WDM光传送网8信道传送实验研究

杜 丽 霞

(兰州交通大学 电子与信息工程学院，甘肃 兰州 730070)

0 引 言

光传送网络(Wave-length Division Multiplexing，WDM)是在光波分复用技术[1-5]的基础上演进而来的，WDM技术使得现有网络系统成数倍到数十倍的增长，掺铒光纤放大器(Erbium-doped Optical Fiber Amplifier, EDFA)的广泛应用使得系统成本大幅度下降，随着越来越多的光传输系统升级为WDM系统，人们发现WDM技术在提高传输能力的同时，还具有无可比拟的联网优势。在一条WDM链路中间上下几个波长，不经过电域上的处理构成的光分插复用(Optical Add Drop Multiplexer, OADM)节点[6-11]，从而使WDM传输系统更加灵活。

1 实验测量系统

实验测量系统如图1所示，OADM节点1为输入端，OADM节点2为输出端。在输入端用信号速率为2.5 Gb/s，伪随机码为223-1的标准同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)信号作为8个OTU的调制信号， 经功率均衡后，由合波器输出，由于信号功率较弱，在OADM节点1后端加入一级光功率放大，由OBA输出8信道合波信号进入线路，在线路端共使用9级线路光放大器作为信号线路衰减补偿。线路光纤为标准G.652光纤，总长度为800 km。在输出端首先用光前置放大器对线路光进行光放大，然后，由8信道解复用器输出单个的8波长信道，由OADM节点2分插单信道下路。

2 实验测量结果与分析

8个波长信道波长分别为：λ1=1 549.32 nm,λ2=1 550.92 nm,λ3=1 552.52 nm,λ4=1 554.13 nm,λ5=1 555.75 nm,λ6=1 557.36 nm，λ7=1 558.98nm，λ8=1 560.58 nm。图2所示为经过OADM节点1功率均衡后输出光功率谱，对应参考点①，单信道最大功率为λ4信道，P4=3.79 dBm，最小功率为λ7信道，P7=2.46 dBm，总入纤功率为P=12.11 dBm。

图1 800 km传送系统实验

我们在G.652光纤上无色散补偿传送WDM信号，其受限距离、信噪比以及功率代价等变化作了实际传送实验。图3为8信道中2.5 Gb/s信道6个波长对应传送前原始信号眼图，其消光比除第四信道小于10 dB外，其他信道均大于10 dB，且符合G.957模板。

图2 8信道800 km入端光谱图示

图3 8波长信道原始信号眼图

图4所示为经过400 km传送后输出光功率谱，对应参考点，单信道最大功率为λ4信道，P6=-16.13 dBm，最小功率为λ1信道，P1=-20.05 dBm，总出纤功率为P=-8.46 dBm。

图5为8信道中λ1和λ2信道400 km传送后眼图，其他各信道眼图类似。显然，从1、2信道眼图与原始信号眼图比较来看，几乎能够符合G.957模板，能够完全满足无误码传送要求。

图4 8信道400 km出端光谱图示

图6所示为经过800 km传送后输出光功率谱，对应参考点，单信道最大功率为λ6信道，P6=-21.01 dBm，最小功率为λ1信道，P1=-29.89 dBm，总出纤功率为P=-11.3 dBm。

图7为8信道800 km传送后眼图，显然，1、2信道眼图变化最大，由于眼图张开度较小，对应功率代价会较大。λ4信道发射端眼图消光比较小，但是，传送后眼图张开度最大，显然对应的功率代价会最小。

图7为8信道传送800 km对应图1各参考点SNR测量结果。从图可以明显看出，通过每一级EDFA后均存在SNR降低，且开始第一、第二级下降较多，约3～4 dB，对应EDFA噪声指数。第三级之后线路放大器每级SNR下降较低，远小于相应的EDFA噪声指数，可见，线路光放大器对于噪声指数可以放松要求。8信道传送800 km后，从SNR变化来看λ6信道劣化最小，λ1信道劣化最大，对应EDFA的波长信道的增益竞争，从图8各信道SNR劣化比较图示可以更加清楚地看出，SNR劣化差别约为4 dB。

图5 波长信道1、2传送400 km后的信号眼图

图6 8信道800 km出端光谱图示

图7 8信道传送800 km后的眼图

在实验中，一个有趣的现象是对应每80 km传送8信道SNR基本没有变化，甚至出现OSNR提高，与相关文献[12-14]报道不完全一致。

图9分别为单信道功率和总功率变化测量结果，传送系统采用的低噪声EDFA模块(噪声指数均小于5 dB)不完全一致，其中：1～8均为OPA型，小信号增益22 dB，饱和输出功率为12.5 dBm，第9、第10个OA饱和输出功率分别为7.79、8.7 dBm，小信号增益分别为16.5和13 dB。

图8 8信道传送800 km各信道SNR变化

图9 8信道800 km传送各参考点单信道功率和总功率变化

3 OADM节点8信道传送通道代价

从OADM节点1经过长距离传送后到OADM节点2，我们分别测量了400 km和800 km传送代价，实验测量配置参考图1。图10(a)为从OADM节点1待传送8信道各信道背靠背接收灵敏度，图10(b)为传送400 km后各信道对应接收灵敏度，图10(c)为传送800 km后各信道对应接收灵敏度。

从图10可以很容易得出采用两节点OADM传送系统功率代价，400 km传送对应各信道功率代价为λ1信道为4 dB，λ2信道为4.5 dB，λ3信道为0.6 dB，λ4信道为1.2 dB，λ5信道为1.2 dB，λ8信道为0.7 dB。800 km传送对应各信道功率代价为λ1信道为6 dB，λ2信道为7 dB，λ3信道为0.8 dB，λ4信道为3.7 dB，λ5信道为6.2 dB，λ8信道为2.2 dB。从400 km传送通道功率代价来看，信道1和信道2远大于有关色散功率代价不大于2 dB的标准指标，显然，是由于从OADM节点1上路的OUT模块发射信号光特性没有设定在理想工作点的原因。调整后，两OADM节点信道1和信道2经过400 km传送后，其对应的通道功率代价分别为1.6 dB参考图11所示。

4 结 语

在光网络层面上，利用4个OADM节点互连构成环网的实验条件，在每两个节点间主光通道和保护通道均采用80 km标准G.652光纤连接进行保护倒换实验，从光纤断裂与节点失效两个方面进行实验，实验结果表明，光网络层面的50 ms保护倒换是可行的。

(a) 背靠被测试结果

(b) 传送400 km后测试结果

(c) 传送800 km后测试结果

图11 调整后信道传送400 km传送代价

在两个OADM节点之间，实验研究了800 km 8波长信道在G.652光纤上不加信号处理传送，实验结果表明800 km传送后，信道SNR仍然满足大于22 dB要求。结论对于WDM光网络组网规划有一定的参考意义。

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