常接受 ，，，， ，，，对于选取通例带表FEC的WDM系统 ，，，， ，，，在主光通路接管点(MPI-R) ，，，， ，，，光接口光信噪比为20dB。 。。。。 。。选取超强带表FEC的WDM系统 ，，，， ，，，光接口光信噪比为18dB。 。。。。 。。
5. 色度色散赔偿
对于超长距离的传输 ，，，， ，，，色散是一种重要线性赔偿对象 ，，，， ，，，通常都选取DCF色散赔偿光纤技术。 。。。。 。。目前 ，，，， ，，，选取2个色散赔偿模？？？？？楸鹄肱獬/L波段信号。 。。。。 。。对于超过1000km的传输 ，，，， ，，，为了实现精确赔偿 ，，，， ，，，不排除选取多个色散斜率赔偿模？？？？？槎悦扛鲎硬ǘ谓信獬ァ 。。。。 。。 由于G.652光纤和G.655光纤在1550nm窗口是正色散 ，，，， ，，，因而WDM系统在此光纤上使用的色散赔偿光纤重要为负色散的DCM模？？？？？ ，，，， ，，，此模？？？？？樵谝欢尉嗬胫蠖杂诜制绲牟ǔご陀敕制绲纳⑴獬ァ 。。。。 。。色散赔偿模？？？？？橥ǔＳ糜诜⑺投斯Ψ拧⑾呗饭夥藕徒庸芏嗽し诺闹醒爰 ，，，， ，，，其赔偿准则凭据光功率预算的了局而定。 。。。。 。。
由于G.652/G.655光纤都有肯定斜率 ，，，， ，，，有可能会在一个频段内造成比力大的色散差距。 。。。。 。。要赔偿这些斜率 ，，，， ，，，DCF光纤也要有相应的斜率散布。 。。。。 。。在C/L频带内 ，，，， ，，，在一个规复用段内 ，，，， ，，，赔偿后渣滓色散差距应幼于500ps/nm。 。。。。 。。 6.自动光功率降低(APR)和自动激光关断(ALS)过程
光缆堵截、设备失效及光衔接器拔出等均会导致光功率迷失。 。。。。 。。出于安全的思考 ，，，， ，，，在主光通路一个光段内光功率迷失的情况下 ，，，， ，，，必要系统执行ALS与APR过程。 。。。。 。。功率削减后 ，，，， ，，，渣滓的所有通路的功率(蕴含由光监控通路OSC来的功率)削减10dBm水平以内 ，，，， ，，，不排除光放大器的齐全关关。 。。。。 。。为便于在链路沉新衔接好后系统能容易的复原 ，，，， ，，，同时思考执行自动(某人为)沉启动过程。 。。。。 。。对于带喇曼增益型的光放大器 ，，，， ，，，WDM系统也必须满足同样的光安全要求 ，，，， ，，，并必须保障在APR过程中对喇曼泵浦也进行光安全过程处置。 。。。。 。。
三、实现语
在今后的光网络建设中 ，，，， ，，，必将会晤对大容量、超长距离(1000km以上)的信号传送问题。 。。。。 。。<光波分复用系统(WDM)技术要求--1.6Tbit/s 部门和800Gbit/s部门>的造订 ，，，， ，，，为我国1.6Tbit/s 部门和800Gbit/sWDM系统的研造、出产、工程利用及入网测试给出了统一的技术凭据 ，，，， ，，，为科研和网络建设提供了尺度和规范。 。。。。 。。
