波分復用器~
WDM是將一系列載有信息但波長不同的光信號合成一束沿著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波分復用器采用的就是這個技術 種類 WDM WDM是將一系列載有信息但波長不同的光信號合成一束沿著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 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 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11,l2通過同一光纖傳送時在與分波器中輸入端l2的功率與11輸出端光纖中混入的功率之間的差值稱為隔離度 使用WDM技術的產品主要有CWDM和DWDM CWDM CWDM是一種面向城域網接入層的低成本WDM傳輸技術從原理上講CWDM就是利用光復用器將不同波長的光信號復用至單根光纖進行傳輸在鏈路的接收端借助光解復用器將光纖中的混合信號分解為不同波長的信號連接到相應的接收設備其原理如圖1所示與DWDM的主要區別在于相對于DWDM系統中0.2nm到1.2nm的波長間隔而言CWDM具有更寬的波長間隔業界通行的標準波長間隔為20nmITU-T G.694.2規定的波長如表1所示各波長所屬的波段如圖2所示覆蓋了單模光纖系統的OESCL等五個波段 由于CWDM系統的波長間隔寬對激光器的技術指標要求較低由于波長間隔達到20nm所以系統的最大波長偏移可達－6.5℃～+6.5℃激光器的發射波長精度可放寬到±3nm而且在工作溫度范圍（－5℃～70℃）內溫度變化導致的波長漂移仍然在容許范圍內激光器無需溫度控制機制所以激光器的結構大大簡化成品率提高 另外較大的波長間隔意味著光復用器/解復用器的結構大大簡化例如CWDM系統的濾波器鍍膜層數可降為50層左右而DWDM系統中的100GHz濾波器鍍膜層數約為150層這導致成品率提高成本下降而且濾波器的供應商大大增加有利于競爭CWDM濾波器的成本比DWDM濾波器的成本要少50%以上而且隨著自動化生產技術和批量的增大會進一步降低 CWDM系統的優點 CWDM的最重要的優點是設備成本低具體情況前面已經介紹過了除此之外CWDM的另一個優點是可以降低網絡的運營成本由于CWDM設備體積小功耗低維護簡便供電方便可以使用220V交流電源由于其波長數較少所以板卡備份量小使用8波的CWDM設備對光纖沒有特殊要求G.652G.653G.655光纖均可采用可利用現有的光纜CWDM系統可以顯著提高光纖的傳輸容量提高對光纖資源的利用率城域網的建設都面臨著一定程度的光纖資源的緊張或租賃光纖的昂貴價格典型的粗波分復用系統可以提供8個光通道按照ITU-T的G.694.2規范最多可以達到18個光通道CWDM的另一個優點是體積小功耗低CWDM系統的激光器無需半導體制冷器和溫度控制功能所以可以明顯減小功耗如DWDM系統每個激光器要消耗大約4W的功率而沒有冷卻器的CWDM激光器僅消耗0.5W的功率CWDM系統中簡化的激光器模塊使得其光收發一體化模塊的體積減小設備結構的簡化也減小了設備的體積節約機房空間與傳統的TDM方式相比CWDM具有速率和協議透明性這使之更適應城域網高速數據業務的發展城域網中有許多不同協議和不同的速率的業務CWDM提供了在一根光纖上提供不同速率的對協議透明的傳輸通道如以太網ATMPOSSDH等而且CWDM的透明性和分插復用功能可以允許使用者直接上下某一個波長而不用轉換原始信號的格式也就是說光層提供了獨立于業務層的傳送結構CWDM具有很好的靈活性和可擴展性對于城域業務來講業務提供的靈活性特別是業務提供速度和隨著業務發展進行擴展的能力非常重要利用CWDM技術可以在1天或者幾個小時的時間內為用戶開通業務而且可以隨著業務量的增加可以通過插入新的OTU板進行容量的擴展 提高業務質量在城域網中應用CWDM系統可以使光層恢復成為可能光層恢復比電層恢復要經濟得多考慮到光層恢復是獨立于業務和速率的那么原來一些自身體制無保護功能的體系（如千兆以太網）則可以利用CWDM來進行保護由于CWDM技術的上述優點所以CWDM在電信廣電企業網校園網等領域獲得越來越多的應用 CWDM產品存在的不足 