05-波分复用器
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。
波分复用器详细解释
处理原理
处理性能
光信号处理技术基于光学的非线 性效应和干涉原理，通过改变光 信号的相位、幅度、频率或偏振 态等参数，实现信号的逻辑运算、 调制解调及频率转换等功能。
光信号处理技术的性能指标包括 处理速度、精度和稳定性等。这 些性能指标直接影响波分复用系 统的传输速率、频谱效率和系统 可靠性等方面。
04
数据中心中的应用
总结词
波分复用器在数据中心中用于提高光网络的带宽利用率和传输性能。
详细描述
随着数据中心规模的扩大和业务量的增长，对带宽的需求也在不断增加。波分复用器可以将多个低速率的光信号 复用到一根光纤中，实现高速数据传输，提高了带宽利用率和传输性能。这有助于降低数据中心的运营成本，并 满足不断增长的业务需求。
波分复用器详细解释
目
CONTENCT
录
• 波分复用器概述 • 波分复用器的工作原理 • 波分复用器的关键技术 • 波分复用器的优势与挑战 • 波分复用器的应用案例
01
波分复用器概述
定义与特点
定义
波分复用器是一种将多个不同波长的光信号复用 到同一根光纤中进行传输的设备。
灵活扩展性
可根据需要增加波长数量，实现网络的灵活扩展 。
智能交通系统中的应用
总结词
波分复用器在智能交通系统中用于实现 车联网和交通监控系统的快速数据传输 。
VS
详细描述
智能交通系统中包含大量的车辆和交通监 控设备，需要实现快速、实时的数据传输 。波分复用器可以将多个设备的数据复用 到同一根光纤中进行传输，提高了数据传 输的效率和可靠性。这有助于实现智能交 通系统的智能化管理和安全运行。
03
波分复用器的关键技术
光学滤波技术
01
华为波分复用器件的指标
指标值 321.0 mm (高) x 218.5 mm (深) x 2.0 mm (厚) 345.0 mm (高) x 38.0 mm (宽) 2.0 kg
表8-70 ITL单板功耗指标
单板名称 ITL
单板最大功耗(常温 25℃) 30.0 W
单板最大功耗(高温 55℃) 33.0 W
8.16 FIU
IN-TE/TO
dB
<1
隔离度
dB
>25
IN-TE IN-TO
回波损耗
dB
>45
方向性
dB
>45
偏振模式色散
ps
<0.5
偏振相关损耗
dB
<0.5
a：此处的输入端和输出端是相对于梳状滤波器的复用过程来说的。
输入光功率范围
dBm
≤26
表8-69 ITL单板机械指标
项目 单板尺寸 (PCB) 拉手条尺寸 重量
项目
单位 指标要求
隔离度
dB
>22
回波损耗
dB
>40
方向性
dB
>45
偏振模式色散
ps
<0.5
偏振相关损耗
dB
<0.5
a：此处的输入端和输出端是相对于梳状滤波器的复用过程来说的。
输入光功率范围
dBm ≤26
表8-67 E2ITL03单板指标要求
项目
单位 指标要求
波长范围 输入通道间隔 a
nm
C波段: 1528.96～1567.13
GHz
50
输出通道间隔 a
GHz
25
插入损耗
dB
光纤波分复用器的作用
光纤波分复用器的作用
光纤波分复用器是一种电路元器件，它可将来自多路光纤的模拟或数字信号分
别复用成一条信号。
它是互联网领域中非常重要的仪器，它广泛应用于客户接入网、国际范围内长距离通信传输、网络交换中心等不同的系统应用环境中。
光纤波分复用器的作用是将分布式的光模拟信号或光数字信号进行波分复用，
有效地对多路信号调制格式进行复用。
它可以将一系列原始信号进行多路加工，并将其复用成一条新的信号。
此外，它还可以用于数据传输，可有效地提高传输带宽，改善电路性能，延伸传输距离，以满足不同的网络应用。
借助光纤波分复用器，企业可以实现对接入网的带宽的动态调整，高效率地实
现数据传输，并便于管理、监控和设施的维护。
由于具有无源性、噪声小、抗电磁干扰性强、耐受力大、耗电量小等特点，因此会逐渐替代传统的模拟复用技术，成为互联网应用中重要的一环。
