對(duì)密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng),有的可達(dá)上百個(gè)通道的應(yīng)用,要占用一定波段范圍,這個(gè)范圍主要是盡可能的不要受到光纖截止波長(zhǎng)及衰減與色散特性的影響;要使每個(gè)通道的波長(zhǎng)應(yīng)避免波道間的相互影響;還要適應(yīng)光放大器特性的需要等。為此,密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)的中心波長(zhǎng)光譜柵格是由ITU-T G.692、G.694.1等建議所規(guī)范,我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合國(guó)內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況,參照ITU-T相關(guān)建議,也給出了相應(yīng)的規(guī)范要求。
一、G.694.1的要求
ITU-T建議G.694.1《WDM應(yīng)用的光譜柵格:DWDM頻率柵格》定義了頻率柵格支持從12.5 GHz到100 GHz以及更寬(100 GHz的整數(shù)倍數(shù))的各種固定通道間隔以及一個(gè)靈活的柵格。不均勻的通道間隔也允許使用其固定格柵。其中對(duì)于固定柵格,給出了基于C波段和L波段的,以193.1THz為參考頻率的,通道間隔為12.5GHz、25GHz、50GHz、100GHz或更高的DWDM柵格的標(biāo)稱(chēng)中心頻率,可以表示為:
193.1 + n×S THz
式中:n為通道數(shù),是正整數(shù)或負(fù)整數(shù),包括0;S為通道間隔(spacing),其取值為0.0125 THz、0.025 THz、0.05 THz和0.1 THz或更高(0.1 THz的整倍數(shù))。根據(jù)上式,G.694.1的表1分別給出了DWDM柵格的標(biāo)稱(chēng)中心頻率的示例,表中所示的端點(diǎn)僅用于說(shuō)明,并非規(guī)范。同時(shí)G.694.1還定義了一種靈活的DWDM柵格。若要具體了解標(biāo)稱(chēng)中心頻率柵格配置請(qǐng)查閱G.694.1建議原文,見(jiàn)附件1。
另外,波長(zhǎng)λ與頻率f間的換算使用下式(c為真空中的光速,取值為2.99792458×108m/s):
λ = c/f
附件1:G.694.1(02/2012)《WDM應(yīng)用的光譜柵格:DWDM頻率柵格》
二、G.692的要求
ITU-T建議 G.692《帶光放大器的多通道系統(tǒng)的光接口》,依據(jù)G.694.1的規(guī)范的DWDM柵格規(guī)則,選取了S = 0.05 THz和0.1 THz或更高,作為帶光放大器的多通道系統(tǒng)(即DWDM系統(tǒng))的通道間隔,其標(biāo)稱(chēng)中心頻率為:
193.1 + n×0.05 THz 或 193.1 + n×0.1 THz或更高
為此,在G.692的附錄A中給出了摻鉺光纖放大器(EDFA)增益區(qū)域的50GHz和100GHz或更高的柵格頻率表,表中所示的端點(diǎn)僅用于說(shuō)明,并非規(guī)范,多通道系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展預(yù)計(jì)將包括超過(guò)這些限制的頻率。同時(shí),建議在G.652/G.655纖上應(yīng)用的通道中心頻率的選擇見(jiàn)附件III的表III.1;建議在G.653纖上應(yīng)用的通道中心頻率的選擇見(jiàn)附件IV的表IV.1。若要具體了解G.692規(guī)范的這些柵格頻率或波長(zhǎng)的請(qǐng)查閱G.692的原文。
欲詳細(xì)了解G.692建議原文的請(qǐng)進(jìn)入。
為了避免四波混頻效應(yīng)(FWM)的影響,G.692中采用了等間隔和不等間隔兩種配置方案,不等間隔方案是可以避免FWM的影響的。鑒于使用G.652和G.655光纖的WDM系統(tǒng)中沒(méi)有觀察到FWM的明顯影響,因此G.692建議選用等間隔配置的標(biāo)準(zhǔn)中心波長(zhǎng);而使用G.653光纖的WDM系統(tǒng)中,由于FWM而引起信道間的串?dāng)_,因此G.692建議選用的標(biāo)準(zhǔn)中心波長(zhǎng)為不等間隔配置。
DWDM系統(tǒng)的標(biāo)稱(chēng)中心頻率與實(shí)際中心頻率之差稱(chēng)為中心頻率偏差,一般是由光源啁啾、數(shù)據(jù)速率、SPM(自相位調(diào)制)展寬、環(huán)境條件變化和老化效應(yīng)等引起。G.692規(guī)范了在系統(tǒng)壽命終結(jié)時(shí)允許的最大中心頻率偏差要求(分為等間隔和不等間隔兩種情況),詳見(jiàn)下表2。
表2:G.692規(guī)范的在WDM系統(tǒng)壽命終結(jié)時(shí)的最大中心頻率偏差要求
三、我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)WDM系統(tǒng)中心波長(zhǎng)的分配使用要求
1、YDN 120的要求
我國(guó)通信行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)YDN 120-1999《光波分復(fù)用系統(tǒng)總體技術(shù)要求(暫行規(guī)定)》依據(jù)G.692等建議,并結(jié)合我國(guó)網(wǎng)絡(luò)的具體情況規(guī)定,對(duì)于通道間隔我國(guó)只選擇等間隔,而不選擇不等間隔。同時(shí)規(guī)定選用了G.692規(guī)定的C波段,以50GHz和100GHz或更高的柵格標(biāo)稱(chēng)中心頻率表(YDN 120的表2);和G.692規(guī)定的適用于G.652和G.655光纖應(yīng)用的每個(gè)通道的中心頻率(YDN 120的表3)。另外,還規(guī)定了16通路和8通路所使用的中心頻率分配(16波為100 GHz通道間隔;8波為200 GHz通道間隔),詳見(jiàn)下表3-1(YDN 120的表4),同時(shí)給出了最大中心頻率偏移(壽命終了值)為±20GHz(16波)和±200GHz(8波)。
