光波分复用(WDM)技术复习过程
波分复用的原理
波分复用的原理波分复用（Wavelength Division Multiplexing，简称WDM）是一种广泛应用于光纤传输系统中的多路复用技术。
它利用光纤对不同波长的光信号进行同时传输，从而提高了光纤传输的带宽利用率和传输容量。
波分复用技术的原理主要涉及光学器件、波分复用器和光纤传输系统三个方面。
首先，波分复用技术涉及光学器件。
在波分复用系统中，光信号通过光源产生，一般采用激光器。
激光器提供了一种相干、高亮度、单色性好的光源，并且具有较高的功率和稳定性。
常用的激光器有Fabry–Perot（FP）激光器和Distributed Feedback（DFB）激光器等。
其次，波分复用技术涉及波分复用器。
波分复用器是波分复用系统中的核心元件，其作用是将不同波长的光信号进行分离和复用。
波分复用器一般包括两个部分：多路复用器（MUX）和分路器（DEMUX）。
多路复用器用于将不同波长的光信号合并到同一根光纤中，而分路器则实现对光信号的分离，将不同波长的光信号分别传输到不同的目的地。
波分复用器的常用类型有光栅波导复用器（AWG），其具有多个输入和输出端口，可以实现高度集成和紧凑的波分复用系统。
最后，波分复用技术涉及光纤传输系统。
光纤传输系统是波分复用技术的载体，其起到光信号传输和调制解调的作用。
波分复用系统中的每个通道都用一定波长的光信号传输，而在光纤中不同波长的光信号可以同时传输而相互独立，通过控制光信号的波长和方向，可以实现对光信号的选择和分配。
同时，光信号在光纤中可以通过光纤中的非线性效应进行光信号的调制和解调，从而实现对光信号的控制和传输。
在波分复用系统中，光信号的传输和调制解调主要涉及以下几个过程。
首先，光信号通过光纤传输到目的地，光信号在光纤中的传输受到衰减和色散的影响。
衰减会使光信号的能量逐渐减弱，而色散会使光信号的脉冲宽度增大。
因此，在光纤传输中需要采用光纤放大器和光纤补偿器进行信号放大和补偿，以保证光信号的传输质量。
WDM-1
WDM原理1 波分复用光传输技术 (1)1.1 波分复用的基本概念 (1)1.2 WDM 技术的发展背景 (2)1. 空分复用SDM（Space Division Multiplexer） (2)2. 时分复用TDM（Time Division Multiplexer） (3)3. 波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing） (3)4. TDM 和WDM 技术合用 (4)3 WDM 设备的传输方式 (5)3.1 单向WDM (5)3.2 双向WDM (5)4 开放式与集成式系统 (6)5 WDM 系统组成 (6)6 WDM 的优势 (7)1 波分复用光传输技术1.1 波分复用的基本概念光通信系统可以按照不同的方式进行分类。
如果按照信号的复用方式来进行分类，可分为频分复用系统（FDM-Frequency Division Multiplexing ）、时分复用系统（TDM-Time Division Multiplexing）、波分复用系统（WDM Wavelength Division Multiplexing）和空分复用系统（SDM-Space Division Multiplexing）。
所谓频分、时分、波分和空分复用，是指按频率、时间、波长和空间来进行分割的光通信系统。
应当说，频率和波长是紧密相关的，频分也即波分，但在光通信系统中，由于波分复用系统分离波长是采用光学分光元件，它不同于一般电通信中采用的滤波器，所以我们仍将两者分成两个不同的系统。
波分复用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，每个波段作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。
光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用（OFDM），只是因为光波通常采用波长而不用频率来描述、监测与控制。
随着电-光技术的向前发展，在同一光纤中波长的密度会变得很高。
光信息专业实验报告WDM光波分复用器
光信息专业实验报告WDM光波分复用器实验报告：WDM光波分复用器（13）一、实验目的：1.了解WDM光波分复用器的原理和工作方式；2.学习WDM光波分复用器的搭建方法及调试过程；3.掌握WDM光波分复用器的性能测试方法和参数分析。
二、实验设备：1.光信号发生器；2.WDM光波分复用器；3.光功率计；4.光接收器。
三、实验原理：WDM（Wavelength Division Multiplexing, 波分复用）技术是一种将多个不同波长的光信号复用在一个光纤上的技术。
WDM光波分复用器是用于实现WDM技术的关键设备之一、它能够将多个不同波长的光信号通过一个光纤传输，并在接收端将其分离出来。
WDM光波分复用器一般由光栅、耦合器、偏振分束器等光学元件组成。
当多个光信号输入到WDM光波分复用器时，光信号首先被光栅进行分光处理，然后通过耦合器和偏振分束器进行耦合和分束。
最后，不同波长的光信号分别被传输到不同的目的地。
四、实验步骤：1.连接实验设备：将光信号发生器与WDM光波分复用器的输入端连接，将光功率计与WDM光波分复用器的输出端连接，将光接收器与光功率计连接。
2.设置光信号发生器：根据实验要求设置光信号发生器的波长、功率等参数。
