波分復用技術

光波分復用一般應用波長分割復用器和解復用器（也稱合波/分波器）分別置于光纖兩端，實現(xiàn)不同光波的耦合與分離。這兩個器件的原理是相同的。光波分復用器的主要類型有熔融拉錐型，介質膜型，光柵型和平面型四種。其主要特性指標為插入損耗和隔離度。通常，由于光鏈路中使用波分復用設備后，光鏈路損耗的增加量稱為波分復用的插入損耗。當波長L1,L2通過同一光纖傳送時，在與分波器中輸入端L2的功率與L1輸出端光纖中混入的功率之間的差值稱為隔離度。

由于多路載波的光波分復用對光發(fā)射機、光接收機等設備要求較高，技術實施有一定難度，同時多纖芯光纜的應用對于傳統(tǒng)廣播電視傳輸業(yè)務未出現(xiàn)特別緊缺的局面，因而WDM的實際應用還不多。但是，隨著有線電視綜合業(yè)務的開展，對網(wǎng)絡帶寬需求的日益增長，各類選擇性服務的實施、網(wǎng)絡升級改造經(jīng)濟費用的考慮等等，WDM的特點和優(yōu)勢在CATV傳輸系統(tǒng)中逐漸顯現(xiàn)出來，表現(xiàn)出廣闊的應用前景，甚至將影響CATV網(wǎng)絡的發(fā)展格局。一般的WDM復用設備具備至少兩種或兩種信號以上?？煞譃閮刹ā⑺牟?、八波、十六波等。以兩波為列下設帶光/電模塊的switch音頻信號可設PCM設備和轉換接口設備。一般提供兩路備份。

在同一根光纖中同時讓兩個或兩個以上的光波長信號通過不同光信道各自傳輸信息，稱為光波分復用技術，簡稱WDM。光波分復用包括頻分復用和波分復用。光頻分復用（frequency-division multiplexing,FDM）技術和光波分復用（WDM）技術無明顯區(qū)別，因為光波是電磁波的一部分，光的頻率與波長具有單一對應關系。通常也可以這樣理解，光頻分復用指光頻率的細分,光信道非常密集。光波分復用指光頻率的粗分，光信道相隔較遠，甚至處于光纖不同窗口。

（1）充分利用光纖的低損耗波段，增加光纖的傳輸容量，使一根光纖傳送信息的物理限度增加一倍至數(shù)倍。我們只是利用了光纖低損耗譜（1310nm-1550nm）極少一部分，波分復用可以充分利用單模光纖的巨大帶寬約25THz，傳輸帶寬充足。

(2）具有在同一根光纖中，傳送2個或數(shù)個非同步信號的能力，有利于數(shù)字信號和模擬信號的兼容，與數(shù)據(jù)速率和調(diào)制方式無關，在線路中間可以靈活取出或加入信道。

(3）對已建光纖系統(tǒng)，尤其早期鋪設的芯數(shù)不多的光纜，只要原系統(tǒng)有功率余量，可進一步增容，實現(xiàn)多個單向信號或雙向信號的傳送而不用對原系統(tǒng)作大改動，具有較強的靈活性。

(4）由于大量減少了光纖的使用量，大大降低了建設成本、由于光纖數(shù)量少，當出現(xiàn)故障時，恢復起來也迅速方便。

(5）有源光設備的共享性，對多個信號的傳送或新業(yè)務的增加降低了成本。

(6）系統(tǒng)中有源設備得到大幅減少，這樣就提高了系統(tǒng)的可靠性。

在同一根光纖中同時讓兩個或兩個以上的光波長信號通過不同光信道各自傳輸信息，稱為光波分復用技術，簡稱WDM。

波分復用復用類型

光波分復用包括頻分復用和波分復用

光頻分復用（FDM）技術和光波分復用（WDM）技術無明顯區(qū)別，因為光波是電磁波的一部分，光的頻率與波長具有單一對應關系。通常也可以這樣理解，光頻分復用指光頻率的細分，光信道非常密集。光波分復用指光頻率的粗分，光信道相隔較遠，甚至處于光纖不同窗口。

波分復用結構

光波分復用一般應用波長分割復用器和解復用器（也稱合波/分波器）分別置于光纖兩端，實現(xiàn)不同光波的耦合與分離。這兩個器件的原理是相同的

光波分復用器的主要類型有熔融拉錐型，介質膜型，光柵型和平面型四種

波分復用性能指標

其主要特性指標為插入損耗和隔離度

由于光鏈路中使用波分復用設備后，光鏈路損耗的增加量稱為波分復用的插入損耗。當波長λ₁,λ₂通過同一光纖傳送時，在與分波器中輸入端λ₂的功率與λ₁輸出端光纖中混入的功率之間的差值稱為隔離度。

波分復用光波分復用器特點&優(yōu)勢

充分利用光纖的低損耗波段，增加光纖的傳輸容量，使一根光纖傳送信息的物理限度增加一倍至數(shù)倍。目前我們只是利用了光纖低損耗譜（1310nm-1550nm）極少一部分，波分復用可以充分利用單模光纖的巨大帶寬約25THz，傳輸帶寬充足。

