波分復(fù)用技術(shù)定義

在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波長(zhǎng)信號(hào)通過不同光信道各自傳輸信息，稱為光波分復(fù)用技術(shù)，簡(jiǎn)稱WDM。光波分復(fù)用包括頻分復(fù)用和波分復(fù)用。光頻分復(fù)用（frequency-division multiplexing,FDM）技術(shù)和光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)無明顯區(qū)別，因?yàn)楣獠ㄊ请姶挪ǖ囊徊糠?，光的頻率與波長(zhǎng)具有單一對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常也可以這樣理解，光頻分復(fù)用指光頻率的細(xì)分,光信道非常密集。光波分復(fù)用指光頻率的粗分，光信道相隔較遠(yuǎn)，甚至處于光纖不同窗口。

光波分復(fù)用一般應(yīng)用波長(zhǎng)分割復(fù)用器和解復(fù)用器（也稱合波/分波器）分別置于光纖兩端，實(shí)現(xiàn)不同光波的耦合與分離。這兩個(gè)器件的原理是相同的。光波分復(fù)用器的主要類型有熔融拉錐型，介質(zhì)膜型，光柵型和平面型四種。其主要特性指標(biāo)為插入損耗和隔離度。通常，由于光鏈路中使用波分復(fù)用設(shè)備后，光鏈路損耗的增加量稱為波分復(fù)用的插入損耗。當(dāng)波長(zhǎng)L1,L2通過同一光纖傳送時(shí)，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。

（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(fù)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(gè)或數(shù)個(gè)非同步信號(hào)的能力，有利于數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的兼容，與數(shù)據(jù)速率和調(diào)制方式無關(guān)，在線路中間可以靈活取出或加入信道。

(3）對(duì)已建光纖系統(tǒng)，尤其早期鋪設(shè)的芯數(shù)不多的光纜，只要原系統(tǒng)有功率余量，可進(jìn)一步增容，實(shí)現(xiàn)多個(gè)單向信號(hào)或雙向信號(hào)的傳送而不用對(duì)原系統(tǒng)作大改動(dòng)，具有較強(qiáng)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(shè)成本、由于光纖數(shù)量少，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，恢復(fù)起來也迅速方便。

(5）有源光設(shè)備的共享性，對(duì)多個(gè)信號(hào)的傳送或新業(yè)務(wù)的增加降低了成本。

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

由于多路載波的光波分復(fù)用對(duì)光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)等設(shè)備要求較高，技術(shù)實(shí)施有一定難度，同時(shí)多纖芯光纜的應(yīng)用對(duì)于傳統(tǒng)廣播電視傳輸業(yè)務(wù)未出現(xiàn)特別緊缺的局面，因而WDM的實(shí)際應(yīng)用還不多。但是，隨著有線電視綜合業(yè)務(wù)的開展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的日益增長(zhǎng)，各類選擇性服務(wù)的實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造經(jīng)濟(jì)費(fèi)用的考慮等等，WDM的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在CATV傳輸系統(tǒng)中逐漸顯現(xiàn)出來，表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，甚至將影響CATV網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展格局。一般的WDM復(fù)用設(shè)備具備至少兩種或兩種信號(hào)以上?？煞譃閮刹?、四波、八波、十六波等。以兩波為列下設(shè)帶光/電模塊的switch音頻信號(hào)可設(shè)PCM設(shè)備和轉(zhuǎn)換接口設(shè)備。一般提供兩路備份。

在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波長(zhǎng)信號(hào)通過不同光信道各自傳輸信息，稱為光波分復(fù)用技術(shù)，簡(jiǎn)稱WDM。

波分復(fù)用復(fù)用類型

光波分復(fù)用包括頻分復(fù)用和波分復(fù)用

光頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)和光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)無明顯區(qū)別，因?yàn)楣獠ㄊ请姶挪ǖ囊徊糠?，光的頻率與波長(zhǎng)具有單一對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常也可以這樣理解，光頻分復(fù)用指光頻率的細(xì)分，光信道非常密集。光波分復(fù)用指光頻率的粗分，光信道相隔較遠(yuǎn)，甚至處于光纖不同窗口。

波分復(fù)用結(jié)構(gòu)

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

光波分復(fù)用器的主要類型有熔融拉錐型，介質(zhì)膜型，光柵型和平面型四種

波分復(fù)用性能指標(biāo)

其主要特性指標(biāo)為插入損耗和隔離度

由于光鏈路中使用波分復(fù)用設(shè)備后，光鏈路損耗的增加量稱為波分復(fù)用的插入損耗。當(dāng)波長(zhǎng)λ₁,λ₂通過同一光纖傳送時(shí)，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(fù)用光波分復(fù)用器特點(diǎn)&優(yōu)勢(shì)

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(fù)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(gè)或數(shù)個(gè)非同步信號(hào)的能力，有利于數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的兼容，與數(shù)據(jù)速率和調(diào)制方式無關(guān)，在線路中間可以靈活取出或加入信道。