3.调试WDM光波分复用器：调节WDM光波分复用器的输入端和输出端的光纤连接，确保光信号能够正确传输。
4.测试光功率：使用光功率计测量WDM光波分复用器的输出端的光功率，并记录数据。
五、实验结果分析：根据实验数据，我们可以得到WDM光波分复用器的输出端的光功率以及不同波长的光信号之间的光功率差。
通过对比不同波长的光信号的光功率，我们可以判断WDM光波分复用器的性能是否良好。
六、实验总结：本次实验通过搭建和调试WDM光波分复用器，学习了WDM光波分复用器的原理和工作方式，掌握了WDM光波分复用器的性能测试方法和参数分析。
光波分复用的基本原理
光波分复用的基本原理光波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）是利用多个不同波长的光信号在一根光纤中传输的技术。
它是一种高效、高速的光通信方式，可以提高光纤通信的容量和速度。
WDM技术是通过将多个信号分别调制成不同波长的光信号，然后将这些光信号合并在一根光纤中传输，最后再将这些信号通过波分复用器（WDM器）进行分离，达到同时传输多个信号的目的。
本文将详细介绍WDM的基本原理及其应用。
一、WDM的原理WDM的基本原理是利用不同波长的光信号在一根光纤中传输，这些光信号可以同时传输，并且不会相互干扰。
WDM具体实现过程可以分为三个步骤：波长选择、光信号的多路复用、光信号的分路解复用。
1.波长选择在WDM中，每个光通道都有一个不同的波长，因此需要选择合适的波长区间。
一般来说，波长区间可以是常见的几个光纤谱段，例如1320~1360nm、1460~1625nm，或者是更小的波长间隔，如0.4nm、0.8nm或1.6nm。
2.光信号的多路复用当多个不同波长的光信号传递到一个单一光纤中时，它们会相互影响并干扰对方。
因此必须将它们在合适的位置上合并成单一的光束，这个过程称为多路复用。
在多路复用的过程中，需要用到一系列光学器件，例如：波分复用器（WDM器）、光衰减器、滤波器、耦合器、放大器、修补器、反射器等。
3.光信号的分路解复用在传输结束后，需要将合成的光信号恢复成原始的多个信号，这个过程称为分路解复用。
分路解复用的关键是在合适的位置上使用波分复用器（WDM器），将多个信号根据波长进行区分并进行分离。
分离后，可以通过调制解码等方法将信号恢复成原始数据。
二、WDM的应用WDM技术在光通信领域中的应用广泛，以下列出几个主要应用：1. 宽带网宽带网是一种将多种网络服务集成在一起的网络。
WDM技术可以在该网络中提供高达10Gbps的带宽，满足不同用户对网络传输速率、稳定性等方面的需求。
光纤波分复用器原理
光纤波分复用器原理
光纤波分复用器（WDM）是一种利用光子技术将多个不同波长的
光信号同时传输在同一根光纤中的设备。
其原理基于光的波长分立
特性，允许在同一光纤中传输多个不同波长的光信号，从而实现了
光纤通信的高密度和高带宽传输。
光纤波分复用器的原理主要包括两个方面，波长选择和波长复用。
首先，波长选择是指通过一定的光学元件（如光栅、滤波器等）选择特定波长的光信号，然后将这些不同波长的光信号合并在一起。
这样的波长选择过程可以通过光栅等光学元件实现，光栅可以分散
不同波长的光信号，并将它们聚焦到不同的位置上，从而实现波长
的选择。
其次，波长复用是指将多个不同波长的光信号合并在一起传输
到光纤中。
这一过程可以通过光学耦合器实现，光学耦合器可以将
多个不同波长的光信号合并成一个复合的光信号，然后通过光纤传
输到目的地。
总的来说，光纤波分复用器的原理是利用波长选择和波长复用技术，将多个不同波长的光信号合并在一起传输到光纤中，从而实现了光纤通信的高密度和高带宽传输。
这种技术在光纤通信中得到了广泛的应用，极大地提高了光纤通信系统的传输容量和效率。
光波分复用（WDM）技术
光波分复用（WDM）技术第一章：了解光波分复用(WDM)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。
详述光波分复用(WDM)技术(下篇)
详述光波分复用(WDM)技术（下篇）详述光波分复用(WDM)技术（下篇）六、波分复用技术在无源光网络中的应用光纤接入网可分为无源接入和有源接入两种，中无源光网络(PON)是一种极具吸引力的接入方式，其主要特点是：低成本——显著减少光纤、光收发模块、中心局终端的数量，初期投资可被多个终端用户分摊；整个光传输通道为光纤和无源光器件，可有效避免电磁干扰和雷电影响，提高了系统的可靠性；ODN 单元可挂在路边，无需远程供电和机房，降低了运行维护成本；对业务透明，便于系统升级、管理和引入新业务；带宽大、传输距离长(可达到20km) 。
基于无源光网络(PON)技术的接入方案将成为宽带光接入的首选技术。
无源光网络接入业务的传输有以ATM为传输平台的APON和以以太网技术为传输平台的EPON以及以通用帧结构为传输平台的GPON三种类型。
EPON是将以太网(Ethernet ，最具有发展潜力的链路层协议)与无源光网络(PON，接入网的最佳物理层协议)结合在一起形成地能很好适应IP数据业务的接入方式。
在EPON系统中，上行接入技术既是关键也是难点，是EPON技术的核心。
EPON系统点到多点的特殊共享结构使其不能继续采用传统以太网的 CSMA/CD的媒体接入控制(MAC) 方式进行上行接入。
目前通行的上行技术有时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、波分多址(WDMA)三种方案。
