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粗波分复用(CWDM)系统的工作波长分配

浏览:10712  来源:通信人在线  日期:2018-12-02

粗波分复用(CWDMCoarse Wavelength Division Multiplexing),也称稀疏波分复用,作为一种低成本的波分复用技术,在本地传送网或城域光传送网中得到了广泛地应用与推广。通常,波分复用系统一般被分为3大类:密集波分复用(DWDM),波长间隔小于8nm,典型的波长间隔为0.8nm;稀疏波分复用(CWDM),波长间隔小于50nm,典型的波长间隔为20nmITU建议);宽波分复用(WWDM)波长间隔在50nm以上。CWDM的信道间隔为20nm,而DWDM的信道间隔从0.2nm1.2nm,所以相对于DWDMCWDM称为稀疏波分复用技术。

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CWDM系统的标称中心波长作为参考,用于定义所使用的每个通道的上波长界和下波长界。这些边界定义了在所有条件下发射机波长的限制,同时也规定了必须满足光多路复用器和多路复用器规格的波长限制。CWDM系统的标称中心波长是由ITU-T建议所规范的。

一、ITU-T建议G.694.2规范的CWDM系统的频谱栅格

1、早期的频谱栅格

ITU-T SG152001年便启动了CWDM的标准研究工作,并于20024月开发出CWDM技术的第一个建议,就是G.694.2Spectral Grids for WDM ApplicationsCWDM Wavelength GridWDM应用的光栅格:CWDM波长栅格)》。

ITU-T G.694.2中,规定了CWDM系统使用的光波长范围,该范围覆盖了单模光纤从1260nm以上的OESCLU6个波段Band),光纤链路内最大可容纳18个标称中心工作波长如下表1-1所示,其波长间隔为20nm。表中可以看出各标称中心工作波长在6个波段Band)内的分布情况。

1-1ITU-T定义的CWDM系统标称中心工作波长(第1个版本)

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2、温度对波长漂移的影响

典型的DWDM的波长间隔在0.8nm以下,温度变化引起的波长漂移对波长间隔影响较大,需要采用成本较高的方法来稳定激光器的温度。但CWDM的波长间隔可达20nm,因而对激光器以及冷却系统的要求大为降低,可以大幅度地降低成本。CWDM中采用了无制冷激光器,通常无制冷激光器的热漂移系数为0.08nm/℃,工作温度范围可为0~70℃。然而大多数激光器制造商定义的标称中心波长指的是23℃左右时激光器的输出波长值。显然,对于CWDM的中心波长来说,采用无制冷激光器后输出波长将工作于“非对称”状态下。即CWDM的中心频率不再是23℃左右时激光器的输出波长值,而是35℃时的激光器的输出波长值。由于受到热漂移的影响.此时的输出波长已向长波长方向漂移了约1nm

0.08nm/ ×35-23℃)= 0.96nm1nm

为此,ITU-T SG1520031月的会议上考虑到上海贝尔等公司提出的提案,该提案提出将最大波长偏移改为不对称的(-5.5~+7.5nm,以解决激光器波长的标称温度与实际工作温度不同所造成的波长差异问题。但是经过会议讨论,最后同意将G.694.2的波长上移1nm,即修改为在第1个版本所定义的各标称工作波长+1

3、修订版的频谱栅格

鉴于此,在20031214ITU-T 又批准发布了修订版的建议G.694.2WDM系统的光谱栅格:CWDM系统的波长栅格》。该版本中的波长栅格向波长方向上移了1 nm,以与当前的行业实践相一致,同时保持对称的标称中心波长偏差。给出的标称中心波长如下表1-3所示,通道间隔仍保持为20nmCWDM系统的光通道用所采用光在真空中的波长λ来表示,其光频率fλ之间的换算关系为:λ = c/fc是光在真空中的速度,取值为2.99792458×108m/s

1-3ITU-T定义的CWDM系统标称中心工作波长(第2个版本)

4、中心波长间隔和波长变化

ITU-T G.694.2的附录I《中心波长间隔和波长变化》中,解释了选择中心波长间距的基本原理和波长变化的决定因素。非冷激光器和宽通带滤波器的有效CWDM实现要求标称中心波长间距不小于20 nm。对于保护带,三分之一的最小通道间距是足够的。因此,为了使通道数量最大化,选择了20nm。此规范的具体值和分配将在单个应用中定义。波长变化主要由两个因素决定。首先,允许激光器制造商在标称波长附近有波长变化,以达到更高的优良率和/或放宽制造公差。其次,非冷激光器的使用将导致波长随温度的变化而在激光的指定温度范围内变化。

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二、我国标准规范的CWDM系统的标称中心波长

1YD/T 1326的规定

在我国通信行业标准YD/T 1326-2013《粗波分复用(CWDM)系统技术要求》,参照G.694.2的要求,同样给出了为波长间隔20nmCWDM系统标称中心波长,如表2-1所示,它同时给出了光波段名称的对应关系,并给出了8波道系统的通道波长选用。

2-1CWDM系统的标称中心波长(表1/ YD/T 1326

其实,在CWDM系统中,实际使用的波道间隔可以在上表规定的标称中心波长中采用均匀间隔,也可以采用非均匀间隔。在YD/T 1326中规定我国采用均匀间隔。

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2GB/T 51126的规定

在我国通信工程建设标准GBT 51152-2015《波分复用(WDM)光纤传输系统工程设计规范》中,同样给出了如同YD/T 1326CWDM系统标称中心波长的要求,包括8波道系统的波道波长选用。

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三、与DWDM波长范围的比较

ITU-T G.694是一个系列标准,其中G.694.1是为DWDM系统规范的频谱栅格。DWDM系统频谱栅格,其波长范围集中在C波段和L波段范围,与CDWM系统相比使用的光纤传输波段范围紧缩了很多,如下图3所示。这主要是是因为DWDM系统所使用的掺铒光纤放大器(EDFA)相关。

3CWDM系统和DWDM系统的波段范围对比

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