密集波分复用系统的结构

    密集波分复用技术应用于光纤通信系统中时，通常采用三种典型的结构，即点对点传输、广播式分配网和多路多址局域网．
    1．点对点传输方式
    (l)．系统结构
    在图8-13中给出了点对点的传输方式的系统结构，与图8-1比较，可以看出其结构相同，但由于DWDM方式下，各信道的波长间隔小于0.8 nm，与波分复用方式比较，可传输的信道数目更多，频带利用率更高．然而在采用DWDM的点对点传输方式时，诸如信道间隔、光纤带宽和光纤损耗都直接对系统容量产生影响，下面分析其影响程度．     （2）信道间隔
    当DWDM系统的数目愈多时，信道间的波长间隔也就愈窄，这样信道与信道之间更易存在相互干扰，严重时影响系统的传输质量，因而系统中所选用的信道间隔必须满足最小信道间隔的要求，通常对于强度调制一直接检波的方式的光信号，在进行光频分复用时，要求信道间隔大于0.8nm，而对以相干检测方式的光信号，则要求信道间隔可以小到只有信道码速率的5~6倍，即几吉赫兹．
    (3)光纤带宽
    目前在1.55 μm附近的光纤低损耗窗口可以做到120 nm的宽度，如果采用相干检测方式，信道间隔在码率为2Ghit/s下可以小到10GHz，则可以在120 nm范围内进行l500个信道的复用，这样有效码率达到2 Gbit/s×l 500=3 Tbit/s．如果再与光放大器结合起来使用，则可以克服由光纤损耗而引起的对中继距离的限制，从而大大提高系统的容量和传输距离．
    2．广播式分配网络
    图8-14为广播式分配网络的典型结构，从图中可以看出，由于每一信道使用了不同频率的光载波信号，这样在发送端便可以通过利用星型耦合器，将不同频率的光信号按一定顺序排列，使之成为DWDM多路信号．该信号经光纤传输之后，在接收端被分配给所有的接收杌，这样每个接收机可以通过调谐来随意选择各信道信号． 图8一14广播式分配网络结构示意图     到目前为止，已经对DWDM广播式分配网络进行了大量的实验研究，最早的实验是在1 986年进行的，实验中采用了IM/DD方式，并利用8×8星型耦合器，这样将间隔为l 5 nm的七个信道的信号进行分配，而在接收端利用机械调谐的10 nm带宽的滤波器进行波长选择，其调谐范围为400 nm，每一路码率达到280 Mbit/s．随着集成光学技术的不断发展，星型耦合器可以做到128×128，这样在采用相干检测情况下，信道间隔可小到6 GHz，从而使信道数目达到l00，也使人们看到了为数目量大的用户提供服务的可能性．
    通常在对不同波长光信号进行复用和分配过程中，会引入插入损耗和分配损耗，就目前的工艺水平而言，插入损耗可以做到很小，而分配损耗却随用户数目的增加而增加，所以用户数目常要求限制在100以内．但根据现有资料显示，如果利用光放大器来补偿光功率的损失，那么在527 km范围内，可以将有效码率39.81 Gbit/s的信号分配给4.38千万个用户，从而大大增加了用户数目．
    3．多路多址局域网络
    图8-15是多路多址局域网络的结构示意图，从图中可以看出，该网络是利用N×N星型耦合器,将N个通信节点联系在一起，每一节点中具有一个不同的发射波长λi和一个能够接收所有发射波长的接收机，这样每一节点既能向所有节点发送信息，又能通过采用波长可调滤波器或衍射光栅分波器，把N个波长信道分开，并送入N个光接收器，再由节点处理后送人用户，从而达到接收网络中的所有用户传输信息的目的．
    这种网络结构具有很多的优点，它可用于点对多点的大流量的通信，同时网络中传输的各载波信息彼此独立，互不相关，而且每一载波信息可以采用不同的调制方式（数字或模拟）和不同的码率．据有关报道，曾利用该种网络结构进行了一个具有1 8个节点，网径为57.8km的实验，每一节点发射机的码率为1.5 Gbit/s，使得网络的有效码速达到27 Gbit/s．