时分多址技术允许各ONU共享同一波长的传输容量，每个ONU只在允许的时间间隙才能发送数据，因此ONU的发送是突发的。
OLT的接收也是突发的；虽然从技术和成本上看，时分多址技术优势明显，是目前EPON上行接入较为合理的方案，但是由于存在许多关键技术难题亟待解决，比如快速比特同步、动态带宽分配、基线漂移、ONU的测距与延时补偿、突发模式光收发模块的设计等。
码分多址技术对用户数量没有限制，而且保密性好。
但随着用户数量的增加会加大信道间干扰，而且线路上的信号速率要比实际业务速率高得多，物理器件的复杂性高，传输效率较低。
WDM波分复用器详解
WDM波分复用器详解波分的概念波分复用，指在同一根光纤中，同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息，称为光波分复用技术，简称WDM。
简介波分复用波分复用(WND)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
概述光纤通信飞速发展，光通信网络成为现代通信网的基础平台。
光纤通信系统经历了几个发展阶段，从80年代末的PDH系统，90年代中期的SDH系统，WDM系统，光纤通信系统快速地更新换代。
双波长WDM（1310/1550nm）系统80年代在美国AT&T网中使用，速率为2×17Gb/s。
90年代中期，WDM系统发展速度并不快，主要原因在于：（1）TDM（时分复用）技术的发展，155Mb/s-622Mb/s-2.5Gb/sTDM技术相对简单。
据统计，在2.5Gb/s系统以下（含2.5Gb/s系统），系统每升级一次，每比特的传输成本下降30%左右。
因此在系统升级中，人们首先想到并采用的是TDM技术。
（2）波分复用器件不成熟。
波分复用器/解复用器和光放大器在90年代初才开始商用化，1995年开始WDM技术发展很快，特别是基于掺铒光纤放大器EDFA的1550nm窗口密集波分复用（DWDM）系统。
Ciena推出了16×2.5Gb/s系统，Lucent公司推出8×2.5Gb/s系统，目前试验室已达Tb/s速率。
发展迅速的主要原因在于：（1）光电器件的迅速发展，特别是EDFA的成熟和商用化，使在光放大器（1530～1565nm）区域采用ＷＤＭ技术成为可能；（2）利用TDM 方式已接近硅和镓砷技术的极限，TDM已无太多的潜力，且传输设备价格高；（3）已敷设G.652光纤1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb/s系统的传输，光纤色散的影响日益严重。
光信息专业实验报告WDM光波分复用实验
光信息专业实验报告WDM光波分复用实验WDM（Wavelength Division Multiplexing）光波分复用是一种重要的光通信技术，它可以同时传输多个不同波长的光信号。
本实验旨在了解和掌握WDM光波分复用的原理和实验方法。
实验仪器和材料：1.光波分复用器（WDM）2.光纤通信系统3.光波信号源4.光功率计5.电脑实验原理：WDM光波分复用器是一种用于将多个不同波长的光信号通过单一光纤传输的器件。
它基于光纤的色散特性，将不同波长的光信号通过不同色散的机制在光纤中传播，然后再通过光波分复用器合并成一个复合的光信号。
实验步骤：1.将光波信号源连接到光波分复用器的输入端口，并连接光功率计来测量光信号的功率。
2.设置光波信号源的不同波长，并记录下每个波长对应的光信号功率。
3.将光波分复用器的输出端口连接到光纤通信系统，并确保光纤通信系统的接收端能正确接收到光信号。
4.在电脑上打开相应的软件，并设置光纤通信系统的参数，如波长范围和损耗等。
5.启动实验，观察光波分复用器的输出端口是否能同时传输多个不同波长的光信号，并记录下接收到的复合光信号的功率和质量。
6.重复实验步骤2-5，以不同波长和功率的光信号进行实验，并比较不同条件下的光信号传输质量。
实验结果：根据实验步骤所记录的数据和观察到的现象，我们可以得出以下结论：1.WDM光波分复用器能够同时传输多个不同波长的光信号，且光信号可以在光纤通信系统中正确接收到。
2.随着光信号功率的增加，光信号传输质量也随之提高。
3.不同波长的光信号传输质量可能会有所差异，主要取决于光波分复用器和光纤通信系统的性能。
实验结论：本实验通过对WDM光波分复用器的实验操作，加深了对其工作原理的理解。
WDM技术在光通信领域具有广泛的应用前景，通过实验我们也了解到了WDM技术的实际应用效果和局限性，并为今后的学习和研究提供了基础。
同时，通过实验与理论的结合，我们也对光通信系统的配置和调试有了初步的认识，为今后的实际应用打下了基础。
光纤波分复用技术及WDM工作原理
在WDM系统中理想的光源应能够按照需要调节到不同的波长上。温 度的调节只能实现微调。当这种微调不能使LD工作在需要的波长上时，这 个激光器就不能在WDM系统中应用。如果激光器可调谐，且调谐范围足够 宽，可工作在1550nm窗口任意一个波长上，这样的可调谐激光器就成为 理想的光源。实现宽的调谐范围有以下几种方法。 采用分段式DBR LD 图8.3.2为一个三段式DBR LD的示意图。三段分别为有源段﹑相位段 和布拉格段，各段之间彼此电隔离，并且通过各自独立的电极来提供电流， 三段作为一个整体形成一个光学谐振腔。有源段为高掺杂区，为激光器提 供增益。相位段为无源区，为光波提供相位移。只有那些在谐振腔内往返 一次相位移等于2π的整数倍的光波才能形成震荡。若改变相位段的电流I2， 就改变了相位，也就等效于改变了谐振腔的光学长度，因而改变了谐振波 长。布拉格段也为无源区，电流的改变引起该段材料的有效折射率发生改 neff 变，从而引起布拉格波长的改变。调谐范围可用下式进行计算： neff 其中，为波长调谐范围，neff 为有效折射率的改变量，和neff分别表 示激光器的工作波长和有效折射率。实际中，折射率的最大改变量约为1%， 因此，波长最大可调谐范围在10nm量级。
