密集波分復用光配線架

WDM光傳送網(wǎng)中的節(jié)點分為光交叉連接(OXC)節(jié)點、光分插(OADM)節(jié)點和混合節(jié)點(同時具有OXC和OADM功能的節(jié)點)。

OXC節(jié)點的功能類似于SDH網(wǎng)絡中的數(shù)字交叉連接設備(DXC)，只不過是以光波信號為操作對象在光域上實現(xiàn)的，無需進行光電/電光轉換和電信號處理。OXC主要由交叉連接矩陣、波長轉換接口以及管理控制單元等模塊組成。

OXC在未來的全光通信網(wǎng)絡中，起著十分重要的作用，甚至可以說，它是真正意義的網(wǎng)絡節(jié)點。當光纜中斷或節(jié)點失效時，OXC能自動完成故障隔離、重選路由、重新配置網(wǎng)絡節(jié)點。當業(yè)務發(fā)展需要對網(wǎng)絡結構進行調整時，OXC可以簡單迅速地完成網(wǎng)絡的調度和升級。

同樣地，OADM節(jié)點的功能類似于SDH網(wǎng)絡中的數(shù)字分插復用設備(ADM)，它可以直接以光波信號為操作對象，利用光波分復用技術在光域上實現(xiàn)波長信道的上下。

對于長距離的光傳輸來說，隨著傳輸距離的增長，光功率逐漸減弱，激光器的光源輸出不超過3dBm，為了保證一定的誤碼率，接受端的接受光功率必須維持在一定的值上，例如-28dBm，因此光功率受限往往成為決定傳輸距離的主要因素。

光放大器(OA)的出現(xiàn)和發(fā)展克服了高速長距離傳輸?shù)淖畲笳系K--光功率受限，這是光通信史上的重要里程碑。OA的主要形式有半導體光放大器(SOA)和摻鉺光纖放大器(EDFA)兩種，前者近來發(fā)展速度很快，已經(jīng)逐步開始商用，并顯示了良好的應用前景;后者較為成熟，已經(jīng)大量應用，成為目前大容量長距離的DWDM系統(tǒng)在傳輸技術領域必不可少的技術手段。

WDM系統(tǒng)對EDFA有一個特殊的要求--增益平坦，因為通常情況下，EDFA在1.55um波長窗口的工作帶寬為30~40nm，將它用于WDM系統(tǒng)時，因各信道的波長不同而有增益偏差，經(jīng)過多級放大后，增益偏差累積，低電平信道信號的SNR惡化，高電平信道信號也因光纖非線形效應而使信號特性惡化，最終造成整個系統(tǒng)不能正常工作。因此，要使各個信道上的增益偏差處在允許的范圍內，放大器的增益必須平坦。

利用損耗特性和放大器的增益波長特性相反的增益均衡器來抵消增益的不均勻性稱為增益均勻技術。這種技術的關鍵在于放大器的增益曲線和均衡器的損耗特性準確吻合，使綜合特性平坦。現(xiàn)在用的增益均衡器主要有標準光濾波器、介質多層模濾波器、光纖光柵及平面光波導等。

增益均衡用的光纖光柵是一種長周期光纖光柵。其光柵周期一般為數(shù)百微米。其損耗峰值波長和半功率點寬度可以由紫外光照射量或光柵長度來控制。因此，通過多個長周期光柵組合，可以構成具有與EDFA增益波長特性相反的增益均衡器。使用該技術，在1528nm到1568nm的40nm帶寬內，可以實現(xiàn)增益偏差在5%以內的帶寬增益平坦的EDFA。

這里所說的"光纖技術"是指在進一步研究摻鉺光纖特性的基礎上，通過改變光纖材料或者利用不同光纖的組合來改變摻鉺光纖的特性，從而改善摻鉺光纖放大器(EDFA)的增益特性。光纖技術除了改善增益特性外，還可改善EDFA的噪聲特性和擴寬增益帶寬。