综上所述，光纤波分复用器是互联网应用中一种重要的装备，它可以有效地复
用多路光模拟信号和光数字信号，从而有效降低系统成本，增强系统稳定性，提高系统性能。
可见，光纤波分复用器在互联网应用中起到的作用已经日益突出，未来的发展前景也很广阔。
波分复用器详细解释
回忆一下分路器的主要作用是什么？ 对同一波长的光功率进行分配。
WDM常见的两种： 1、熔融拉锥型：用拉锥机（含电脑监控系统）进行高 温熔融拉锥两根光纤后达到1310nm与1550nm的波分复 用目的。 2、滤波片式：通过透镜及滤波片进行贴片式的封装后 达到波分复用目的。
3
拉锥型WDM原理
外观与熔融拉锥分路器一样。
32mm
8
FWDM原理
FWDM参数
10
简析DWDM
密集波分复用器（DWDM）—Dense Wavelength Division Multiplexing
DWDM技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用多个波长作为载波，允许各 载波信道在光纤内同时传输，与通用的单信道系统相比，DWDM不仅极大地提高了网络 系统的通信容量，充分利用了光纤的带宽，而且它具有扩容简单和性能可靠等诸多优点， 前景十分光明。
λ1 λ2 λ3 λx λy λz
. . .
复用器
几十公里的一根光纤
分波器
λ1 λ2 λ3
. . .
光信号传输
λx λy λz
链路中间还有一些中继放大器、监控系统等器件用于保证光信号正常传输。
波分复用器 WDM：Wavelength-Division Multiplexing
作用：对不同波长进行合成或分离。
DWDM的信道间隔一般是0.2nm~1.2nm，而CWDM是20 nm。
CWDM和DWDM的主要区别。 1. CWDM载波通道间隔较宽，因此，同一根光纤上只能复用最多18个波长的光波，“粗” 与“密集”称谓的差别就由此而来； 2. 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，因此大幅降 低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30％。
简述波分复用器的工作原理
简述波分复用器的工作原理
波分复用器（Wavelength Division Multiplexer，WDM）是一
种光通信技术，用于在光纤传输中同时传输多个波长的光信号。
它基于波分复用技术，将不同波长的光信号通过一根光纤进行传输，并在接收端通过波分解复用器将不同波长的光信号分离出来。
波分复用器的工作原理如下：
1. 光信号输入：多个不同波长的光信号被输入到波分复用器中。
每个波长对应一个光源，可以是激光器或者其他光发射器。
2. 光信号耦合：输入的光信号被耦合到一根光纤上进行传输。
在传输过程中，不同波长的光信号在光纤中以不同的波长进行传播。
3. 分相器：在光纤的接收端，使用分相器将输入的光信号分成不同波长的光束。
4. 解复用：通过波分解复用器，将不同波长的光信号分解为单一波长的光信号。
5. 接收和处理：解复用后的光信号可以被接收器接收并进行进一步的处理，如光电转换。
波分复用器的主要作用是提高光纤传输的带宽利用率，使得在同一根光纤中可以同时传输多个不同波长的光信号。
这种技术
大大提高了光通信系统的传输容量和信号传输的距离。
同时，波分复用器还能实现光网络的透明传输，即各种不同协议和数据格式的信号可以通过同一根光纤进行传输，提供了更高效、更灵活的光通信网络。
波分设备的功能和应用
波分设备的功能和应用波分设备是一种基于光纤通信技术的设备，它可以将光信号分成不同的波长，实现多波长光信号的传输。
波分设备的功能和应用非常广泛，下面将按照类别进行介绍。
一、波分复用器波分复用器是一种将多个光信号合并成一个光信号的设备，它可以将不同波长的光信号合并在一起，实现多波长光信号的传输。
波分复用器的应用非常广泛，可以用于光通信、光传感、光存储等领域。
二、波分解复用器波分解复用器是一种将一个光信号分成多个波长的设备，它可以将一个光信号分成多个波长，实现多波长光信号的传输。
