DWDM技术在CATV中的应用

袁文武

【摘 要】传统的通信技术已经无法满足现代社会大容量超高速的传送要求，渐渐被DWDM技术取代。本文论述了DWDM技术的技术原理，已经关于DWDM核心技术的解决，相信它会以独特的优势广泛应用于CATV领域中，带给我国的有线电视技术一个光明的前景。

【关键词】DWDM技术，CATV，应用

【中图分类号】TS801.8【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0485-01

1、引言

传统的SDH技术已经在我国的光纤干线网中进行了全面的应用，然而随着数字信号付费电视行业的发展，电视节目源越老越多，要传输的宽带数据也越来越大，SDH技术逐渐被先进的DWDM（光波分复用）技术取代，这一新技术可以对光纤的宽带潜力进行充分的挖掘，完成超高速光纤通信。目前国际上长距离高速光纤通信线路的主流技术方向是EDFA +非零色散光纤+光子集成+密集波分复用。

2、光波分复用技术原理概述

DWDM系统属于大容量WDM系统，是WDM的一种特殊形式。它的特点是波长间隔相对较小、波长复用密集、各个信道都共用着光纤的一个低损耗窗口，在传输时共享光纤放大器。

2.1 DWDM概念

光波分复用技术是一种能够完成在一根光纤上同时传输多个波长信号的技术，它依靠发送端对不同波长的光信号进行复用，并耦合到位于光缆线路上的同一根光纤中，最后进行传输。信号发送到接收端之后，它又可以把组合波长的光信号进行分解，进行深一层的处理之后，对原信号进行恢复，接着送入不同的终端，完成信号的传输。根据它的作用原理我们把这项技术称为光波分复用技术。

2.2 DWDM的基本工作流程

光波分复用器和解复用器是DWDM技术中的关键器件，复用器的作用是将不同波长的信号结合在一起然后通过一根光纤进行输出，解复用器是功能是把同一传输光纤送来的多个波长信号分解为多个波长然后进行输出。经过原理分析可知这些器件是互易的，如果将解复用器的输出端和输入端反过来使用，就会变成复用器，所以本质上它们是相同的。

2.3 DWDM系统的基本组成

实际的DWDM系统基本由光中继放大器、光接收机、光发射机、光监控信道和网络管理系统五部分组成。

在DWDM系统的发送端有光发射机，来自光发射机输出的光信号首先会被光复用器合成多路光信号，通过功率放大器BA放大输出多路光信号，在一定距离的传输之后，EDFA会放大光信号，在应用时可以根据实际情况把EDFA用作线放、功放和前放。

2.4 DWDM的主要特点

DWDM是一项新的光通信技术，特点如下：（1）器件的运转速度要求下降。目前信号的传输速率越来越高，不少光器件响应速度已明显不能适应这种状况，DWDM技术可有效降低信号传输对某些光器件在性能上的极大要求，并在此基础上进行大容量的传输。（2）DWDM技术发出的各个波长都是独立的，互不影响的，所以能够同时传输许多传输特性和速率完全不同的信号，保证各种例如数字信号和模拟信号等业务信号的传输。（3）组网的灵活性、经济性和可靠性很高，DWDM技术的应用形式多种多样，对于长途干线网、CATV广播分配网和多路寻址局域网都可以利用DWDM技术来进行实现，完成网络交换和故障恢复，大大提高光网络的生命力。（4）对光纤带宽资源的充分挖掘，光纤具有很大的带宽资源，DWDM技术使一根光纤的传输容量比普通的单波长多出几倍至甚至上百倍，大大增强了光纤的传输量、压缩了成本，从应用和经济价值方面来看都有很大的前景。（5）大大降低线路建设成本，DWDM技术既可以用单根光纤传输，也可以选择双向传输，尤其是在远距离和大容量的传输时能够大大节省光纤，降低成本。同时方便扩容，不需要进行大的变动，只需要进行小规模增容，操作方便，节省人力。