(1) 摻鋁的EDF，是在光纖中除了摻鉺外還摻入一定的鋁，改變玻璃的組成成份，迫使鉺的放大能級分布改變，加寬可放大的頻率范圍。普通的以硅光纖為基礎的摻鉺光纖放大器EDFA的增益平坦區(qū)很窄，僅在1549nm至1561nm之間，大約12nm的范圍，通過摻鋁，可以將平坦區(qū)的范圍擴展為1540nm到1560nm。

(2)氟化物EDF，是在EDF中摻入一定比例的氟化物，使用這種光纖制作的光放大器，可以將增益的平坦區(qū)的波段擴展到1530~1560nm，在這30nm的區(qū)域內，增益的平坦度達到1.5dB。

(3)摻鉺碲化物光纖，是在EDF中摻入一定比例的碲化物。使用這種光纖制作的光放大器，可放大的頻帶特別寬，而且與石英系光纖的其他摻鉺光放大器相比，頻帶向長波長一側移動。

(4)摻釔EDF，是在摻鉺光纖中加入一定比例的釔(Y)，由于釔(Y)可以作為鉺的激活劑，以工作792nm附近的光源作為泵浦源，制成鉺/釔光纖放大器在1544nm到1561nm波段的17nm帶寬內，可以獲得0.5dB以內的增益平坦度，輸出功率大于+26dBm，噪聲系數(shù)小于5dB。

(5)混合型EDFA，是使用不同摻雜材料的光纖進行組合，制作混合型EDFA。這種組合方式，不僅可以提高設計的自由度，而且還可以使增益平坦度、噪聲特性、放大效率均達到最佳。

在DWDM光傳送網(wǎng)絡中，應根據(jù)系統(tǒng)使用的信道數(shù)、系統(tǒng)的要求來選擇使用不同種類的光放大器，要求越高性能越好的EDFA成本也越高。一般對于8個信道600km長度的DWDM系統(tǒng)，使用摻鋁EDFA的較多。

在1550nm波長附近，G.652光纖的色散典型值為17ps/nm·km。當光纖的衰減問題得到解決以后，色散受限就變成了決定系統(tǒng)傳輸距離的一個主要問題。DA技術即色散容納技術，就是通過一些技術手段減少或消除色散的影響。一般來說，主要使用以下的幾種解決方法。

光源的譜線越寬，光纖色散對光脈沖的展寬越大。因此通過選用頻率啁啾系數(shù)小的激光器，可以減少傳輸線路色散的影響。頻率啁啾是單縱模激光器才有的系統(tǒng)損傷。減少光源啁啾系數(shù)的一個有效的方法是，減少外調制的激光器，它是由一個恒定光源和一個光調制器構成的，通過使用恒定光源，避免了直接調制時激勵電流的變化，從而減少了光源發(fā)出光波長的偏移，達到降低頻率啁啾系數(shù)的目的。

目前在WDM系統(tǒng)中，幾乎所有的光源使用的均為外調制激光器，可以在不采用其他色散調節(jié)技術的情況下，在G.652光纖上開通2.5Gbit/s系統(tǒng)無再生中繼傳輸600km以上。

色散補償光纖(DCF)是一種特制光纖，其色度色散為負值，恰好與G.652光纖相反，可以抵消G.652常規(guī)光纖色散的影響。通常這類光纖的典型色散系數(shù)為-90ps/(nm·km)，因而DCF只需在總線路長度上占G.652光纖的長度的1/5，即可使總鏈路色散值接近于零。通常認為采用DCF來進行色散補償是一種十分簡單易行的無源補償方法，特別是對于波分復用系統(tǒng)，其成本可以由多個波長的系統(tǒng)分擔，更顯其優(yōu)越性。

3.選用新型的光纖

由于G.652光纖出現(xiàn)的比較早，鋪設的較多，因此WDM技術比較多地考慮如何利用該光纖擴容的技術?，F(xiàn)在新布放的光纖多為更加適合于WDM光傳輸?shù)腉.655光纖或大有效面積(LEAF)光纖。G.655光纖的零色散點在1550nm窗口中間，使該窗口的色散系數(shù)和衰減系數(shù)均更加適合于DWDM技術的應用。