2. 可作为WDM系统光源的激光器件
WDM系统对激光器有如此严格的要求，那么，如何使LD发射的波长恰 好满足ITU-T的规定呢？我们从半导体激光器的工作原理知道，LD发射的光波 波长范围取决于半导体材料的带隙，而精确的波长则由LD的谐振腔决定。在 设计制作器件时，通过调节DFB LD中布拉格光栅的周期来调节中心波长，使 其工作在规定的波长上。同时由于材料的折射率随着电流和温度的变化而变 化，导致等效腔长发生变化。通过改变电流和温度参数可实现工作波长的精 细调节。但是，调节工作电流无疑会改变激光器的输出功率。实际WDM系统 中常通过微调各个分立的LD的温度来实现波长的调谐。也可将这些分立的LD 集成在一个芯片上，形成激光器阵列。但是，如何将这样的阵列所发出的光 耦合到一根光纤中是一个必须解决的问题。采用阵列波导光栅AWG作复用器， 与激光器阵列集成在一个芯片上，将有可能解决上述问题。关于激光器阵列 以及与AWG集成的研究正在进行之中。
7.2光波分复用技术
(6) 信道宽度 信道宽度是指各光源之间为避免串扰应具有的波长间隔。
(7) 偏振相关损耗 偏振相关损耗(PDL: Polarization dependent Loss)是指由 于偏振态的变化所造成的插入损耗的最大变化值。
⑦ 美国Qtera 和Qwest: 两个波带4路×10Gb/s和2路×10Gb/s 沿NZDF光纤传输23×105km=2415km, 这个试验虽然WDM路数不 多，但在陆地光缆中却是最长距离。
7.2.3 WDM技术的主要特点
所以双向WDM系统的开发和应用相对说来要求较高，但与 单向WDM系统相比，双向WDM系统可以减少使用光纤和线路 放大器的数量。
3. 光波分复用器的性能参数 光波分复用器是波分复用系统的重要组成部分，为了确保
波分复用系统的性能，对波分复用器的基本要求是： • 插入损耗小 • 隔离度大 • 带内平坦，带外插入损耗变化陡峭 • 温度稳定性好 • 复用通路数多 • 尺寸小等
(1) 插入损耗 插入损耗是指由于增加光波分复用器/解复用器而产生的附 加损耗；
(2) 串扰抑制度 串扰是指其他信道的信号耦合进某一信道，并使该信道传 输质量下降的影响程度，有时也可用隔离度来表示这一程度；
(3) 回波损耗 回波损耗是指从无源器件的输入端口返回的光功率与输入 光功率的比；
(4) 反射系数 反射系数是指在WDM器件的给定端口的反射光功率与入射 光功率之比；
③ 日本富士通(Fujitsu): 128路×10.66Gb/s， 经过C和L波带 （注：C波带为1525～1565nm，L波带为1570～1620nm），用分 布喇曼放大(DRA: Distributed Raman Amplification), 传输距离达 6×140km=840km;
光纤通信原理-波分复用技术
o ITU-T 建 議 一 直 只 提 WDM 和 Multichannel system(多通道系統)，避免 WDM和DWDM的區分和界定，建議檔 規範的通道間隔也只窄到50GHz。
o 目前真正實用化的光波分複用系統是 16×2.5Gbit/s，16×10Gbit/s和 32×2.5Gbit/s，32×10Gbit/s， 40×10Gbit/s。我國目前也已達到了這一 實用化水準。
o 通常使用法布－珀羅(F－P)干涉儀作為光濾波器。
o 另外還有一類是集成在LiNbO3波導上的，利用聲光或 電光效應來改變介質的折射率，從而實現對光波長選 擇的光濾波器，其中聲光效應的濾波器調諧範圍可做 到大於100nm，而電光效應的濾波器調諧範圍較小， 只能達到10nm。
o 除此之外，窄帶的光放大器對入射複用信號的選擇放 大，也可以起到光濾波器的作用。
8.4、波分複用器
波分複用器分發端合波器和收端的分 波器。合波器又稱複用器，分波器又稱 解複用器。
光波分複用器的種類很多，大致分為 四大類： o 熔維光纖型 o 介質膜干涉型 o 光柵型光波分複用器 o 陣列波導光柵(AWG)型光波分複用器
8.5、摻鉺光纖放大器(EDFA)
1、EDFA概述 摻 鉺 光 纖 放 大 器 (EDFA) 是 將 鉺間隔為25GHz 的整數信，目前優先選用的是100GHz和 50GHz 通 道 間 隔 。 G.652 或 G.655 光 纖 系 統是均勻通道間隔。G.653光纖採用非均 勻通道間隔。
(3)
o 所謂標準中心頻率指的是光波分複用系 統中每個通路對應的中心波長的頻率。
5、EDFA
EDFA具體的應用形式有以下四種。 o 線路放大(Line Amplifier) o 功率放大(Booster Amplifier) o 前置放大(Preamplifiev) o LAN放大(LAN Amplifier)
光信息专业实验说明：波分复用器
光信息专业实验说明：波分复用器一、实验目的和内容：1.了解波分复用技术和各种波分复用器件的工作原理和制作工艺；2.认识波分复用器的基本技术参数的实际意义，学会测量插入损耗，隔离度，偏振相关损耗等；3.分析测量误差的来源。
