波分多路復用

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波分多路復用波分復用WDM(Wavelength Division Multiplexing)是將兩種或多種不同波長的光載波信號（攜帶各種信息）在發送端經復用器(亦稱合波器，Multiplexer)匯合在一起，並耦合到光線路的同一根光纖中進行傳輸的技術；在接收端，經解復用器(亦稱分波器或稱去復用器，Demultiplexer)將各種波長的光載波分離，然後由光接收機作進一步處理以恢復原信號。這種在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術，稱為波分復用。

光學術語

波分復用是利用多個激光器在單條光纖上同時發送多束不同波長激光的技術。每個信號經過數據（文本、語音、視頻等）調製後都在它獨有的色帶內傳輸。WDM能使電話公司和其他運營商的現有光纖基礎設施容量大增。製造商已推出了WDM系統，也叫DWDM（密集波分復用）系統。DWDM

可以支持150多束不同波長的光波同時傳輸，每束光波最高達到10Gb/s的數據傳輸率。這種系統能在一條比頭髮絲還細的光纜上提供超過1Tb/s的數據傳輸率

光通信是由光來運載信號進行傳輸的方式。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，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。由於WDM系統技術的經濟性與有效性，使之成為當前光纖通信網絡擴容的主要手段。波分復用技術作為一種系統概念，通常有3種復用方式，即1 310 nm和1 550 nm波長的波分復用、稀疏波分復用(CWDM，Coarse Wavelength Division Multiplexing)和密集波分復用(DWDM，Dense Wavelength Division Multiplexing)。

兩個波長

這種復用技術在20世紀70年代初時僅用兩個波長：1310 nm窗口一個波長，1550 nm窗口一個波長，利用WDM技術實現單纖雙窗口傳輸，這是最初的波分復用的使用情況。

粗波分復用

繼在骨幹網及長途網絡中應用後，波分復用技術也開始在城域網中得到使用，主要指的是粗波分復用技術。CWDM使用1 200~1 700 nm的寬窗口，主要應用波長在1 550 nm的系統中，當然1 310 nm波長的波分復用器也在研製之中。粗波分復用(大波長間隔)器相鄰信道的間距一般≥20 nm，它的波長數目一般為4波或8波，最多16波。當復用的信道數為16或者更少時，由於CWDM系統採用的DFB激光器不需要冷卻，在成本、功耗要求和設備尺寸方面，CWDM系統比DWDM系統更有優勢，CWDM越來越廣泛地被業界所接受。CWDM無需選擇成本昂貴的密集波分解復用器和「光放」EDFA，只需採用便宜的多通道激光收發器作為中繼，因而成本大大下降。如今，不少廠家已經能夠提供具有2~8個波長的商用CWDM系統，它適合在地理範圍不是特別大、數據業務發展不是非常快的城市使用。

密集波分復用

密集波分復用技術(DWDM)可以承載8～160個波長，而且隨着DWDM技術的不斷發展，其分波波數的上限值仍在不斷地增長，間隔一般≤1.6 nm，主要應用於長距離傳輸系統。在所有的DWDM系統中都需要色散補償技術(克服多波長系統中的非線性失真——四波混頻現象)。在16波DWDM系統中，一般採用常規色散補償光纖來進行補償，而在40波DWDM系統中，必須採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。採用DWDM技術，單根光纖可以傳輸的數據流量高達400 Gbit/s，隨着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。

技術水平

就現有WDM系統傳輸容量的試驗水平來看，北電等公司的1.6Tbit/s(160(10Gbit/s)WDM系統已經成功。在後來的展覽上，北電推出80(80Gbit/s的WDM系統，總容量為6.4Tbit/s。此外，朗訊公司採用80nm譜寬的光放大器創造了波長數高達1022的世界記錄。同時，我們了解到一些世界著名公司現有的WDM系統的各項指標。

在國內，WDM技術的研究和開發不僅活躍，而且進展也十分迅速。武漢郵電科學研究院(WRI)、北京大學、清華大學、郵電部五所先後進行了傳輸實驗或者建設試驗工程。例如：武漢郵電科學研究院在1997年10月成功地進行了16(2.5Gbit/s600km單向傳輸系統，1998年10月在北京『98國際通信展覽會上展示了32(2.5Gbit/s的WDM傳輸系統，並且容量為40(10Gbit/s的WDM系統也進行了傳輸實驗，更高技術水平的WDM系統正在實驗當中。

華為，愛立信，中興，烽火等廠家均有WDM相關布局，華為的WDM全球市場占有率已經躍居第一。100G WDM產品已經正式商用，400G技術驗證以及實驗已經在實驗室開展測試。

