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光纤通信技术 教学课件 ppt 作者 彭利标 光纤8-1WDM

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  • 上传时间:2019-05-25
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    • 1、第8章 多信道复用与交换技术,8.1 光复用技术 8.2光交换技术 8.3 光调制技术 8. 4 扩频通信,第8章 多信道复用与交换技术,一、概 述,怎样提高系统的通信容量, 解决办法: 1、提高单信道容量: 信号复用(时分、频分、码分) 数字复接(PDH高次群、SDH (STM-1、4、16、64、256等) 2、增加信道数: 波分复用(WDM ),8.1 光复用技术,二、多信道复用技术,1、根据光信号本身复用形式 OTDM(时分) OCDM(码分) SCM(副载波),1)OTDM,电通信:TDM-基群; 数字复接-二、三、四次群-PDH 更高速数字序列:STM-N- SDH,光通信 :OTDM : 10Gb/s2、10Gb/s4、10Gb/s8、10Gb/sN,2) OCDM,在OCDM中,每个用户拥有一个惟一的正交地址码 发送端:用地址码(数据信息)进行光调制; 接收端:用相同的地址码进行光解调,实现用户间的通信。,3)SCM(副载波复用),二次调制: 1、先将各路待传输信号对对应的不同高频电载波(副载波)进行一次调制(ASK、FSK、PSK) 2、频分复用电信号 3、再将群信号

      2、调制光载波进入光纤传输。,2、根据光载波本身,空分复用(SDM) 依靠光缆的纤芯数量增加来提高传输容量 波分复用(WDM) 在不增加纤芯数量的前提下,依靠在同一根光纤中传输多个波长载波来提高传输容量,1)SDM,SDM增加光纤数量来增加系统的传输容量; 多芯光缆:局域网使用2芯/ 4芯/ 8芯12芯/24芯 广域网使用144芯/ 288芯 电信杆上的电缆(光缆) 重新敷设光缆,不同的波长信号通过合波器(发送)在同一根光纤中传输多路信号。,2) WDM,三、WDM原理,1、传统的光纤通信 N路信息经电时分复用组成高次群,(单路)对一个波长为0的光源(1.3或1.5)进行调制,耦合进光纤传输-带宽资源浪费。,将1路信息经电时分复用组成高次群SDH1,对第一个波长为1的光源调制; 将2路信息经电时分复用组成SDH2 ,对第二个波长为2的光源调制; 将N路信息经电时分复用组成SDHN,对第N个波长为N的光源调制; 然后通过合波器后进入光纤传输-波分复用(WDM),2、 WDM,3、波分复用的形式,WDM:N 8个 , 信道间隔 3.2nm DWDM: N 8个 ,信道间隔 3.2nm OFDM

      3、:当信道间隔密集到电的频分复用时。,目前WDM的实用水平: 2.5Gb/s16 10Gb/s16、 2.5Gb/s32、 10Gb/s32、 发展过程及趋势,四、DWDM技术,1、DWDM技术产生背景 传统的传输网络扩容方法:空分多路复用(SDM)和时分多路复用(TDM)。 1)SDM扩容方式: 靠增加光纤数量的方式线性增加传输系统的容量,传输设备也线性增加。空分多路复用的扩容方式十分受限(系统改造更困难)。,2)TDM扩容方式: PDH的一次群至四次群的复用; SDH的STM-1、STM-4、STM-16至STM-64的复用。 但达到一定的速率等级时,会受到器件和线路等特性的限制。 DWDM技术不仅大幅度地增加了网络的容量,而且还充分利用了光纤的宽带资源,减少了网络资源的浪费。,2、DWDM原理概述,1)DWDM技术: 利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性,采用多个波长作为载波,允许各载波信道在一条光纤内同时传输。,2)分类: 通常把光信道间隔较大(甚至在光纤的不同窗口上)的复用称为光波分复用(WDM),而把在同一窗口中信道间隔较小的WDM称为密集波分复用(DWDM)。,3、DWDM系

      4、统的构成及光谱示意图,DWDM系统的构成及频谱示意图,1)双纤单向传输-双向通信 双纤单向传输指一根光纤只完成一个方向光信号的传输,反向光信号的传输由另一根光纤来完成。,双纤单向传输的DWDM系统,发 收,收 发,4、DWDM工作方式,单纤双向传输指在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输,两个方向的光信号应安排在不同波长上。,单纤双向传输的DWDM系统,2)单纤双向传输,发,收,收,发,一、光交换的基本原理,电子交换 光转换成电(交换)转换成光 光交换-三种交换方式,8. 2 光交换技术,1、空分光交换,在空间域利用 光开关进行转换,2、时分光交换,时隙互换,3、波分光交换,波长交换,4、复合光交换,同时采用三种交换(两种)方式-复合光交换 习题: 9-5(空分、时分、波分 ) 9-6(同时采用2-3种),二、全光网的概念,1、全光网的概念 全光网是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术,即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行,而其在各网络节点的交换则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备(OXC)、分叉复用(OADM)、掺铒光纤放大器(EDFA) 。,2全光网的基本结构,可以分为:光网络层和电网络层。 光网络层的拓扑结构可以是环形、星形和网孔形等,交换方式各采用空分、时分或波分光交换。目前国际上所试验的全光网更注重于波分光交换的应用。,二、全光网络的关键技术,4、全光网的管理、控制和运作 1) 网络层与传输层一致的问题。 2) 使用新的监控方法的问题。 3) 协调处理好不同系统、不同传输层之间关系的问题。,1、光交叉连接设备(OXC) 2、光分插复用器(OADM) 3、掺铒光纤放大器(EDFA),三、全光网的特点, 全光网通过波长选择器来实现路由选择,即以波长来选择路由,对传输码率、数据格式以及调制方式具有透明性的优点。 全光网不仅可以与现有的通信网络兼容,而且还可以支持未来的宽带综合业务数字网以及网络的升级。, 全光网络具备可扩展性。可同时扩展用户、容量和种类。 全光网还具备可重构性,动态地改变网络结构,可为突发业务提供临时连接,从而充分利用网络资源。 全光网的光网络层有许多光器件,可靠性高,维护费用低。,小结,1、相干光通信系统概念、优点及组成。 2、光孤子的概念。 3、全光网概念及关键技术。,

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