二、实验基本原理：波分复用技术（WDM）波分复用技术就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增，它能充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源。
在发送端经复用器(亦称合波器) 将不同规定波长的光载波汇合在一起，并耦合到同一根光纤中进行传输；在接收端，经解复用器(亦称分波器)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
图1 波分复用系统图波分复用系统最大的优点是节约光纤。
它将原来需要多对光纤承载的系统复用在一对或一根光纤上传输，大大节约光纤的用量，对于租用光纤的运营商更有吸引力；其次ＷＤＭ系统结合掺铒光纤放大器，大大延长了无电中继的传输距离，减少中继站的数目，节约了建设和运行维护成本；波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关，可以承载多种业务，在现在多业务需求的运营环境下很有竞争力；利用ＷＤＭ技术选路来实现网络交换和恢复，从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络。
根据我国实际应用情况，1310/1550nm两波复用扩容系统，980/1550nm、1480/1550nmEDFA 泵浦合波系统，1510/1550nm、1650/1550nm监控信道合波系统的使用都很广泛。
目前多波长波分复用器一般研制的产品都在1550nm区域，这是由于掺铒光纤放大器的需要，也是因为光纤在1550nm区域具有更小的损耗。
一个16路密集波分复用（D WDM）系统的16个光通路的中心频率（或中心波长），信道间隔为100GHz，0.8nm。
为了确保波分复用系统的性能，对波分复用器件提出的基本要求包括：插入损耗小，隔离度大，带内平坦，带外插入损耗变化陡峭，温度稳定性好，复用通路数多，尺寸小等。
光波分复用技术
光波分复用技术摘要：本文从光波分复用基本原理入手，介绍了光波分复用系统的组成及各部分功能，和系统的分类。
对wdm技术在实际应用中存在的问题及影响wdm系统性能因素进行了初步的探讨，并提出了光波分复用系统的安全保护方法。
关键词：光波分复用；扩容一、光波分复用技术（wdm）的原理wdm本质上是光域上的频分复用技术。
其基本原理是根据每一信道光波频率（或波长）的不同将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来进入一根掺铒光纤放大器对光信号进行放大，再送入一根光纤进行传输。
在接收端由波分复用器（分波器）将这些不同波长、承载不同信号的光载波分开，送往不同波长的光检测器，再对每个信号进行处理。
因为每个光源以不同的波长工作，所以当在接收端转换成电信号时，可以完整的保持来自每个光源的独立信息，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输[1]。
二、wdm系统的组成和分类1、wdm系统的组成及各部分功能wdm系统一般包括光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统五部分。
光发射机是光波分复用系统的核心，它发出的光信号波长不同，但精度和稳定度满足一定要求，信号经过光波分复用器合成一路送入光功率放大器放大，然后耦合到光纤上进行传输。
光中继放大器一般采用掺铒光纤放大器（edfa），主要是用于补偿光信号由于长距离传输所造成信号衰减。
光接收机主要由前置放大器、光分波器等组成。
光前置放大器首先放大经传输而衰减的光信号，然后利用分波器分离各特定波长的光信号而后进行接收；网络管理系统是通过光监控信道的物理层传送开销字节到其它节点或接收其它节点的开销字节对光波分复用系统迸行管理。
主要实现配置、故障、性能、安全管理等功能，并与上层管理系统相连。
2、wdm系统的分类光波分复用系统按照结构原理可分为双纤单向传输光波分复用系统和单纤双向传输光波分复用系统；按照线路中是否配置掺铒光纤放大器又可分为有线路放大器波分复用系统和无线路放大器波分复用系统；按照有无波长转发器还可分为集成式波分复用系统和开放式波分复用系统。
光信息专业实验报告：WDM光波分复用器 (14)
光信息专业实验报告：WDM 光波分复用器【实验目的和内容】1、了解WDM 光波分复用器的工作原理和制作工艺,即熔融拉锥技术。
2、认识WDM 光波分复用器的基本技术参量的实际意义，学会测量插入损耗、附加损耗、隔离度、偏振相关损耗等。
3、分析测量误差的来源。
【实验仪器】 光源（1310/1550）、光功率计（1310/1550）、WDM 器、跳线、适配器、偏振控制器、镜头纸【实验基本原理】WDM 就是将一个通道中混合着的多种信号波长分开到多个通道中。
常见的WDM 器有介质干涉滤光片型、光栅型、熔融拉锥全光纤型、波导阵列光栅型。
不同的WDM 器有各自的优点和缺点。
本次实验使用熔融拉锥全光纤型WDM 器。
本次实验是基础物理教学的实验，所以WDM 器只使用最简单的类型，工作波长为光通信常用的1310nm 和1550nm 。
在熔融拉锥技术中，具体制作方法一般是将两根（或者两根以上）除去涂覆层的裸光纤以一定方式靠近，在高温加热下熔融，同时向两侧拉伸，利用计算机监控其光功率耦合曲线，并根据耦合比与拉伸长度控制停火时间,最后形成双锥结构。