CWDM技術的最大問題是其相對于DWDM設備的成本優勢仍不夠明顯光收發模塊和光器件是降低成本的關鍵但由于市場規模不大供應商的出貨量不大所以器件成本優勢不明顯另外一個降低成本的方法是簡化設備功能而這種方法導致系統的可靠性和可管理能力降低價格不斷降低的DWDM產品也給CWDM技術很大的壓力而且采用DWDM技術可以形成一個完整的城域DWDM網所以可擴展性好對CWDM的壓力比較大CWDM設備支持的光通道（波長）數目不超過8個主要是E波段的光收發模塊制造工藝還不成熟另外消除了水吸收峰的G.652C光纜在現網中應用較少所以對E波段光收發模塊的市場需求不大更高速率和更遠傳輸距離的CWDM系統還存在很多技術問題如10G系統的色散問題超寬帶光放大技術等另外標準化進程需要加快特別是對業務接口功能方面需要運營商的引導 CWDM的發展方向 制約CWDM產品發展的關鍵因素之一是光收發模塊和復用解復用器件的價格隨著市場的發展和制造工藝的進步進一步降低設備成本是一個重要的發展方向開發E波段的光器件技術使之盡快成熟開發10G速率光通道技術提高CWDM系統的容量和可升級性支持各種業務接口是CWDM發展的方向城域網接入層對多業務接口的需求是各廠商進一步開發多業務接口的動力CWDM設備將提供FEGESDHESCONFC等多種業務接口另外一個發展方向是能與MSTP或者高性能路由交換設備結合作為MSTP設備或者高速路由器擴展線路側容量的手段提供多層次的光層和業務層保護功能也是一個發展方向以滿足不同客戶的需求網絡管理技術和設備安全性可靠性等方面進一步提高提高在市場上的競爭力對于最新推出的G.652C光纖由于G.652C光纜的價格是G.652B價格的兩倍而且E波段的CWDM光收發模塊技術尚不成熟短期內（1－2年）應用全波段CWDM設備的可能性不大采用G.652C光纜存在投資大短期內無效益的問題所以G.652C光纖在城域用戶光纜網中的應用受到一定限制 DWDM DWDM技術是利用單模光纖的帶寬以及低損耗的特性采用多個波長作為載波允許各載波信道在光纖內同時傳輸 與通用的單信道系統相比密集 WDM （DWDM）不僅極大地提高了網絡系統的通信容量充分利用了光纖的帶寬而且它具有擴容簡單和性能可靠等諸多優點特別是它可以直接接入多種業務更使得它的應用前景十分光明 DWDM從結構上分目前有集成系統和開放系統集成式系統要求接入的單光傳輸設備終端的光信號是滿足G．692標準的光源開放系統是在合波器前端及分波器的后端加波長轉移單元OTU將當前通常使用的G．957接口波長轉換為G．692標準的波長光接口這樣開放式系統采用波長轉換技術使任意滿足G．957建議要求的光信號能運用光－電－光的方法通過波長變換之后轉換至滿足G．692要求的規范波長光信號再通過波分復用從而在DWDM系統上傳輸 DWDM系統可提供16/20波或32/40波的單纖傳輸容量最大可到160波具有靈活的擴展能力用戶初期可建16/20波的系統之后根據需要再升級到32/40波這樣可以節省初期投資其升級方案原理一種是在C波段紅帶16波加藍帶16波升級為32波的方案另一種是采用interleaver在C波段由200GHz間隔16/32波升級為100GHz間隔20/40波進一步的擴容求可提供C+L波段的擴容方案使系統傳輸容量進一步擴充為160波 在DWDM系統中采用獨立的1510nm波長（速率為2Mb/s）承載光監控信道（OSC）傳送網管公務和監控信息幀結構符合G．704實際用于監控信息傳送的速率為1920kb/s0SC光監控信道是DWDM系統工作狀態的信息載體在DWDM系統中OSC是一個相對獨立的子系統傳送光信道層光復用段層和光傳輸段層的維護和管理信息提供公務聯絡及使用者通路同時它還可以提供其它附加功能OSC主要包括的子系統功能為OSC信道接收和發送時鐘恢復和再生接收外部時鐘信號OSC信道故障檢測和處理及性能監測CMI編解碼OSC幀定位和組幀處理監控信息處理性能的監測（B1J0OPM光放監測）可由業務接入終端完成模擬量監測功能和B1誤碼監測功能提供不中斷業務的多路光通道性能監測（包括各信道波長光功率光信噪比）適時監測光傳送段和光通道性能質量提供故障定位的有效手段具有監測放大器的輸入光功率輸出光功率PUMP驅動電流PUMP制冷電流PUMP溫度和PUMP背向光功率的功能具有監測多方向的波數各信道的波長光功率和光信噪比等性能監測的波長精度可大于0．05nm光功率精度可大于0．5dBm信噪比精度可大于0．5dB
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