文章导读:什么是OADM光分插复用器光分插复用器的功能光分插复用器的类型(FOADM, TOADM)OADM的应用1、什么是OADM光分插复用器由不同的光通道进出单模光纤。 图片2、光分插复用器的功能传统的 OADM 由光复用器、光解复用器和介于它们之间的一种重构方法,即在光解复用器、光复用器和一系列进展信号分插的端口之间进展路径重构的方法。 图片3、光分插复用器的类型(FOADM, TOADM)根据可实现上下波长的灵活性,OADM可分为固定波长OADM(FOADM)和可重构OADM(ROADM)。 与固定光分插复用器不同,ROADM 允许在线重新配置且不影响流量。 在DWDM城域网结构中,OADM(光分插复用器)是最关键的部件,需使用大量的OADM,它的作用是在DWDM环路中灵活地添加分离波长。
在骨干网及长途网络中广泛应用之外,基于CWDM和FOADM(固定光分插复用器)的波分复用技术也同时在城域网开始得到应用。WDM的特点和优势也在CATV传输系统中表现出广泛的应用前景。 在接收部分由一个分波器将不同波长的光载波信号分开, 由光接收机作进一步处理以恢复原信号。多路复用器(Demux)是一种对多路复用器进行反向处理的设备。 OADMOADM是光分插复用系统(Optical Add-Drop Multiplexer),在光域中实现支路信号的分插和复用,主要功能是从多波长的传输光路中有选择地分出或插入一个或多个波长信道,同时不影响其它波长信道的传输 图片分插即是上路、下路下路就是在传输光路中的多种波长信道中分出一个或多个波长进入到光分插复用器中,其他无关的信道直接通过光分插复用器继续下一道业务处理。 上路就是在进入到光分插复用器的光信号中,新增加一种波长的信道,和其他的信道一起复用到光纤中。
MCS多播交换光开关模块是基于PLC技术及MEMS技术的多播交换光开关(MCS),可将任何光输入路由到任意一个输出端,是下一代可重构光分插复用系统(ROADM)的关键组成部分。 23.jpg 首先,我们先了解一下什么是可重构光分插复用系统(ROADM)。 可重构光分插复用器(ROADM)是光分插复用器(OADM)中的一种,可从波分复用(WDM)传输链路中增加或去掉一种或多种光信号的设备,可使用在密集波分复用(DWDM)系统中。 多播交换光开关就是可重构光分插复用系统中的核心器件之一,配合波长选择开关(WSS),可实现ROADM的波长无关(将任意波长直接指向任意端口)、方向无关(接收多个不同方向的输入波长通道)、无冲突(能够通过同一个开关从不同方向下载同一波长信道 多播交换光开关的结构 24.jpg 如图所示,单只模块内集成两个独立MCS功能单元;每个功能单元由M个独立的1x16 PLC Splitter和N个独立的1x8 MEMS光开关组成。
在上述多维节点中,光路的转发由称为可重构分插多路复用器 (ROADM) 的器件来搞定。 ROADM的主要组成部分是波长选择开关(WSS),其逻辑示意图如下: 在上图中,作为多路复用器的WSS,WSS 能够从其任何输入端口选择任何一组波长并将其引导至输出端口。 作为解复用器WSS,WSS 能够从其输入端口选择任何一组波长,并将其引导至任何输出端口。 多路复用器工作的WSS的物理结构如下图所示。 在Front-End optics光器件 之后,输入的WDM信号通过衍射光栅进行波长解复用。 Back-End Optics光器件将多个波长引导到一个反射镜上,该反射镜能够在空间上将每个波长引导到所需的输出端口。反射器可以基于微机电机器 (MEMs) 或硅基液晶 (LCoS) 技术构建。
4K/8K、VR/AR轮番上阵,5G、WiFi-6加速普及,对整个通信承载网络,带来了巨大的带宽压力。 想要应对这样的压力,目前看来只有一个办法,那就是将整个网络全面光纤化,建设大一统的全光网络。 ROADM,可以念做“肉德姆”,英文全称比较长,也比较烧脑,是Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexers,可重构光分插复用器。 FOADM是Fixed OADM,固定式光分叉复用器。它比ROADM更早出现,目的是一样的,为了实现乘客的上车、下车。 FOADM分为串型和并型。下图是并型的简单原理示意图: ? 采用PLC的ROADM,将解复用器、光开关、VOA(可变光衰器)、分光器及复用器等集成在一块芯片上,提高了集成度,降低了系统成本。 ? WSS采用光开关阵列,可以将波长信号分插到任意通道进行传输。 ? WSS波长选择开关 也就是说,基于WSS,可以实现端口的任意指配,具有很高的自由度。 ?