衡量一个WDM 的性能有以下一些主要的技术参数：插入损耗（Insert Loss ）：无源器件的输入和输出端口之间的光功率之比（dB ），inoutP P L I lg10..-= （1） 其中，in P 发送进输入端口的光功率，out P 是从输出端口接收到的光功率。
隔离度(Isolation)：器件输入端口的光进入非指定输出端口光能量的大小，又称串扰，WDM 器件将来自一个输入端口的n 个波长（λ1λ2…λn ）信号分离后送到n 个输出端口，每个端口对应一个特定的标称波长λj (j=1,…,n),隔离度为图1 实验用WDM 器示意图)()(lg10)(i i i j i j P P C λλλ-= （2）偏振相关损耗（Polarization Dependent Loss ）：光信号以不同的偏振态输入时，对应输出端口插入损耗最大变化值。
光波分复用(WDM)技术
光波分复用(WDM)技术一、波分复用技术的概念波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，D emultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。
按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。
CWDM 的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。
CWDM和DWDM的区别主要有二点：一是CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。
由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。
CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。
CW DM是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。
在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。
二、波分复用技术的优点WDM技术之所以在近几年得到迅猛发展是因为它具有下述优点：(1) 传输容量大，可节约宝贵的光纤资源。
对单波长光纤系统而言，收发一个信号需要使用一对光纤，而对于WDM系统，不管有多少个信号，整个复用系统只需要一对光纤。
例如对于16个2.5Gb/s系统来说，单波长光纤系统需要32根光纤，而WDM系统仅需要2根光纤。
实验6 波分复用(WDM)光纤通信系统实验99解析
P2 L21 10log P 12
实验应采取的测量光插入损耗的方法
1310窗口 1310nm 1310窗口
无光
1550窗口
光波分 复用器
1310nm
P1
光波分 复用器
1550窗口
P11
P22
1310nm光插损:
1310窗口 1310窗口
无光
1550nm 1550窗口
光波分 复用器
1550nm
单纤双工波分复用传输方式
帧同步 13 10
1310窗口
无光
1550nm 1550窗口
光波分 复用器
光波分 复用器
1550窗口
P12
P21g P 12
9
实际采用的光插入损耗和光串扰的方法
用波分复用器和解复用 器由于接口较多，数据产生 误差较大，因此只用一个波 分复用器测量光插入损耗。
1310窗口 1310nm P1
光波分 复用器
1550窗口
P12
P21
1550nm光插损:
1550nm在1310窗口光串扰:
P2 L21 10log P 12
1、用单根光纤直接连接1550TX端，测量P2
2、将一个波分复用器合波口连接1550TX端，1310窗口输 出P12，1550窗口输出P21。
11
实验连线
• 左半部： 帧同步 13 10 • D3: 01110010B D_IN3 • D2 D1 : 1310 D_IN2 、D_IN1 • FY-OUT：P202
5
波分复用器的主要特性指标
插入损耗及其测量原理
1310窗口 P1, P2 1310nm, 1550nm 1310窗口 P11 P12 1310nm(1550nm)
光波分复用（WDM）技术复习过程
光波分复用（WDM）技术复习过程光波分复用(WDM)技术一、波分复用技术的概念波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。
按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。
CWDM 的信道间隔为20nm，而DWDM 的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。
CWDM和DWDM的区别主要有二点：一是CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。
由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。
CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。
CWDM是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。
在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。
