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密集波分复用(DWDM)系统的中心波长分配

浏览:20754  来源:通信人在线  日期:2018-12-02

对密集波分复用(DWDM)系统,有的可达上百个通道的应用,要占用一定波段范围,这个范围主要是尽可能的不要受到光纤截止波长及衰减与色散特性的影响;要使每个通道的波长应避免波道间的相互影响;还要适应光放大器特性的需要等。为此,密集波分复用(DWDM)系统的中心波长光谱栅格是由ITU-T G.692G.694.1等建议所规范,我国相关标准结合国内通信网络的实际情况,参照ITU-T相关建议,也给出了相应的规范要求。

一、G.694.1的要求

ITU-T建议G.694.1WDM应用的光谱栅格:DWDM频率栅格》定义了频率栅格支持从12.5 GHz100 GHz以及更宽(100 GHz的整数倍数)的各种固定通道间隔以及一个灵活的栅格。不均匀的通道间隔也允许使用其固定格栅。其中对于固定栅格,给出了基于C波段和L波段的,以193.1THz为参考频率的,通道间隔为12.5GHz25GHz50GHz100GHz或更高的DWDM栅格的标称中心频率,可以表示为:

193.1 + n×S THz

式中:n为通道数,是正整数或负整数,包括0S为通道间隔(spacing),其取值为0.0125 THz0.025 THz0.05 THz0.1 THz或更高(0.1 THz的整倍数)。根据上式,G.694.1的表1分别给出了DWDM栅格的标称中心频率的示例,表中所示的端点仅用于说明,并非规范。同时G.694.1还定义了一种灵活的DWDM栅格。若要具体了解标称中心频率栅格配置请查阅G.694.1建议原文,见附件1

另外,波长λ与频率f间的换算使用下式(c为真空中的光速,取值为2.99792458×108m/s):

λ = c/f

附件1G.694.102/2012)《WDM应用的光谱栅格:DWDM频率栅格》

二、G.692的要求

ITU-T建议 G.692《带光放大器的多通道系统的光接口》,依据G.694.1的规范的DWDM栅格规则,选取了S = 0.05 THz0.1 THz或更高,作为带光放大器的多通道系统(即DWDM系统)的通道间隔,其标称中心频率为:

193.1 + n×0.05 THz   193.1 + n×0.1 THz或更高

为此,在G.692的附录A中给出了掺铒光纤放大器(EDFA)增益区域的50GHz100GHz或更高的栅格频率表,表中所示的端点仅用于说明,并非规范,多通道系统的未来发展预计将包括超过这些限制的频率。同时,建议在G.652/G.655纤上应用的通道中心频率的选择见附件III的表III.1;建议在G.653纤上应用的通道中心频率的选择见附件IV的表IV.1。若要具体了解G.692规范的这些栅格频率或波长的请查阅G.692的原文。

欲详细了解G.692建议原文的请进入

为了避免四波混频效应(FWM)的影响,G.692中采用了等间隔和不等间隔两种配置方案,不等间隔方案是可以避免FWM的影响的。鉴于使用G.652G.655光纤的WDM系统中没有观察到FWM的明显影响,因此G.692建议选用等间隔配置的标准中心波长;而使用G.653光纤的WDM系统中,由于FWM而引起信道间的串扰,因此G.692建议选用的标准中心波长为不等间隔配置。

DWDM系统的标称中心频率与实际中心频率之差称为中心频率偏差,一般是由光源啁啾、数据速率、SPM(自相位调制)展宽、环境条件变化和老化效应等引起。G.692规范了在系统寿命终结时允许的最大中心频率偏差要求(分为等间隔和不等间隔两种情况),详见下表2

2G.692规范的在WDM系统寿命终结时的最大中心频率偏差要求

三、我国标准对WDM系统中心波长的分配使用要求

1YDN 120的要求

我国通信行业现行标准YDN 120-1999《光波分复用系统总体技术要求(暂行规定)》依据G.692等建议,并结合我国网络的具体情况规定,对于通道间隔我国只选择等间隔,而不选择不等间隔。同时规定选用了G.692规定的C波段,以50GHz100GHz或更高的栅格标称中心频率表(YDN 120的表2);和G.692规定的适用于G.652G.655光纤应用的每个通道的中心频率(YDN 120的表3)。另外,还规定了16通路和8通路所使用的中心频率分配(16波为100 GHz通道间隔;8波为200 GHz通道间隔),详见下表3-1YDN 120的表4),同时给出了最大中心频率偏移(寿命终了值)为±20GHz16波)和±200GHz8波)。