5G技术的兴起和5G基站的大规模建设,使无线通信逐步呈现高速大容量的特点。5G技术背后的基础是庞大的光纤通信网络。 基于MCS的CDC ROADM 5G技术和互联网应用的高速发展带来带宽需求的激增,促进全光网络的升级。作为全光网中的关键部分,ROADM及相关无源光器件市场有望迎来快速增长。 ROADM即可重构光分插复用器,可下载/上载任意波长组合。随着互联网流量的快速增长,传统的ROADM交换节点无法满足系统要求。逐渐向无色/无方向/无争用(CDC)发展。 光信号从其中一个输入端口输入,首先被光分路器分成N份,向所有N个光开关广播;然后由对应目标输出端口的光开关选择接收到的光信号,而其他光开关而忽略该信号。 多个Y分支的级联构成一个具有大端口数的光分路器。Y分支光分路器通常由玻璃波导制成,如图5所示。 4.jpg 5.jpg
光接收设备接收的光信号强度需要在一定的范围内,光功率不能过强或过弱,否则会导致设备寿命变短或不能正常工作。 光纤衰减器就是可以作用于其中,用于降低光信号能量,对输入光功率衰减的光无源器件,避免由于输入光功率超强而使光接收机产生失真。 光纤衰减器是通过光信号的吸收、反射、扩散、散射、偏转、衍射、色散等来降低光功率。 比如光信号的吸收,将光纤衰减器设定一个可以吸收光能的工作波长范围,在这个范围内,其不反射光,减少不必要的回波反射,通过这种方式达到光功率的衰减效果。 主要应用于:光配线架、光纤网络系统、高速光纤传输系统、有线电视(CATV)系统、长途干线密集波分复用(DWDM)系统、光分插复用器(OADM)。
光线还有另外几个概念,环境光(ambient light)、漫反射光(diffuse light)、镜面反射光(specular light)。 所谓环境光是指入射光均匀地从周围环境入射至景物表面并等量地向各个方向反射出去,通常物体表面还会受到从周围环境来的反射光(地面、天空、墙壁等)的照射,这些统称为环境光。 漫反射光表示特定光源在景物表面的反射光中那些向空间各方向均匀反射出去的光。 镜面反射光为朝一定方向的反射光,如点光源照射一个金属球时会在表面形成一块特定亮的区域,它是光源在金属球面上产生的镜面反射光,镜面反射光与物体的光滑程度有关系。 二、 创建光源 首先,我们必须清楚,光源是加在整个场景中的而不是某个对象,就像太阳光打到地球上,是整个环境都有了光,而不是说只是某个对象有了光。
随着通信技术的不断进步,PDH标准逐渐展现出其局限性,如: 三种地区标准,难以国际互通 光接口不规范,无法横向兼容 为了解决这些问题,ITU进一步发展了同步数字体系(SDH),旨在提供一个更加统一和高效的全球性标准 为了解决这个问题,WDM波分复用技术的就出现,通过在单根光纤中同时传输多个不同波长的光信号。其核心组件包括波长分复用器、光放大器和光分插复用器。 波长分复用器负责将不同波长的光信号组合进一根光纤,光放大器则解决了信号在长途传输中的衰减问题,为网络提供了前所未有的带宽扩展和传输距离。 CWDM粗波分由于传输距离短,衰耗并非主要限制因素,所以CWDM系统中信号光跨越多个波段(1311~1611nm),而DWDM由于传输距离的要求,选择了传输衰耗最小的传统C波段和L波段这两个传输窗口。
技术:Infinera 的光网络产品使用最新技术,例如其1.6T ICE6 相干光引擎,其运行速度高于 100 Gbaud。 技术:ADVA的光网络产品包括最新的波分复用器、运营商以太网接入产品和网络管理软件。 服务和支持:公司通过专门的客户门户提供24小时全天候支持。 诺基亚 诺基亚是全球领先的电信设备和服务提供商。 例如,其 1FINITY 平台为 ROADM(可重构光分插复用器)网络提供了多种选择。 服务和支持:公司通过员工和合作伙伴在 100 多个国家/地区拥有超过 160,000 名服务专业人员。 其智能 E-OTN 2.0 解决方案是该公司应对 5G 时代的超高带宽、低延迟和高可靠性要求的一个例子。 服务与支持:中兴通讯通过其全球服务中心网络,提供全天候、多语言的客户服务和技术支持。 【投稿】 欢迎SDN、NFV、边缘计算、SD-WAN、TSN、5G 网络切片等网络方向的观点类、新闻类、技术类稿件。