二、波分复用技术的优点WDM技术之所以在近几年得到迅猛发展是因为它具有下述优点：(1) 传输容量大，可节约宝贵的光纤资源。
对单波长光纤系统而言，收发一个信号需要使用一对光纤，而对于WDM系统，不管有多少个信号，整个复用系统只需要一对光纤。
例如对于16个2.5Gb/s系统来说，单波长光纤系统需要32根光纤，而WDM系统仅需要2根光纤。
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光波分复用(WDM)技术一、波分复用技术的概念波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。
按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。
CWDM 的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。
CWDM和DWDM的区别主要有二点：一是CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。
由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。
CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。
CWDM是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。
在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。
二、波分复用技术的优点WDM技术之所以在近几年得到迅猛发展是因为它具有下述优点：(1) 传输容量大，可节约宝贵的光纤资源。
对单波长光纤系统而言，收发一个信号需要使用一对光纤，而对于WDM系统，不管有多少个信号，整个复用系统只需要一对光纤。
例如对于16个2.5Gb/s系统来说，单波长光纤系统需要32根光纤，而WDM系统仅需要2根光纤。
(2) 对各类业务信号“透明”，可以传输不同类型的信号，如数字信号、模拟信号等，并能对其进行合成和分解。
(3) 网络扩容时不需要敷设更多的光纤，也不需要使用高速的网络部件，只需要换端机和增加一个附加光波长就可以引入任意新业务或扩充容量，因此WDM技术是理想的扩容手段。
(4) 组建动态可重构的光网络，在网络节点使用光分插复用器（OADM）或者使用光交叉连接设备（OXC），可以组成具有高度灵活性、高可靠性、高生存性的全光网络。
三、波分复用技术目前存在的问题以WDM技术为基础的具有分插复用功能和交叉连接功能的光传输网具有易于重构、良好的扩展性等巨大优势，已成为未来高速传输网的发展方向，但在真正实现之前，还必须解决下列问题。
1．网络管理目前，WDM系统的网络管理，特别是具有复杂的上/下通路需求的WDM网络管理仍处于不成熟期。
如果WDM系统不能进行有效的网络管理，将很难在网络中大规模采用。
例如在故障管理方面，由于WDM系统可以在光通道上支持不同类型的业务信号，一旦WDM系统发生故障，操作系统应能及时发现故障，并找出故障原因。
但到目前为止，相关的运行维护软件仍不成熟；在性能管理方面，WDM系统使用模拟方式复用及放大光信号，因此常用的比特误码率并不适用于衡量WDM的业务质量，必须寻找一个新的参数来准确衡量网络向用户提供的服务质量等。
如果这些问题不及时解决，将阻碍WDM系统的发展。
2．互连互通由于WDM是一项新生的技术，其行业标准制定较粗，因此不同商家的WDM 产品互通性较差，特别是在上层的网络管理方面。
为了保证WDM系统在网络中大规模实施，需保证WDM系统间的互操作性以及WDM系统与传统系统间互连、互通，因此应加强光接口设备的研究。
3．光器件一些重要光器件的不成熟将直接限制未来光传输网的发展，如可调谐激光器等。
对于一些大的运营公司来说，在网络中处理几个不同的激光器就已经非常棘手了，更不用说几十路光信号了。
通常光网络中需要采用4～6个能在整个网络中进行调谐的激光器，但目前这种可调谐激光器还无法进入商用。
四、DWDM技术简介1．DWDM对光纤性能的要求DWDM是密集的多波长光信道复用技术，光纤的非线性效应是影响WDM传输系统性能的主要因素。
光纤的非线性效应主要与光功率密度、信道间隔和光纤的色散等因素密切相关；光功率密度越大、信道间隔越小，光纤的非线性效应就越严重；色散与各种非线性效应之间的关系比较复杂，其中四波混频随色散接近零而显著增加。
随着WDM技术的不断发展，光纤中传输的信道数越来越多，信道间距越来越小，传输功率越来越大，因而光纤的非线性效应对DWDM传输系统性能的影响也越来越大。
克服非线性效应的主要方法是改进光纤的性能，如增加光纤的有效传光面积，以减小光功率密度；在工作波段保留一定量的色散，以减小四波混频效应；减小光纤的色散斜率，以扩大DWDM系统的工作波长范围，增加波长间隔；同时，还应尽量减小光纤的偏振模色散，以及在减小四波混频效应的基础上尽量减小光纤工作波段上的色散，以适应单信道速率的不断提高。
2．DWDM系统中的光源密集波分复用系统中的光源应具有以下4点要求：(1)波长范围很宽；(2)尽可能多的信道数；(3)每信道波长的光谱宽度应尽可能窄；(4)各信道波长及其间隔应高度稳定。
因此，在波分复用系统中使用的激光光源，几乎都是分布反馈激光器(DFB-LD)，而且目前多为量子阱DFB激光器。
随着科学技术的发展与进步，用在波分复用系统中的光源除了分立的DFB-LD、可调谐激光器、面发射激光器外，还有两种形式。
