密集波分復用的關鍵技術，波分復用的技術原理

在模擬載波通訊系統中，通常採用分頻復用法來提高系統的傳輸能力，充分利用電纜的頻寬資源，即在同一根電纜中同時傳輸多個通道的訊號，接收機可以根據每個載波的不同頻率，使用帶通濾波器濾除每個通道的訊號。 同樣，在光纖通訊系統中，也可以採用光分復用的方法提高系統的傳輸能力，在接收端使用解復用器（相當於光帶通濾波器）來分離每個訊號的光載波。 由於光的頻域中訊號頻率差異較大，一般採用波長來定義頻率的差異，多路復用方法稱為波分復用。

為了充分利用單模光纖低損耗區域帶來的巨大頻寬資源，光纖的低損耗視窗可以根據每個通道光波的頻率（或波長）劃分為若干通道，並以光波作為訊號的載體。 在接收端，波分多路復用器（Wavesplitter）將這些不同波長的光載波分離，這些載波攜帶不同的訊號。 由於不同波長的光載波訊號可以看作是相互獨立的（無論光纖的非線性如何），因此可以在一根光纖中實現多個光訊號的多路復用傳輸。

兩個方向的訊號可以以不同的波長傳輸，以實現雙向傳輸。 根據波分復用器的不同，可以復用的波長數量也不同，從2個波長到幾十個波長不等，一般商業化是8個波長和16個波長系統，取決於允許的光載波波長的間距。

WDM本質上是一種光頻率上的頻分復用（FDM）技術。 從我國應用了幾十年的傳輸技術來看，它走的是FDM-TDM-TDM FDM的路線。 一開始，明線和同軸電纜採用FDM模擬技術，即電域中的頻分復用技術，每個語音的頻寬為4kHz，每個語音佔據了傳輸介質（如軸向電纜）頻寬的一部分。 PDH和SDH系統是在光纖上傳輸的TDM基帶數碼訊號，每個通道的語音速率為64KB S; WDM技術是光纖上頻分復用技術，16（8）WDM系統是光頻上的FDM模擬技術和電頻上的TDM數字技術的結合。

WDM本質上是一種在光頻率上的頻分復用FDM技術，每個波長路徑都是通過頻域的分割來實現的。 每個波長路徑都占用光纖頻寬的一段，這與過去的同軸電纜FDM技術不同：（1）傳輸介質不同，WDM系統是對光訊號的分頻，同軸系統是對電訊號的分頻和利用。

2）在每條路徑上，同軸電纜系統傳輸模擬4kHz語音訊號，而WDM系統目前在每個波長路徑上傳輸數碼訊號或更高速率的數字系統。

DWDM光傳輸系統的研發進展迅速，已達到DWDM在實驗室的傳輸容量，2000年將達到商用系統的容量。 多路復用30至40波長的DWDM系統已經得到廣泛應用，100至160波長的系統即將商業化。 實驗室中已經對 1000 多個波長進行了多路復用。

1996年，美國貝爾實驗室首次進行了總容量為1TB S的DWDM傳輸實驗，這是當時的最新紀錄，但這一紀錄在不到一年的時間裡就被打破了。 在開放式基金型公司'97年，NEC宣布實現變速器實驗，被譽為世界最新紀錄。 但這個紀錄只保持了兩年，就被OFC重新整理了'99日，NTT宣布完成3TBS OTDM+DWDM的傳輸實驗，西門子也宣布完成總容量為80 40GB S的傳輸實驗，打破了NEC的記錄。

同年，北電在電信'99 年公布了兩項世界紀錄，這是單通道 80GB 秒和總容量的最高紀錄。 但是，這兩項記錄是在朗訊在11月的新發明展示會上宣布實現單通道160Gb S和DWDM 16TBS傳輸實驗後不久宣布的，將北電遠遠甩在後面。 誰屬於下乙個世界紀錄，英雄們爭奪鹿，風波正在上公升。

中國國內DWDM市場也是如此，幾家主要的通訊裝置廠商紛紛進入DWDM市場進行競爭，中國國內市場也被炒作了一段時間。

可接受的理想DWDM系統應具有某些共享的關鍵特性。 任何DWDM系統都應該具有這些功能，以便運營商實現該技術的巨大潛力。 以下問題將有助於確定特定DWDM系統是否合規。

