WDM 波分复用 （整理）

＜Wavelength Division Multiplexing -- 波分复用 ＞

把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送（每个波长承载一个TDM 电信号）的方式统称为波分复用。

 

波分复用是一种光纤传输技术，这种技术在一根光纤上使用不同的波长传输多种光信号。现在，在为远程通信设计的高端WDM系统中，每种光信号（通常是指一个信道或一种波长）最多可以达到2．5Gps或10Gbps的传输速率。当前的系统能够支持32到64个信道，厂商承诺将在不久的将来提供支持96信道或128信道的系统。这将使得一根光纤就能够传送几百Gps的信息。

 

密集波分复用（DWDM）一词经常被用来描述支持巨大数量信道的系统，在这里，“密集”没有明确的定义。相反，在一根光纤上使用两个或者四个信道有时也被称为WDM。

 

 

＜WDM光传输技术简介＞

 

波分复用（WDM）是光纤通信中的一种传输技术，它利用了一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点，把光纤可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段用作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有差别，按照通道间隔差异，WDM可以细分为W-WDM、M-WDM、D-WDM。

 

我们可以将一根光纤看作是一个多车道的公用道路，传统的TDM系统只不过利用了这条道路上的一条车道，而使用D-WDM技术，类似于利用公用道路上尚未使用的车道，以获取光纤中未开发的巨大传输能力。

 

＜波分复用技术的发展＞

 

波分复用技术在光纤通信出现伊始就出现了。从1995年开始，WDM发展进入了快车道，Lucent率先推出了8*2.5G波分复用系统，Ciena推出了16*2.5G系统。我国已完成了4*2.5G的现场实验，8*2.5G实验系统已通过签定。

 

WDM发展迅速的主要原因在于：

（1）光电器件的迅速发展。

（2）TDM 10Gb/s面临着电子元器件响应时间的挑战。

（3）光纤色散和偏振模色散限制了10Gb/s的传输。

90年代初，EDFA（掺铒光纤放大器）的迅速商用化解决了WDM复用器带来的插入损耗问题。EDFA能提供的功率增益约为40dB，更重要的是，EDFA放大的波长窗口，足以容纳很多路相互间隔的不同波长一同得到功率增益，这对波分复用（WDM）系统的应用非常有益。

 

＜波分复用系统＞

 

目前，各厂家的波分复用系统基本分为两类：集成系统和开放系统。

集成系统的同步数字传输系列（SDH）终端具有满足G.692的光接口、标准的光波长、满足长距离的光源。

 

开放系统在波分复用器前端加入了波长转移单元OUT，将当前SDH的G.957接口波长转换为G.692的标准波长光接口。

 

＜波分复用技术及器件＞

 

波长转移单元OUT

 

从SDH终端送来的光信号，经过光-电-光转移，将特定波长信号送入合波器（OMU）。在WDM系统中，波长稳定的必要性表现在以下三个方面：

（1）减小相邻通路间的干扰。（2）提高系统性能。（3）从一定程度上降低对波分的要求。

 

对OUT的使用提出了两种技术选择：

——只作为波长转换器，无再生中继器功能的OUT应用。

——作为再生中继器功能的OUT应用。

 

＜波分复用器件＞

 

光合波器用于传输系统的发送端，是一种具有多个输入端口和一个输出端口的器件。光分波器用于传输系统的接收端，正好与光合波器相反，它具有一个输入端口和多个输出端口，将 光放大器可以作为前置放大器、线路放大器、功率放大器，是光纤通信中的关键部份之一。目前研制的光放大器分为光纤放大器（OFA）和半导体光放大器（SOA）两大类。光纤放大器又有掺铒光纤放大器（EDFA）、掺铒光纤放大器（PDFA）、掺铌光纤放大器（NDFA）。其中，EDFA的性能优越，已经在WDM实验系统、商用系统中广泛应用。

 

EDFA包括三个部分：泵光源、光耦合器、掺铒石英光纤。其特点是：

（1）有较宽的增益带宽。

（2）能提供较高的增益，噪声系数小。

（3）泵浦波长为980nm和1480nm，与半导体激光器的波长相适应。

（4）与传输光纤的耦合效率高。

（5）输入信号过大时，EDFA的增益饱和，输出功率趋于一个有限的固定值。

（6）可透明地实现放大，不必考虑信号的速率及调制方式，而且可以将各个通路的信号一起放大。