波分解复用器的应用非常广泛，可以用于光通信、光传感、光存储等领域。
三、光放大器光放大器是一种将光信号放大的设备，它可以将光信号放大到足够的强度，以便在光纤中传输。
光放大器的应用非常广泛，可以用于光通信、光传感、光存储等领域。
四、光开关光开关是一种可以控制光信号传输路径的设备，它可以将光信号从一个路径切换到另一个路径，实现光信号的选择和控制。
光开关的应用非常广泛，可以用于光通信、光传感、光存储等领域。
五、光滤波器光滤波器是一种可以选择特定波长的光信号的设备，它可以选择特定波长的光信号，实现光信号的选择和控制。
光滤波器的应用非常广泛，可以用于光通信、光传感、光存储等领域。
六、光监测器光监测器是一种可以检测光信号的设备，它可以检测光信号的强度、波长等参数，实现光信号的监测和控制。
光监测器的应用非常广泛，可以用于光通信、光传感、光存储等领域。
总之，波分设备的功能和应用非常广泛，可以用于光通信、光传感、光存储等领域。
随着光纤通信技术的不断发展，波分设备的应用前景将会越来越广阔。
05 波分复用器
2014-7-14
13
原理——分类
2.波导阵列光栅型 下图是一种波导阵列光栅型波分复用器件，它由输入、输出波导、空间耦合器和波导阵列 光栅构成。 原理：空间耦合器的作用是将各种波长的输入信号，通过空间耦合器进入阵列波导输入 端，由于阵列波导是由若干条其光程差为(Ln) / 2的波导构成，根据衍射理论，在波导阵列光 栅输出端，按波长长短顺序排列输出，并通过空间耦合器传输到相应的输出波导端口，达到 分波的目的。
2014-7-14
14
原理——分类 3.光纤光栅 是利用光纤制造中的缺陷，用紫外光照射，使得光纤纤芯折射率分布呈 周期性变化，在满足布拉格光栅条件的波长上全反射，而其余波长通过的是一种全光纤 陷波滤波器。光纤布拉格光栅制作方法一般分为干涉法相位掩膜板法及逐点写入法。
2014-7-14
15
种类首页
为λ的光将不被反射， 这意味着这个光通过， 所有其他的光将被反射， 这就是滤波。
透镜
1，2，3，4，5
2 4
透 镜 1
透 镜 3
透 镜 5
光 纤输 出
种类——多层介质薄膜
利用这种特性， 在基底上镀多层介质膜。 多层结构增强了效果， 使 滤波特性接近理想状态。 这个技术在光学中已应用多年， 一个最流行的
采用电子射束蒸镀方法，可将SiO2（低折射率材料， n=1.46）和 TiO2（高折射率材料，n＝ 2.3）积层 20～40层，
实现带通滤波器（BPF）、长波长带通滤波器（LWPF）、短
波长带通滤波器(SWPF)等各种滤波特性。
这种带通滤波器的实际结构如图所示。
2020/6/15
12
原理——分类
1.光栅型 是近年发展起来的，常用来制作波分复用器的主要分光元件。原理：入射光射到 光栅表面，不同波长的衍射角不同，就可以使不同的光送到不同的光纤中去。器 件更紧凑、小巧，具有良好的温度特性，可满足工程需要。
波分复用器
从图中可以看出这种WDM器件有四端，形成一个X型耦合器，即 双光纤四端耦合器。通过设计熔锥区的锥度，控制拉锥速度，使其中一
个波长的光在直通臂有接近100％的输出，而对波长为的光输出接近为
零；使耦合臂对波长为的光有接近100％输出，而对的光输出接近为 零，这样当两个不同波长和的光信号由输入臂端口同时输入该耦合器 时，和的光信号则分别从直通臂和耦合臂输出，因而实现了分波功能。 反之，当直通臂和耦合臂分别有和的光信号输入时，也能将其合并从一
2…λ N的FBG级联起来，如图所示，图中有多个FBG和环形器组成，多
个波长依次通过各个FBG从而把相应的布拉格波长的光反射回来，然 后通过环形器把该波长分离出来。
阵列波导光栅波分复用器
AWG由荷兰代尔夫特理工大学（Delft Univnt Smit、NTT（Nippon Telegraphy and Telephone Corp
封装容易、具有成熟的制造工艺、制造成本低、适合高速 多波道DWDM系统采用
缺点：温度稳定性差、工艺复杂
研究热点：
1. 2. 3. 4.