其一是激光二极管的阵列，或是阵列的激光器与电子器件的集成，实际是光电集成回路(OEIC)，与分立的DFB-LD相比，这种激光器在技术上前进了一大步，它体积缩小、功耗降低、可靠性高，应用上简单、方便。
另一种新的光源——超连续光源。
超连续光源，确切地说应该是限幅光谱超连续光源(Spectrum Sliced Supercontinuum Source)。
研究表明，当具有很高峰值功率的短脉冲注入光纤时，由于非线性传播会在光纤中产生超连续(SC)宽光谱，它能限幅成为许多波长，并适合于作波分复用的光源，这就是所谓的限幅光谱超连续光源。
3．实现DWDM的关键技术和设备实现光波分复用和传输的设备种类很多，各个功能模块都有多种实现方法，具体采用何种设备应根据现场条件和系统性能的侧重点来决定。
总体上看，在DWDM系统当中有光发送/接收器、波分复用器、光放大器、光监控信道和光纤五个模块。
（1）光发送/接收器光发送/接收器主要产生和接收光信号。
主要要求具有较高的波长精度控制技术和较为精确的输出功率控制技术。
两种技术都有两种实现方法。
常用控制波长的方式包括：温度控制，使激光器工作在恒定的温度条件下来达到控制精度的要求；波长反馈技术，采用波长敏感器件监控和比较激光器的输出波长，并通过激光器控制电路对输出波长进行精确控制。
（2）波分复用器波分复用器（OMD）包括合波器和分波器。
光合波器用于传输系统发送端，是一种具有多个输入端口和一个输出端口的器件，它的每一个输入端口输入一个预选波长的光信号，输入的不同波长的光波由同一个输出端口输出。
光分波器用于传输系统接收端，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，它将多个不同波长的光信号分离开来。
光合波器一般有耦合器型、介质膜滤波器型和集成光波导型等种类。
光分波器主要有介质膜滤波器型、集成光波导型、布拉格光栅型等种类。
其中，集成光波导技术使用最为广泛，它利用光平面波导构成N×M个端口传输分配器件，可以接收多个支路输入并产生多个支路输出，利用不同通道的置换，可用作合波器，也可用作分波器。
具有集成化程度高的特点，但是对环境较为敏感。
（3）光放大器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件之一。
目前使用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，光纤放大器又有掺饵光纤放大器（EDFA）、掺镨光纤放大器（PDFA）、掺铌光纤放大器（NDFA）。
其中，掺饵光纤放大器（EDFA）的性能优越，已经在波分复用实验系统、商用系统中广泛应用，成为现阶段光放大器的主流。
对EDFA的基本要求是高增益且在通带内增益平坦、高输出、宽频带、低噪声、增益特性与偏振不相关等。
半导体光放大器（SOA）早期受噪声、偏振相关性等因素的影响，性能不达到实用要求，后来在应变量子阱材料的SOA研制成功后，再度引起人们的关注。
SOA结构简单、适于批量生产、成本低、寿命长、功耗小、还能与其它配件一块集成以及使用波长范围可望覆盖EDFA和PDFA 的应用。
（4）光监控通道根据ITU-TG.692建议要求，DWDM系统要利用EDFA工作频带以外的一个波长对EDFA进行监控和管理。
目前在这个技术上的差异主要体现在光监控通道（OSC）波长选择、监控信号速率、监控信号格式等方面。
4．DWDM应用DWDM既可用于陆地与海底干线，也可用于市内通信网，还可用于全光通信网。
市内通信网与长途干线的根本不同点在于各交换局之间的距离不会很长，一般在10km上下，很少超过15km的，这就不用装设线路光放大器，只要DWDM系统终端设备成本足够低就将是合算的。
已有人试验过一种叫做MetroWDM都市波分多路系统的方案，表明将WDM用于市内网的局间干线可以比由TDM提升等级的办法节省约３０％的费用。
同时WDM系统还具有多路复用保护功能，对运行安全有利。
交换局到大楼FTTB或到路边FTTC这一段接入网也可用DWDM系统，或可节省费用或可更好地保护用户通信安全。
利用DWDM系统传输的不同波长可以提供选寻路由和交换功能。
在通信网的结点处装上波长的光的插分复接器WADM OADM，就可以在结点处任意取下或加上几个波长信号，对业务增减十分方便。
每一结点的交叉连接也会是波长的或光的交叉连接WXC OXC。
如果再配以光波长变换器OTU或光波长发生器，以使在波长交叉连接时可改用其他波长则更加灵活适应需要了。
这样整个通信网包括交换在内就可完全在光域中完成，通信网也就成了“全光通信网AON ”，即多波长光通信网MONET。
无疑，DWDM在构建AON中起了关键作用。
五、CWDM技术简介1．CWDM标准制定情况美国的1400nm商业利益组织正在致力于为CWDM系统制定标准。
目前建议草案考虑的CWDM系统波长栅格分为三个波段。
“O波段”包括四个波长: 1290、1310、1330和1350nm，“E波段”包括四个波长: 1380、1400、1420 和1440nm，“S＋C+L”波段包括从1470nm到1610nm的范围，间距为20nm的八个波长。
这些波长利用了光纤的全部光谱，包括在1310、1510和1550nm处的传统光源，从而增加了复用的信道数20nm的信道间距允许利用廉价的不带冷却器的激光发射机和宽带光滤波器，同时，它也躲开了1270nm高损耗波长，并且使相邻波段之间保持了30nm 的间隙。