3-116/8波的WDM传输系统的标称中心频率

欲详细了解YDN 120标准原文的请进入

2GB/T 51152的要求

我国国家工程建设标准GB/T 51152-2015《光波分复用(WDM)光纤传输系统工程设计规范》,依据ITU-TG.692等建议和YDN 120等通信行业标准,从我国WDM网络组织建设角度,规定了基于C波段的32/40通路(100GHz通道间隔)和80通路(50GHz通道间隔)的DWDM系统中心频率与中心波长的分配方案(GB/T 51152的表4.3.1-1和表4.3.1-2),若要详细了解的请查阅该建设标准的原文。由于实际工程中需要经常使用波长序号,大多数供应商设备均支持从192.3~196.5THz的波道,为了工程应用方便,该建设标准在表中按照波长从小到大的顺序对波长序号进行了统一。

欲详细了解GB/T 51152标准原文的请进入

四、关于WDM系统中心波长的相关常识

1、为什么选用在C波段

我们知道,光纤有两个长波长的低损耗窗口,即1310nm窗口和1550nm窗口,均可用于光信号的传输。由G.692的附录A中给出DWDM系统栅格频率表可知,其目前选用的波长范围从1528.77nm~1560.61nm,正好在单模光纤传输波段的C波段(1530nm~1565nm)。这是因为G.692规范的带光放大器的多通道系统的光接口,所使用的光放大器常用的是掺铒光纤放大器(EDFA),而EDFA的工作波长范围通常是C波段,其在C波段内有较宽范围的平坦增益曲线,故DWDM系统的工作波长自然选择在C波段内。在这有限的波长范围内如何有效地进行通道分配,关系到提高带宽资源的利用率及减少相邻通道间非线性影响等。

2、为什么选择193.1THz参考(绝对频率参考AFR

选择193.1THz作为频率栅格的参考频率比基于任何特殊物质的绝对频率参考(AFRAbsolute frequency reference)(对于不同的应用需要选择特定的AFR)更好,这是因为193.1THz值处于几条AFR线附近。一个光频率参考可以为光信号提供较高的频率精度和频率稳定度,具体的频率精度和频率稳定度正在研究当中。这两者都应符合理想的频率标准,包括碘稳定氦-氖激光器和甲烷稳定氦-氖激光器。AFR可以被用于下表4-2所示的应用。

4-2AFR的应用

AFR的要求可以用频率和真空光波长来表示。AFR精确度指AFR信号对于理想频率的长期频率便宜(长期是指AFR预定的工作时间)。频率精度包括温度、湿度和其它环境条件可能引起的频率变化,也包括了理想频率标准的稳定性、可重复性和跟踪能力。

3、为什么选择50GHz100GHz通道间隔

根据以下考虑,选择了最小的通道间距为100 GHz,随后为50 GHz:首先,大家同意信道间距应该是25ghz的倍数。我们确定,100 GHz(随后是50 GHz)的最小通道间距为满足各种G.692应用要求提供了灵活性。最小通道间距的倍数可以满足可用的EDFA增益谱和容量等要求。其次是确定最小通道间距的技术限制(即滤波器和源公差),这种方法试图充分利用技术,而不是强加与特定应用相关的限制。基于此考虑的最小通道间隔为125 GHz150 GHz。根据这些技术预测,选择100GHz,然后选择50GHz,作为最小通道间距,这意味着这些间隔可能只适用于G.692应用的一个子集。

4、对于间隔系列的选择

对于间隔系列的选择应满足下表4-4所示的5项要求。

4-4DWDM系统通道间隔系列的选择要求

欲进一步了解其它WDM系统中心波长分配的请进入UHL-WDM系统CWDM系统

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