超小尺寸EDG 频谱平坦化设计 偏振不敏感性 增强刻蚀面反射率设计
多层介质膜滤光片型（MDTFF）波分复用器
多层介质膜滤光片是一种多层高反射膜，膜层数目可多达数十层， 交替由较高折射率 和较低折射率 的两种电介质材料组成，与滤光片基 底和空气相邻的膜层具有较高折射率。 原理：利用几十层不同的介质薄膜组合起来，组成具有特定波长选择特 性的干涉滤波器，就可以实现将不同的波长分离或合并。
基于纳米Si光波导的新型交叠型AWG结构
AWG结构： 至少一条输入波导/输出波导 输入/输出自由传输区（FPR） 阵列波导区域 FPR为罗兰圆结构 AWG需满足的衍射方程：
波分复用器的组成和原理
波分复用器的组成和原理
波分系统由彩光模块、复用器和光纤组成，复用器是其中的关键器件。
常用的波分复用器有棱镜色散型波分复用器、熔锥光纤型波分复用器、衍射光栅型波分复用器、介质薄膜型波分复用器等。
复用器是无源器件，主要完成多个光波长的复用和解复用，其外形和封装方式和PON系统中的分路器几乎一样。
复用器的每个端口都对应一个特定的波长，并用不同的颜色进行了标识。
复用器是无源器件，主要完成多个光波长的复用和解复用，其外形和封装方式和PON系统中的分路器几乎一样。
复用器的每个端口都对应一个特定的波长，并用不同的颜色进行了标识。
今天小编带大家来看下复用器是怎样进行多个波长的复用和解复用的呢？
复用器的内部结构
除了耦合器和连接光纤外，复用器的核心器件是几个偏黄色的约2cm长的玻璃棒。
那几个偏黄色的玻璃棒是多层介质膜滤波器（以下简称“滤波器”），放大来看就是下图的样子。
图中滤波器上方几根绑在一起的几根透明的小玻璃棒是光纤接头保护点。
每个滤波器有3根连接尾纤。
其中一端连接有2根尾纤，分别是输入端和反射端，另一端连接的尾纤为输出端。
每个滤波器可以从输入的多路光信号中过滤出特定的波长，而将其他波长从反射端反射出去；合波则是相反的过程。
使用OG159-2用于尾纤和滤波器的耦合，用353ND-T在OG159-2外做灌封，最后用353ND 插入到玻璃套管里。
波分复用器(FWDM)技术规格
透射 射通道波长 反射 射通道 1 波长 反射 射通道 2 波长 插入 入损耗 插入 入损耗波动 隔离 离度 回波 波损耗 温度 度敏感度 偏振 振相关损耗 偏振 振模色散损耗 方向 向性 最大 大注入功率 工作 作温度 存储 储温度 光纤 纤类型 出纤 纤类型 封装 装尺寸 透射通道 反射通道 透射通道 反射通道 透射通道 反射通道
备注 备注：以上数据均 据均为不含连接器 接器的数据。 编辑 辑日期：2013 3-10-15
本文 文由科海光器件公司提 提供！
波分 分复用器（FWDM M）技术规 规格
简 介： 简
三端口波分 分复用器专指 指固定三个特 特定波长的波 波分复用器件 件。 在光纤通信网络中， 利 利用三端口波 波分复用器可 可以 实现 现语音、视频 频、数据的双 双向传输，最 最常用的是 1310&1490 1 三 分复用器。三 三端口波分复 复用 &1550nm 三波长的波分 器采 采用滤波片（filter）原理 理以及准直器 器原理相互结 结合的封装后 后，可以定制 制出任意三种 种波长。这种 种器件一般需 需要 经过 过二十四小时 时高低温循环 环及跌落试验 验，以保证产 产品质量可靠 靠稳定。
FWD DM-5/34
1550±10 1310±40 1490±10
FWD DM-4/35
1490± ±10 1310± ±40 1550± ±10 ＜0.60 ＜0.60 ≤0.30 ≤0.30 ≥40 ≥20 ＞50 ＜0.005 ＜0.10 ＜0.10 50 500 -20～+70 -40～+85 SMF-28e