5G商用,承载先行。日前,中国电信正式对外发布了《5G时代光传送网技术白皮书》。 3 面向5G的光传送网承载方案 5G承载网络由前传、中传、回传三部分组成。 在综合业务接入点 CO(Central Office,中心局)可以部署无线集中式设备(DU 或 CU+DU)。 4 5G时代的光传送网关键技术演进 5G开创了通信领域的新纪元,也给OTN承载网带来了新机遇。虽然依据网络承载功能的不同,将5G承载网分为前传、中传和回传三段不同架构。 因此,光传送网通过不断的技术创新,实现传输技术性能飞跃,来适应5G的网络承载需求。 4.2.1 ROADM全光组网调度技术 通过光层ROADM设备实现网络节点之间的光层直通,免去了中间不必要的光-电-光转换,可以大幅降低时延。
光分插复用 Optical Add/ Drop Multiplexer 上 /下复用器,插 /分复用器 Add Drop Multiplexer E1: ① 一条 E1在同轴电缆线上是 TDM:时分复用和复用器 ( TDM: Time Division Multiplex and Multiplexer) 时分复用是指一种通过不同信道或时隙中的交叉位脉冲,同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据 时分复用器是一种利用 TDM 技术的设备,主要用于将多个低速率数据流结合为单个高速率数据流。来自多个不同源的数据被分解为各个部分(位或位组),并且这些部分以规定的次序进行传输。 因此,在同一个箱子中同时存在时分复用器和解复用器( De-multiplexer)是常见的。
OXC(optical cross-connect),即光交叉连接,是ROADM(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer,可重构光分插复用器)的演进版。 作为光网络的核心交换单元,光交叉连接(OXC)的扩展能力与经济性不仅决定了网络拓扑的灵活性,更直接关系到大规模光网络的建设与运维成本。不同类型的OXC在架构设计与功能实现上存在显著差异。 为验证该架构的实际性能,研究团队基于动态光路请求开展了仿真实验。 结果表明,在方向维数D=4的场景下,HMWC-OXC的阻塞概率与传统Spanke-OXC基线(S(64,4)接近,例如使用v(64,2,32,0,4)配置时,中等负载下阻塞率仅增加约5%。 对于光网络运营商而言,这一架构尤其适用于流量增长不确定的场景,为其构建弹性可扩展的全光骨干网提供了切实可行的技术方案。
ROADM(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer),即可重构光分插复用器。 它可以在不需要将光信号转换为电信号的情况下,灵活地调整路由光信号。同时,ROADM 也提供了可重构性,允许在网络内实时调整信号路由路径。 另外,又因为是纯光交换,可以实现了光域内的快速信号路由,消除了光电信号转换所带来的延迟和能耗。 其中,WSS 技术、OA 放大器、光信道监控器(OCM)、光监控信道(OSC)和光时域反射仪(OTDR),这5个关键技术推动着 ROADM 的演变。 下面我们逐个来看! OTDR 的进步 OTDR 向待测试的光纤发射光脉冲,并分析通过散射和反射返回的光。应用包括精确定位光纤断裂的位置、检测光纤衰减检测。
5. WDM波分复用器 和 光分路器的区别 6. 影响WDM波分复用器的性能指标有哪些? 7. 如何区分O、E、S、C、L、U波段波长? 8. WDM5.jpg 在整个WDM系统中,光波分复用器和解复用器是WDM技术中的关键部件,其性能的优劣对系统的传输质量具有决定性作用。 WDM波分复用器 和 光分路器的区别 有很多人不能理解波分复用和光分路器之间的区别。 滤波片型波分复用器能在较宽的波长范围内将不同波长的光糅合或分开,广泛应用于掺铒光放大器、拉曼放大器和WDM光纤网络中。 MWDM主要是在中国5G前传网络环境下提出的。 WDM11.jpg LWDM LWDM是基于以太网通道的波分复用Lan-WDM技术,也被称为细波分复用。