1.系統是否利用現有裝置和設施。 GBPS級DWDM系統應能夠充分利用現有裝置和電纜設施。

2.該系統使用氟化物或矽基光纖放大器。 在 1530 至 1565 奈米光譜中，帶有濾波器和氟化物光放大器的矽基光放大器效能良好。

然而，氟化物光放大器的實現成本很高。 氟化物纖維的長期可靠性尚未經過測試。

3.更改頻道時是否需要人工干預。 當光通道數增加或減少以達到最佳系統效能時，光放大器會自動調整。

這很重要，因為如果高能系統中只有乙個通道，自相位調製現象會導致系統效能下降。 另一方面，功率過低會導致放大器無法獲得足夠的增益。

4.系統是否堅固可靠。 精心設計和構建的DWDM系統提供可靠性、系統可用性和系統冗餘。 儘管過濾器經常受到潮濕環境的影響，但這不再是問題。

5.雷射幫浦浦是否有聯結器。 光放大器有兩個關鍵元件：

摻鉺光學濾光片和放大器。 當雷射幫浦浦用特定波長的雷射啟用鉺時，鉺充當增益介質來放大引入的雷射訊號。 如果使用聯結器而不是直接接頭，表面上的輕微汙垢會損壞聯結器。

6.系統的波長數量和透射率是否可以公升級。 雖然所有DWDM系統的答案都是肯定的，但規劃公升級也很重要。

如果服務提供商以特定方式將其網路組裝為乙個整體，然後對其進行公升級，則可能會發生以下情況：網路需要更多功率或額外的訊雜比增量。 例如，每當商家將通道數或位元率增加一倍時，就需要額外增加 3 dB 的訊雜比。

7.系統是否提供符合標準的維護介面。 STL 1介面在DWDM系統下可以廣泛使用。 介面應適應服務提供商的通常維護方案。

DWDM網路優化是指根據實際線路光纜的各種引數，如衰減、色散等，對DWDM鏈路進行優化計算和配置，並在專案執行過程中進行具體的優化調整，以盡可能消除或抑制訊號傳輸過程中的失真和劣化， 使DWDM網路處於相對優化的工作狀態，保證全過程高質量傳輸。在通過DWDM系統進行業務訊號傳播的過程中，由於系統和傳輸介質的特性，會出現不同程度的訊號失真。 以下速率的訊號由於速率低，不會受到失真的很大影響; 10 Gbs以上的高速訊號對這些訊號失真非常敏感，並且受到很大影響，因此系統優化對於確保高速和大容量DWDM網路的高效能至關重要。

導致訊號失真的因素主要有兩種：線性失真和非線性失真。

廣義上的DWDM網路優化是乙個涉及廣泛方面的過程，包括專案招標時基本配置的確定，專案執行過程中實際引數的測量，根據測量結果調整DCM模組和幫浦卡，每個具體部分的實際引數設定， 以及訊號預加重的調整。DWDM網路優化是乙個科學嚴謹的過程，必須嚴格遵循相關的操作說明和計算結果，不允許有想象和隨意。 此外，鑑於光纖聯結器清潔度對於10GbS速率DWDM網路的重要性，需要確保整個鏈路中的每個光聯結器都完好無損，否則會影響優化結果，降低系統效能。 優化後的DWDM系統主要引數冗餘一般如下：

單級衰減為3dB，整個色散約為400ps nm。 如果出現以下情況，一般需要重新優化; 如果線路衰減變化太大而無法恢復，則需要重新計算，必要時需要更改光功率引數。 如果線路的光纖型別保持不變，但長度變化很大，則需要重新計算，可能需要調整DCM模組順序或更換DCM模組。 如果線路的光纖型別發生變化，則肯定需要重新計算、調整和重新優化。

總之，對於新建的DWDM鏈路，只有通過科學、嚴謹、準確、有效的系統優化，才能徹底擺脫傳統DWDM鏈路難以在長距離、高速、大容量之間完全結合的侷限性，真正實現高速、大容量、遠距離、高效能傳輸。

由密集波分復用器組成的組合和分割部分是系統的基本組成部分之一，它直接決定了系統的效能引數，如容量、多路復用波長穩定性和插入損耗等。 密集波分復用器也可以衍生自適用於DWDM的各種其他重要功能裝置，例如波長路由器，它是用於寬頻業務和波長選址的點對點業務的全光通訊網路; 上下電路 - 用於指定上下電路的波長; 梳狀濾光片 – 用於生成多波長光源和測量光譜; 波長選擇性切換、不同波長訊號的路由等，因此對密集波分復用器的研究和生產具有重要的理論意義和良好的市場前景。

密集波分復用器的核心是窄帶光學濾波技術。

目前常用的光通訊濾光片主要有以下幾種：介質薄膜濾光片、光纖光柵、陣列波導光柵、M-Z干涉儀和F-P標準具。