FWD DM-34/5
1310± ±40 1490± ±10 1550± ±10
波分复用器技术与原理分析
光栅型波分复用器（三）
用于WDM中的主要是闪耀光栅，它的刻槽具有一定的 形状，如图所示，当光纤阵列中某根输入光纤中的光信号 经透镜准直后，以平行光束射向闪耀光栅。由于光栅的衍 射作用，不同波长的光信号以方向略有差异的各种平行光 束返回透镜传输，再经透镜聚焦后，以一定规律分别注入 输出光纤之中。
波分复用器的技术和原理分析
宽带波分复用器 WDM
WDM-T1550R1310/1490可实现1550,1490/1310两通 信窗光信号的合波（复用）与分波（解复用），使单根光纤 传输容量倍增，还可实现单纤双向通信，广泛应用于光纤网 络升级、扩容或引入综合新业务(广播电视、电信、互联网 三网合一)等方面。
波分复用器的技术和原理分析
熔融拉锥型波分复用器（一）
当2根单模光纤的纤芯充分靠近时，单模光纤中 的2个机模会通过瞬逝波产生相互耦合，在一定的耦 合系数和耦合长度下，便可以造成不同波长成分的 波道分离，而实现分波效果。
波分复用器的技术和原理分析
介质膜型波分复用器（二）
介质膜型波分复用器的基本单元由玻璃衬底上交替地镀 上折射率不同的两种光学薄膜制成，它实际上就是光学仪器 中广泛应用的增透膜。图下所示:
波分复用器的技术和原理分析
滤波片型波分复用器
*宽带波分复用器 WDM *三网合一 WDM-PON *粗波分复用器CWDM—Coarse Wavelength Division
Multiplexing *细波分复用器DWDM—Dense Wavelength Division
Multiplexing *OADM光分插复用器—Optical Add/Drop Multiplexer •特殊波长波分复用器
波分复用器的技术和原理分析
波分复用器的技术和原理分析
光栅型波分复用器（三）
用于WDM中的主要是闪耀光栅，它的刻槽具有一定的 形状，如图所示，当光纤阵列中某根输入光纤中的光信号 经透镜准直后，以平行光束射向闪耀光栅。由于光栅的衍 射作用，不同波长的光信号以方向略有差异的各种平行光 束返回透镜传输，再经透镜聚焦后，以一定规律分别注入 输出光纤之中。
阵列波导型(AWG)波分复用器（四）
宽带波分复用器 WDM
WDM-T1550R1310/1490可实现1550,1490/1310两通 信窗光信号的合波（复用）与分波（解复用），使单根光纤 传输容量倍增，还可实现单纤双向通信，广泛应用于光纤网 络升级、扩容或引入综合新业务(广播电视、电信、互联网 三网合一)等方面。
产品特点
·低插入损耗 ·低偏振相关损耗 ·高波长带宽隔离度 ·环境稳定性好
波导阵列型光栅（Arrayed Waveguied Grating，AWG）器件 的结构如右所示，由输入输出波 导群，两个盘形波导及AWG一 起集成在衬底上而构成。各波导 路径长度差所产生的效应与闪耀 光栅沟槽作用相当，从而起到光 栅之用，输入和输出端通过扇形 波导与AWG相连。当某根输入 光纤中含有多波长信号时，则在 输出端的各光纤中分别具有相关 波长的光信号。
波分复用器原理示意图
用波长分割复用器和解复用器(也称合波/分波器)分别 置于光纤两端,实现不同光波的耦合与分离。
波分复用器种类分类
光波分复用器的种类很多。应用不同的领域， WDM 器件的技术要求和制造方法都不相同，大致可分 为：
*熔融拉锥型（一） *介质膜型（二） *光栅型（三） *阵列波导型(AWG)（四）
