通信向，光分插复用器__intro (What is Optical Add-Drop Multiplexer?)

Telecommunication 简介，Why Optical-fiber Telecommunication?

  通信(Telecommunication)，这是个存在于我们生活的各个重要位置上的技术（可以想想家里蹲的信号一旦被切断，瞬间退化为山顶洞人的悲惨景象。。。），仔细考虑一下“从前的人类”是如何实现通信的，也就是如何传递信息的，无论是你对着一群人大喊大叫（这一般被称为“广播”），还是冲着一个人的耳朵这样的“窃窃私语”（“单播”）都离不开最基础的通信理论。然而之所以如今人与人之间的“距离”变得如此之近（说白了就是信息的传递速度&效率这样的高：呢！，这里指的是能够投入实际应用的比特率(Bit rate)），是现代“通信技术”的迅速发展成就的伟业，已经成为当代生产力最为活跃的技术因素的它，如今在以新的形式继续向着更加有趣的方向发展。

    人们凭借喊叫进行通信（声速大体是），这已经算是“无线通信”了，但是 Maxwell 的《电磁通论》让人们发现无线电（真空 Maxwell 场方程具有波动解的波速"constant"为）真是个速度快而且容易使用的便利工具（这东西后来被用作信息的载体，叫信道(Information channel)），美中不足的就是，“世界这么大>_<”且充满了电磁场，却只能传递一种信号，那未免太浪费了叭！避免浪费的话有两种措施（当然也还有其它的方式）：

    .将这么大的世界（空间）里每一种波长（或频率，或编码形式）的电磁波都当作一个独立的信道，从而达到同一空间分开为复数的信道来使用，复用(DM)就是这么来的了；

    .使用“有线通信”，如同轴电缆来传输电信号，再转化为声音信号等进行通信。它们各有优缺点，却着实提高了信息传递的效率和速度>_<.

    这里面中的难题在于：实际上我们需要架设很多的基站，因为电磁波在空间中传播是有能量损失的（真空基本上是与成正比，是波长，则是与发射电磁波的天线的距离，而且你还要考虑散射、衍射等一系列糟糕的复杂效应），现在我们已经把基站建设在世界各地，但仍然不能保证你在任何一个犄角旮旯里都能享受到满格的4G信号；

为无线电通信架设的基站 Base Station

    而中的难题之一存在于同轴电缆的线间串扰(Crosstalk)，说的简单点就是电缆离得太近会由于电磁场互相感应而产生噪声，通信里最怕的就是噪声了，于是关于串扰的数据就成了一根电缆质量好坏的指标，做出屏蔽性能更好的电缆也成了一个挑战。

    这些问题都在“光通信”这一新模式中瞬间解决，

    1966年，高锟和霍克哈姆（G.A.HocKham）发表了具有重大意义的论文《光频率介质纤维表面波导》，分析了玻璃纤维中光传输损耗大的主要原因，大胆地预言，只要能设法降低玻璃纤维的杂质，就有可能使光纤的损耗从每公里降低到。

Optical fiber

    除此之外，光仍然是一种电磁波，在无线电通信中所使用的空分复用技术也可以沿用到光纤通信中来，而且光纤导光所用的全反射原理指出光纤通信抗电磁干扰的特性，就这样，光纤通信技术不仅留住了从前的优势，又有了自己的一系列新的强项，它就这样在残酷的竞争中生存了下来。

浅涉 WDM 技术

WDM technology

    在光通信中，实际上波分复用(WDM, Wavelength Division Multiplexing)和频分复用是一回事，明显的，波长区域与频域(Frequency domain)是一一对应的关系（），波分复用是说，把一根光纤当成几根用，再简单些，就是光纤同时传输多个频率的不同信号，从而达到节省时间，提高信息传输效率的目的。

    餐厅的环境很吵，你在说话的同时，别人也在说话，但是坐你对面的人能分辨出你的声音，所以只接收了你发出的那部分信息，却并不理会别人说的是什么，首先大家说话的声音处在不同的频率上，空气会把它们混合在一起，然后由你朋友的大脑处理，分离出各个频段的信息，再取出自己想要的那部分，现在你把餐厅视为传输光信号的光纤，所有人都变成了光发射器(Light emitter)，空气把它们混合在一起的过程是它行驶了光复用器(Optical multiplexer)的职能，而最后大脑把不同频率的信号分离开来则是行使了解复用器(Demultiplexer)的职能。

关于 OADM

    要想在光纤通信这一新兴技术中沿用波分复用的老套路，就需要各种新型的器件，其中之一被人们选择的是光分插复用器(OADM, Optical Add-Drop Multiplexer)，这是一种集“解复用”、“分插滤波单元以及复用单元”为一体的光学元件，作为光网络(Optical Networks)中重要的节点(Node)之一在研究中备受关注。

OADM general model

    Now let's begin to meet a general type of what the Optical Add-Drop Multiplexer is, the sentence "Add" means "An optical signal of a new wavelength is added to the incoming optical signal, and then to multiplexed into the optical fiber with other channels", on the other hand, "Drop" means "To remove a signal of one wavelength from the incoming optical signal, and let the other signal go all the way through it", in short, "Multiplexing and Demultiplexing".

    The OADM can be realized with many kind of method, one of them is the "Tunable Filter Based On F-P Cavity", which can be simply made of "Optical collomator"、"Filter"、and "Piezoelectric Ceramic Micro-displacer", if want to add or drop the signal, just to import the wavelength from the collomator or remove the wavelength after to import the WDM signal into the filter via the input side of it.

Optical filter

    As for the F-P Cavity, the next article will give out a superexplanation of it, it is the core component of the filter, and the simplest.