表3-1:16/8波的WDM傳輸系統(tǒng)的標(biāo)稱(chēng)中心頻率
欲詳細(xì)了解YDN 120標(biāo)準(zhǔn)原文的請(qǐng)進(jìn)入。
2、GB/T 51152的要求
我國(guó)國(guó)家工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51152-2015《光波分復(fù)用(WDM)光纖傳輸系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》,依據(jù)ITU-T的G.692等建議和YDN 120等通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),從我國(guó)WDM網(wǎng)絡(luò)組織建設(shè)角度,規(guī)定了基于C波段的32/40通路(100GHz通道間隔)和80通路(50GHz通道間隔)的DWDM系統(tǒng)中心頻率與中心波長(zhǎng)的分配方案(GB/T 51152的表4.3.1-1和表4.3.1-2),若要詳細(xì)了解的請(qǐng)查閱該建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的原文。由于實(shí)際工程中需要經(jīng)常使用波長(zhǎng)序號(hào),大多數(shù)供應(yīng)商設(shè)備均支持從192.3~196.5THz的波道,為了工程應(yīng)用方便,該建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)在表中按照波長(zhǎng)從小到大的順序?qū)ΣㄩL(zhǎng)序號(hào)進(jìn)行了統(tǒng)一。
欲詳細(xì)了解GB/T 51152標(biāo)準(zhǔn)原文的請(qǐng)進(jìn)入。
四、關(guān)于WDM系統(tǒng)中心波長(zhǎng)的相關(guān)常識(shí)
1、為什么選用在C波段
我們知道,光纖有兩個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)的低損耗窗口,即1310nm窗口和1550nm窗口,均可用于光信號(hào)的傳輸。由G.692的附錄A中給出DWDM系統(tǒng)柵格頻率表可知,其目前選用的波長(zhǎng)范圍從1528.77nm~1560.61nm,正好在單模光纖傳輸波段的C波段(1530nm~1565nm)。這是因?yàn)?/span>G.692規(guī)范的帶光放大器的多通道系統(tǒng)的光接口,所使用的光放大器常用的是摻鉺光纖放大器(EDFA),而EDFA的工作波長(zhǎng)范圍通常是C波段,其在C波段內(nèi)有較寬范圍的平坦增益曲線(xiàn),故DWDM系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)自然選擇在C波段內(nèi)。在這有限的波長(zhǎng)范圍內(nèi)如何有效地進(jìn)行通道分配,關(guān)系到提高帶寬資源的利用率及減少相鄰?fù)ǖ篱g非線(xiàn)性影響等。
2、為什么選擇193.1THz參考(絕對(duì)頻率參考AFR)
選擇193.1THz作為頻率柵格的參考頻率比基于任何特殊物質(zhì)的絕對(duì)頻率參考(AFR,Absolute frequency reference)(對(duì)于不同的應(yīng)用需要選擇特定的AFR)更好,這是因?yàn)?/span>193.1THz值處于幾條AFR線(xiàn)附近。一個(gè)光頻率參考可以為光信號(hào)提供較高的頻率精度和頻率穩(wěn)定度,具體的頻率精度和頻率穩(wěn)定度正在研究當(dāng)中。這兩者都應(yīng)符合理想的頻率標(biāo)準(zhǔn),包括碘穩(wěn)定氦-氖激光器和甲烷穩(wěn)定氦-氖激光器。AFR可以被用于下表4-2所示的應(yīng)用。
表4-2:AFR的應(yīng)用
AFR的要求可以用頻率和真空光波長(zhǎng)來(lái)表示。AFR精確度指AFR信號(hào)對(duì)于理想頻率的長(zhǎng)期頻率便宜(長(zhǎng)期是指AFR預(yù)定的工作時(shí)間)。頻率精度包括溫度、濕度和其它環(huán)境條件可能引起的頻率變化,也包括了理想頻率標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性、可重復(fù)性和跟蹤能力。
3、為什么選擇50GHz和100GHz通道間隔
根據(jù)以下考慮,選擇了最小的通道間距為100 GHz,隨后為50 GHz:首先,大家同意信道間距應(yīng)該是25ghz的倍數(shù)。我們確定,100 GHz(隨后是50 GHz)的最小通道間距為滿(mǎn)足各種G.692應(yīng)用要求提供了靈活性。最小通道間距的倍數(shù)可以滿(mǎn)足可用的EDFA增益譜和容量等要求。其次是確定最小通道間距的技術(shù)限制(即濾波器和源公差),這種方法試圖充分利用技術(shù),而不是強(qiáng)加與特定應(yīng)用相關(guān)的限制。基于此考慮的最小通道間隔為125 GHz和150 GHz。根據(jù)這些技術(shù)預(yù)測(cè),選擇100GHz,然后選擇50GHz,作為最小通道間距,這意味著這些間隔可能只適用于G.692應(yīng)用的一個(gè)子集。
4、對(duì)于間隔系列的選擇
對(duì)于間隔系列的選擇應(yīng)滿(mǎn)足下表4-4所示的5項(xiàng)要求。
表4-4:DWDM系統(tǒng)通道間隔系列的選擇要求
欲進(jìn)一步了解其它WDM系統(tǒng)中心波長(zhǎng)分配的請(qǐng)進(jìn)入。UHL-WDM系統(tǒng);CWDM系統(tǒng)