對(duì)已建光纖系統(tǒng)，尤其早期鋪設(shè)的芯數(shù)不多的光纜，只要原系統(tǒng)有功率余量，可進(jìn)一步增容，實(shí)現(xiàn)多個(gè)單向信號(hào)或雙向信號(hào)的傳送而不用對(duì)原系統(tǒng)作大改動(dòng)，具有較強(qiáng)的靈活性。

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

有源光設(shè)備的共享性，對(duì)多個(gè)信號(hào)的傳送或新業(yè)務(wù)的增加降低了成本。

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

波分復(fù)用現(xiàn)狀

由于多路載波的光波分復(fù)用對(duì)光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)等設(shè)備要求較高，技術(shù)實(shí)施有一定難度，同時(shí)多纖芯光纜的應(yīng)用對(duì)于傳統(tǒng)廣播電視傳輸業(yè)務(wù)未出現(xiàn)特別緊缺的局面，因而WDM的實(shí)際應(yīng)用還不多。但是，隨著有線電視綜合業(yè)務(wù)的開展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的日益增長(zhǎng)，各類選擇性服務(wù)的實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造經(jīng)濟(jì)費(fèi)用的考慮等等，WDM的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在CATV傳輸系統(tǒng)中逐漸顯現(xiàn)出來，表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，甚至將影響CATV網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展格局。

光通信是由光來運(yùn)載信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?。在光通信領(lǐng)域，人們習(xí)慣按波長(zhǎng)而不是按頻率來命名。因此，所謂的波分復(fù)用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)其本質(zhì)上也是頻分復(fù)用而已。

WDM是在1根光纖上承載多個(gè)波長(zhǎng)(信道)系統(tǒng)，將1根光纖轉(zhuǎn)換為多條“虛擬”纖，當(dāng)然每條虛擬纖獨(dú)立工作在不同波長(zhǎng)上，這樣極大地提高了光纖的傳輸容量。由于WDM系統(tǒng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性與有效性，使之成為當(dāng)前光纖通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的主要手段。波分復(fù)用技術(shù)作為一種系統(tǒng)概念，通常有3種復(fù)用方式，即1 310 nm和1 550 nm波長(zhǎng)的波分復(fù)用、粗波分復(fù)用(CWDM，Coarse Wavelength Division Multiplexing)和密集波分復(fù)用(DWDM，Dense Wavelength Division Multiplexing)。

(1)1 310 nm和1 550 nm波長(zhǎng)的波分復(fù)用

這種復(fù)用技術(shù)在20世紀(jì)70年代初時(shí)僅用兩個(gè)波長(zhǎng)：1 310 nm窗口一個(gè)波長(zhǎng)，1 550 nm窗口一個(gè)波長(zhǎng)，利用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)單纖雙窗口傳輸，這是最初的波分復(fù)用的使用情況。

(2)粗波分復(fù)用

繼在骨干網(wǎng)及長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用后，波分復(fù)用技術(shù)也開始在城域網(wǎng)中得到使用，主要指的是粗波分復(fù)用技術(shù)。CWDM使用1 200~1 700 nm的寬窗口，目前主要應(yīng)用波長(zhǎng)在1 550 nm的系統(tǒng)中，當(dāng)然1 310 nm波長(zhǎng)的波分復(fù)用器也在研制之中。粗波分復(fù)用(大波長(zhǎng)間隔)器相鄰信道的間距一般≥20 nm，它的波長(zhǎng)數(shù)目一般為4波或8波，最多16波。當(dāng)復(fù)用的信道數(shù)為16或者更少時(shí)，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(shè)備尺寸方面，CWDM系統(tǒng)比DWDM系統(tǒng)更有優(yōu)勢(shì)，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(fù)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?gòu)S家已經(jīng)能夠提供具有2~8個(gè)波長(zhǎng)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(wù)發(fā)展不是非常快的城市使用。

(3)密集波分復(fù)用

密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)可以承載8～160個(gè)波長(zhǎng)，而且隨著DWDM技術(shù)的不斷發(fā)展，其分波波數(shù)的上限值仍在不斷地增長(zhǎng)，間隔一般≤1.6 nm，主要應(yīng)用于長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)。在所有的DWDM系統(tǒng)中都需要色散補(bǔ)償技術(shù)(克服多波長(zhǎng)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(bǔ)償光纖來進(jìn)行補(bǔ)償，而在40波DWDM系統(tǒng)中，必須采用色散斜率補(bǔ)償光纖補(bǔ)償。DWDM能夠在同一根光纖中把不同的波長(zhǎng)同時(shí)進(jìn)行組合和傳輸，為了保證有效傳輸，一根光纖轉(zhuǎn)換為多根虛擬光纖。目前，采用DWDM技術(shù)，單根光纖可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量高達(dá)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。