3、DWDM的核心技术问题和应用

3.1 光放大技术

根据光的原理可以知道，在长距离的光传输中，传输距离越长，光功率信号越弱。光功率受限的问题已经被光放大器解决。EDFA目前已经被广泛应用，大量的应用在了长距离DWDM系统的技术领域。EDFA有着很多优势，因此被WDM系统是大力应用，需要强调的是，WDM系统对EDFA有着一个增益稳定的要求，一般的，EDFA用在WDM系统时，各信道的波长并不相同，所以存在增益偏差，而又由于多级放大的作用，增益偏差会越来越大，低电平信道的SNR逐渐恶化，高电平信道信号也会由于光纤的非线性效应而使信号特性恶化，恶果就是在DWDM光传送网络中无法正确传输信号，关于光放大器的选择，我们应该根据系统使用的信道数、系统的要求来选择，以此估算成本。

3.2 克服色散的技术

色散受限也是决定系统传输距离的一个主要因素。色散容纳技术，是指通过某些技术手来段减小或消除色散的影响，延长传输距离。我们常常有如下的解决方法：

（1）色散补偿光纤的运用。这种技术目前已经比较成熟，即采用色散补偿光纤对传输线路的色散性进行补偿。这种光纤是特制的，色度色散为负值。在原理上来说在光纤线路的任何位置都可以放置色散补偿光纤，但是因为它的模场直径很小，导致缩小了光传输的有效作用面积，加强了非线性效应，所以我们在进行设计时最好不要把它放置在光放大器的输出端，想获得较好的系统性能，就要将色散补偿光纤置于接收机侧。

（2）选用新型的光纤。传统的光纤已经进行了大量的铺设，所以DWDM技术的中心就放在了如何利用这种传统光纤扩容技术。目前的性能更加优越的光纤在传统光纤的基础上扩大了模场的直径，因此光纤的传输有效面积变大，这种技术的应用能够得到更好的信噪比，并且同时有效减小光纤的非线性效应。

（3）对光源的谱线宽度进行压缩。色散对光脉冲的主要影响表现在经过传输的光脉冲将受到展宽，在一定的传输距离中，这种展宽的大小就取决于传输光纤的色散系数和光源发送的光波的频谱宽度。我们选用的激光器的最主要特点是频率啁啾系数比较小，这样才能够有效的减小传输线路色散的影响，若想有效的减小光源啁啾系数，可选用外调制来进行控制。目前在WDM系统中，大多数的光源均为外调制激光器。

3.3 光合波与分波技术

目前，光合波与分波器在高速、大容量波分复用系统中起着十分重要的作用，它们性能的好坏决定着系统的传输质量。合波与分波器性能指标主要有插入损耗和串扰，WDM系统对它们的要求是： A、较小的信道串扰。B、较低的偏振相关。C、较小的损耗和偏差。目前新型的光器件已经得到了大力的推广应用，光合波与分波技术得到了飞速的发展。

3.4 网络管理技术

所有的网络运营，落实到最基本的问题，都是监测、控制和管理。对于DWDM光传送网也同样如此，网络的管理技术主要包括以下几个方面的内容：

（1）网络故障监测。具体内容是控制局部或全局的故障诊断和故障节点和路由隔离、自适应实时保护倒换和网络自我愈合、重新置构。

（2）管理网络传输结构，具体内容是管理波长路由和波长变换的控制，光域内实现网络无阻塞连接和重组的关键就在于此。

（3）对网络及其各组成系统的电气和光谱特性进行监测，具体的内容是检测光信号功率变化与波长的稳定情况、记录系统的噪声与非线性效应、系统的传输色散与衰减、系统各单元部件的接口状态。

4、结束语

DWDM技术自使用之日来就发展迅速，目前基本上已经应用在了所有的光纤系统中，对于原有的传统管弦也会进行改造，使其成为DWDM系统。我们分析了DWDM系统的各种强大优势和应用管理方法，相信在不久的未来，DWDM技术一定会给CATV带来一个无限美好的未来。

参考文献

[1] 丁炜.DWDM技术在CATV中的应用.网络与多媒体.2005，（07）

[2] 王榛.DEDM的主要技术问题与解决.武汉科技学院学报.2003，（05）