發展前景

WDM是一種在光域上的復用技術，形成一個光層的網絡既「全光網」，將是光通訊的最高階段。建立一個以WDM和OXC(光交叉連接)為基礎的光網絡層，實現用戶端到端的全光網連接，用一個純粹的「全光網」消除光電轉換的瓶頸，將是未來的趨勢。WDM技術還是基於點到點的方式，但點到點的WDM技術作為全光網通訊的第一步，也是最重要的一步，它的應用和實踐對於全光網的發展。

用途

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，一根光纖轉換為多個虛擬光纖。所以，如果你打算復用8個光纖載波（OC），即一根光纖中傳輸8路信號，這樣傳輸容量就將從2.5 Gb/s提高到20 Gb/s。由於採用了DWDM技術，單根光纖可以傳輸的數據流量最大達到40Gb/s。隨着廠商在每根光纖中加入更多信道，每秒兆兆位的傳輸速度指日可待。

技術

波分復用技術是將一系列載有信息、但波長不同的光信號合成一束，沿着單根光纖傳輸；在接收端再用某種方法，將各個不同波長的光信號分開的通信技術。這種技術可以同時在一根光纖上傳輸多路信號，每一路信號都由某種特定波長的光來傳送，這就是一個波長信道。

WDM本質上是光域上的頻分復用FDM技術。每個波長通路通過頻域的分割實現，每個波長通路占用一段光纖的帶寬。WDM系統採用的波長都是不同的，也就是特定標準波長，為了區別於SDH系統普通波長，有時又稱為彩色光接口，而稱普通光系統的光接口為"白色光口"或"白光口"。

通信系統的設計不同，每個波長之間的間隔寬度也有不同。按照通道間隔的不同，WDM可以細分為CWDM(稀疏波分復用)和DWDM(密集波分復用)。CWDM的信道間隔為20nm，而DWDM的信道間隔從0.2nm到1.2nm，所以相對於DWDM，CWDM稱為稀疏波分復用技術。

特點

(1)超大容量傳輸。

由於WDM系統的復用光通路速率可以為2.5Gbit/s、10Gbit/s等，而復用光通路的數量可以是4、8、16、32，甚至更多，因此系統的傳輸容量可以達到300-400Gbit/s，甚至更大。

(2)節約光纖資源。

對於單波長系統而言，1個SDH系統就需要一對光纖；而對於WDM系統來講，不管有多少個SDH分系統，整個復用系統只需要一對光纖。例如，對於16個2.5Gbit/s系統來說，單波長系統需要32根光纖，而WDM系統僅需要兩根光纖。

(3)各信道透明傳輸，平滑升級、擴容。

只要增加復用信道數量和設備就可以增加系統的傳輸容量以實現擴容，WDM系統的各復用信道是彼此相互獨立的，所以各信道可以分別透明地傳送不同的業務信號，如語音、數據和圖像等，彼此互不干擾，這給使用者帶來了極大的便利。

(4)利用EDFA實現超長距離傳輸。

EDFA具有高增益、寬帶寬、低噪聲等優點，且其光放大範圍為1530(1565nm，但其增益曲線比較平坦的部分是1540(1560nm)它幾乎可以覆蓋WDM系統的1550nm的工作波長範圍。所以用一個帶寬很寬的EDFA就可以對WDM系統的各復用光通路信號同時進行放大，以實現系統的超長距離傳輸，並避免了每個光傳輸系統都需要一個光放大器的情況。WDM系統的超長傳輸距離可達數百公里同時節省大量中繼設備，降低成本。

(5)提高系統的可靠性。

由於WDM系統大多數是光電器件，而光電器件的可靠性很高，因此系統的可靠性也可以保證。

(6)可組成全光網絡。

全光網絡是未來光纖傳送網的發展方向。在全光網絡中，各種業務的上下、交叉連接等都是在光路上通過對光信號進行調度來實現的，從而消除了E/O轉換中電子器件的瓶頸。WDM系統可以和OADM、OXC混合使用，以組成具有高度靈活性、高可靠性、高生存性的全光網絡，以適應帶寬傳送網的發展需要。

優勢

DWDM的一個關鍵優點是它的協議和傳輸速度是不相關的。基於DWDM的網絡可以採用IP協議、ATM、SONET/SDH、以太網協議來傳輸數據，處理的數據流量在100 Mb/s和2.5 Gb/s之間，這樣，基於DWDM的網絡可以在一個激光信道上以不同的速度傳輸不同類型的數據流量。從QoS（質量服務）的觀點看，基於DWDM的網絡以低成本的方式來快速響應客戶的帶寬需求和協議改變。科技在日益更新，在國家幹線，省級幹線以及市級幹線用1600G，800G以及400G的也比比皆是。拿1600G為例：理論上，在光纜完全具備的情況下，一根光纖能走160條10G業務。大大提高了光纖利用率。當然對光纜的要求也很高，理論值和實際值是有偏差的，實際應用中為了避免故障率很少在同一根光纖上用百個信道的業務。