波分復用,波分復用的原理和分類有哪些?

WDM是用于光纜的FDM(頻分復用)技術，其中，多個光信道是在單根光纖上以不同的光波波長承載的。這些信道也稱為λ電路。可以將每個波長想象成可以攜帶數據的紅外范圍內不同顏色的光。

WDM技術就是為了充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源，根據每一信道光波的頻率（或波長）不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器（合波器）將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式。

由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立（不考慮光纖非線性時），從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。將兩個方向的信號分別安排在不同波長傳輸即可實現雙向傳輸。根據波分復用器的不同，可以復用的波長數也不同，從2個至幾十個不等，一般商用化是8波長和16波長系統，這取決于所允許的光載波波長的間隔大小。

光纜將光從一端導向另一端。信號由LED(發光二極管)或半導體激光器在光纜的一端注入。石英基光纖激光器在稱為“窗口”的范圍內產生光。這些窗口占據近紅外區域，波長為850nm(即1m的10億分之一)、l320nm、l400nm、l550nm和l620nm。例如，人們可能看到把一個系統說成是l550nm系統。光復用器將窗口分割成許多個獨立的λ。圖W-1顯示的是一個工作在1530到l565nm區的16信道WDM系統的輸出。每個λ電路能夠傳輸2.5Gbit/s，總計為40Gbit/S。

圖W-1 16信道WDM系統

如上所述，光系統是以其波長(以nm為單位)來討論的。作為比較，紅血球與紅外區的波長具有大約相同的尺寸。l550nm波長的頻率是l94000GHz。波長越短，頻率越高。波長僅減小lnm著會使頻率增加l33GHz. Avanex在其功率復用器光復用器中利用了這一點。功率復用器可將800多個信道放在一根光纖上。其信道間隔為12.5GHZ，即O.1nm。Avanex Web站點(http://www.avavex.com) 提供了一些關于光系統的有趣信息。

WDM為MCI這樣的運營商們用來奇跡般地提升其網絡的數據率。MCI幾年前在其主干網中采用了4WDM(4波長WDM)，一下子使其網絡容量提高到4倍。該主干網在采用4WDM以前的運行速度是2.5Gbit/s，在安裝4WDM復用器設備以后是lOGbit/s。從此，MCI一種在向更高容量的系統升級。

波分復用有3種類別:

• WDM(波分復用) 每條光纖2～4個波長。初期的WDM系統是雙信道l310/l550nm系統。　　

• CWDM(粗波分復用) CWDM是一種支持多協議傳送的波分復用技術。CWDM系統利用復用器將不同波長承載的光信號復用至單根光纖進行傳輸，在鏈路的接收端，借助解復用器將分解后的波長送給不同的光纖，連接到相應的接收設備。每條光纖4～8個波長，有時候更多。用于中短程網絡(區域和城域)。

• DWDM(密集波分復用) DWDM是指在一根光纖上使用不同的波長同時傳送多路光波信號的一種技術。DWDM 是波分復用（WDM）的擴展技術，具有更高的的帶寬和帶寬密度。通常的DWDM系統支持8個或更多波長。新興系統支持數百個波長。DWDM 中，多達80（理論上會多一些）個不同波長或數據信道可以復用為一個光數據流在單光纖信道上進行傳輸。每個信道傳輸一路時分復用（TDM）信號，并且傳輸速率達到2.5 Gbps，之前通過光纖同時傳輸其速率為2.0 Gbps。

CWDM的波長間隔為大約10～20nm，而DWDM的波長間隔為大約1～2nm。由于激光間隔小且數量大，所以DWDM系統需要精心設計的冷卻系統。而且，需要精密光源和復雜的光復用器，以保證各信道步彼此干擾。相反，CWDM系統簡單和易于制造，成本比DWDM系統低得多，體積也較小。CWDM可以握在手中，而DWOM設備是一個大機盒，需要機架安裝。

EDFA(摻鉺光纖放大器)主要由合波器WDM、泵浦激光器(大功率LD)、光隔離器和摻鉺光纖(長10～30m)構成。EDFA的研制成功，是光通信發展的一個“里程碑”。它的出現使光纖網絡的距離和容量得以提升。EDFA可以對通過光泵注入光纜的光信號直接進行放大。弱信號進入放大器并激發摻鉺光纖中的受激鉺原子發射更強的光，因此既保留了原始信號又提升了其輸出信號強度。首先，EDFA可以在同一光纜中同時放大多個波長信號。EDFA工作在1500～l600nm區，所以，通常的DWDM系統具有一系列工作在該區的λ電路。

在EDFA出現之前，使用光電放大器放大光信號。該過程常稱為“3R”：再放大、再生和再定時。微弱輸入光被轉換成電壓信號、放大，然后再轉換成光信號。這在高速核心網絡中是不適用的。　　

由于具有每條光纖數百個λ電路的潛力，電信公司實際上可以將完整的光電路出租給企業。例如，電視網絡可以租用λ電路在多媒體中心和電視臺之間傳輸視頻信號。近來，MPLS(多協議標記交換)被認為是控制DWDM網絡的光交換機的理想協議。該協議已經用于控制路由網絡上的LSP(標記交換路徑)，并且也可以用于控制光路徑。