30.jpg 复用器MUX 合波器MUX的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输。在发送端,N个光发射机分别工作在N个不同波长上,这N个波长间有适当的间隔分隔,分别记为λ1,λ2...λn。 一个合波器将这些不同波长的光载波信号进行合并,耦合入单模光纤。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。 解复用器DEMUX 分波器DEMUX的主要作用是将一根光纤中传输的多个波长信号分离出来。在接收部分由一个分波器将不同波长的光载波信号分开, 由光接收机作进一步处理以恢复原信号。 3.插入损耗 插入损耗是光传输系统中波分复用器(WDM)插入引起的衰减。 波分复用器本身对光信号的衰减作用,直接影响系统的传输距离。通常地,插入损耗越低,信号衰减越少。 5.偏振相关损耗PDL 偏振相关损耗PDL是在固定温度、波长及同Band下,不同极化态所造成的最大与最小Loss之间距离,即所有输入偏振状态下插入损耗的最大偏差。
在发射器和接收器上使用数字信号处理,相干 WDM 技术在 DWDM 网络中提供具有成本效益和高度可靠的光传输。 1990 年代中期首次引入 WDM 时,典型的波长数据速率为 2.5G。 高速光调制器和更好的色散管理使向 10G 波长的转变成为可能。 频谱整形跨级联可重构光分插复用器 (ROADM) 提供更大容量,从而提高 DWDM 通道的频谱效率。作为灵活 WDM 网格系统中的一项关键技术,它允许将载波挤得更近,以最大限度地提高容量。 强烈缓解分散 当光信号通过光缆传输时,不可避免地会出现光纤损伤,例如色散 (CD)和偏振模色散 (PMD)。 相移键控调制,如差分相移键控 (DPSK)和差分正交相移键控 (DQPSK) 受到青睐,因为与 IM-DD 相比,在所需的光信噪比 (OSNR ) 方面具有显着优势) .
《Mars说光场》系列文章目前已有5篇,包括: 《Mars说光场(1)— 为何巨头纷纷布局光场技术》; 《Mars说光场(2)— 光场与人眼立体成像机理》; 《Mars说光场(3)— 光场采集》; 《Mars 说光场(4)— 光场显示》; 《Mars说光场(5)— 光场在三维人脸建模中的应用》 ; 沉浸感经授权发布。 图 5. Specular Ball 采集环境光 ? 图 6. Light Stage 5 偏振光布局 人脸包括低频和高频两种几何信息,低频几何信息主要是指鼻梁高低、脸型胖瘦等;高频几何信息主要是指毛孔、胡须、唇纹等。 对于低频几何信息,Light Stage 5采用两种三维建模方法:一种是用DLP高速投影仪和Phantom高速摄像机构成基于结构光的实时三维重建。
如上图所示,四座建筑通过多个8通道的CWDM复用/解复用器连接。 点对点网络 点对点粗波分复用CWDM网络是粗波分复用CWDM网络中最简单的网络结构,也是其他复杂网络构建的基础。 通过添加其他设备,如CWDM OADM粗波光分插复用器,点对点粗波分复用CWDM网络很容易变成更复杂的网络。上图显示了使用8通道CWDM复用/解复用器的点对点粗波分复用CWDM网络。 正如下图所示,使用四个带扩展口的8通道CWDM复用/解复用器可以使现有光纤的容量增加一倍,不需要安装或租赁额外的光纤,从而降低成本和人力。 如上图所示,两个Cisco交换机通过四个8通道CWDM复用/解复用器连接。信号被多路复用,然后通过两根光缆传输。 随着波分复用WDM技术和市场的发展,构建粗波分复用CWDM网络的成本将会更低。
波分设备的工作原理基于波分复用技术(WDM),这是一种在同一根光纤中同时让两个或更多的光波长信号通过不同光信道各自传输信息的技术。 而在接收端,经过分波器(Demultiplexer)将各种波长的光信号分离出来,然后由光接收机进一步处理恢复为原信号。 简单来说,波分复用器和解复用器是基于薄膜滤波器(TFF)的产品,复用器将不同波长的光信号复用至单根光纤进行传输,解复用器则将光纤中的信号分解为不同波长的信号。 波分设备的应用非常广泛,包括数据中心互连、城域光传送网、电信网络等。 关于有源波分复用器和无源波分复用器的选择无源波分复用器 成本节省:无需配置光纤放大器和色散补偿器,因此建网成本较低。使用简单:即插即用的系统,操作方便。不需要电源:因为是无源设备,所以故障率低。