具有在同一根光纖中，傳送2個或數(shù)個非同步信號的能力，有利于數(shù)字信號和模擬信號的兼容，與數(shù)據(jù)速率和調(diào)制方式無關，在線路中間可以靈活取出或加入信道。

對已建光纖系統(tǒng)，尤其早期鋪設的芯數(shù)不多的光纜，只要原系統(tǒng)有功率余量，可進一步增容，實現(xiàn)多個單向信號或雙向信號的傳送而不用對原系統(tǒng)作大改動，具有較強的靈活性。

由于大量減少了光纖的使用量，大大降低了建設成本、由于光纖數(shù)量少,當出現(xiàn)故障時，恢復起來也迅速方便。

有源光設備的共享性，對多個信號的傳送或新業(yè)務的增加降低了成本。

系統(tǒng)中有源設備得到大幅減少，這樣就提高了系統(tǒng)的可靠性

波分復用現(xiàn)狀

由于多路載波的光波分復用對光發(fā)射機、光接收機等設備要求較高，技術實施有一定難度，同時多纖芯光纜的應用對于傳統(tǒng)廣播電視傳輸業(yè)務未出現(xiàn)特別緊缺的局面，因而WDM的實際應用還不多。但是，隨著有線電視綜合業(yè)務的開展，對網(wǎng)絡帶寬需求的日益增長，各類選擇性服務的實施、網(wǎng)絡升級改造經(jīng)濟費用的考慮等等，WDM的特點和優(yōu)勢在CATV傳輸系統(tǒng)中逐漸顯現(xiàn)出來，表現(xiàn)出廣闊的應用前景，甚至將影響CATV網(wǎng)絡的發(fā)展格局。

光通信是由光來運載信號進行傳輸?shù)姆绞?。在光通信領域，人們習慣按波長而不是按頻率來命名。因此，所謂的波分復用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)其本質上也是頻分復用而已。

WDM是在1根光纖上承載多個波長(信道)系統(tǒng)，將1根光纖轉換為多條“虛擬”纖，當然每條虛擬纖獨立工作在不同波長上，這樣極大地提高了光纖的傳輸容量。由于WDM系統(tǒng)技術的經(jīng)濟性與有效性，使之成為當前光纖通信網(wǎng)絡擴容的主要手段。波分復用技術作為一種系統(tǒng)概念，通常有3種復用方式，即1 310 nm和1 550 nm波長的波分復用、粗波分復用(CWDM，Coarse Wavelength Division Multiplexing)和密集波分復用(DWDM，Dense Wavelength Division Multiplexing)。

(1)1 310 nm和1 550 nm波長的波分復用

這種復用技術在20世紀70年代初時僅用兩個波長：1 310 nm窗口一個波長，1 550 nm窗口一個波長，利用WDM技術實現(xiàn)單纖雙窗口傳輸，這是最初的波分復用的使用情況。

(2)粗波分復用

繼在骨干網(wǎng)及長途網(wǎng)絡中應用后，波分復用技術也開始在城域網(wǎng)中得到使用，主要指的是粗波分復用技術。CWDM使用1 200~1 700 nm的寬窗口，目前主要應用波長在1 550 nm的系統(tǒng)中，當然1 310 nm波長的波分復用器也在研制之中。粗波分復用(大波長間隔)器相鄰信道的間距一般≥20 nm，它的波長數(shù)目一般為4波或8波，最多16波。當復用的信道數(shù)為16或者更少時，由于CWDM系統(tǒng)采用的DFB激光器不需要冷卻，在成本、功耗要求和設備尺寸方面，CWDM系統(tǒng)比DWDM系統(tǒng)更有優(yōu)勢，CWDM越來越廣泛地被業(yè)界所接受。CWDM無需選擇成本昂貴的密集波分解復用器和“光放”EDFA，只需采用便宜的多通道激光收發(fā)器作為中繼，因而成本大大下降。如今，不少廠家已經(jīng)能夠提供具有2~8個波長的商用CWDM系統(tǒng)，它適合在地理范圍不是特別大、數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展不是非常快的城市使用。

(3)密集波分復用

密集波分復用技術(DWDM)可以承載8～160個波長，而且隨著DWDM技術的不斷發(fā)展，其分波波數(shù)的上限值仍在不斷地增長，間隔一般≤1.6 nm，主要應用于長距離傳輸系統(tǒng)。在所有的DWDM系統(tǒng)中都需要色散補償技術(克服多波長系統(tǒng)中的非線性失真——四波混頻現(xiàn)象)。在16波DWDM系統(tǒng)中，一般采用常規(guī)色散補償光纖來進行補償，而在40波DWDM系統(tǒng)中，必須采用色散斜率補償光纖補償。DWDM能夠在同一根光纖中把不同的波長同時進行組合和傳輸，為了保證有效傳輸，一根光纖轉換為多根虛擬光纖。目前，采用DWDM技術，單根光纖可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量高達400 Gbit/s，隨著廠商在每根光纖中加入更多信道，每秒太位的傳輸速度指日可待。