熔融拉锥型
WDM用于光模块的封装，可实现两通信窗光信号的合波 （复用）与分波（解复用），使单根光纤传输容量倍增，还可 实现单纤双向通信，广泛应用于光纤网络升级、扩容或引入综 合新业务(广播电视、电信、互联网三网合一PON+EOC)等方面。
波分复用器的分离原理
波分复用器的分离原理
波分复用器的分离原理是利用光的不同频率传播速度不同的特性。
当多个不同频率的光信号通过光纤传输时，由于不同频率的光信号具有不同的传播速度，会在一定距离后发生互相干涉，导致信号的混合和干扰。
为了实现信号的分离，波分复用技术采用了不同频率的光信号之间具有独立的传输通道的特性。
波分复用器通常由两个关键部件组成：入射波导和出射波导。
入射波导将不同频率的光信号引入到波分复用器中，而出射波导则分离出这些不同频率的光信号。
在波分复用器中，通过选择适当的结构和材料，使得不同频率的光信号的传播速度存在差异。
一种常用的方法是利用光栅耦合器。
光栅耦合器是一种光学器件，通过在光纤中引入一定的周期性变化，可以产生波长选择性传播。
当多个不同频率的光信号进入光栅耦合器时，由于具有不同的频率，会在光栅耦合器中经历不同的传播距离，从而产生不同的耦合效应。
最终，通过调整光栅耦合器的设计参数，如光纤的入射角度、光栅周期等，可以使不同频率的光信号在光栅耦合器中被耦合到不同的出射波导中，实现信号的分离。
总结起来，波分复用器的分离原理是通过利用不同频率光信号的传播速度不同，通过适当的光栅耦合器设计，将不同频率的光信号分离到不同的出射波导中。
这
样就实现了不同频率信号的复用和分离，提高了光纤传输的信号容量和传输效率。
波分复用器的作用
波分复用器的作用一、引言波分复用技术是一种将多路信号通过不同波长的光纤进行传输的技术，可以实现光纤网络的高速、大容量传输。
而波分复用器则是实现波分复用技术的重要设备之一。
二、什么是波分复用器波分复用器（Wavelength Division Multiplexer，简称WDM）是一种将多路信号通过不同波长的光纤进行传输的设备。
它可以把多个不同波长的光信号合并到一个光纤中进行传输，也可以将一个光纤中的多个不同波长的光信号拆分成单独的信号输出。
同时，由于每个波长可以携带独立的信息流，在保证带宽利用率和数据传输速度的同时，还可以提高网络容量和可靠性。
三、波分复用器的作用1. 带宽利用率提高在传统通信系统中，每根光纤只能承载一个信道，因此需要铺设大量光缆才能满足通信需求。
而采用波分复用技术后，不同波长之间互相独立，可以在同一根光纤上同时传输多个信道，从而大大提高了光纤的带宽利用率。
2. 提高网络容量由于采用波分复用技术后，每个波长可以携带独立的信息流，因此可以在同一根光纤上传输多个信道，从而提高了网络的容量。
同时，随着科技的不断发展，波分复用器的通道数也在不断增加，从最初的几个通道到现在的数百个通道，进一步提高了网络容量。
3. 数据传输速度提高采用波分复用技术后，每个波长可以携带独立的信息流，在保证带宽利用率和数据传输速度的同时，还可以提高网络容量和可靠性。
因此，在同等条件下，采用波分复用技术比传统通信系统具有更快的数据传输速度。
4. 网络可靠性提高由于采用波分复用技术后，每个波长之间互相独立，在某一个信道出现故障时，并不会影响其他信道的正常运行。
因此，在保证数据传输速度和网络容量的同时，还能够提高网络的可靠性。
四、波分复用器的分类1. 分束式波分复用器（CWDM）分束式波分复用器是一种使用多个窄带滤波器将不同波长的信号分别分离出来的设备。
它通常用于较小规模的网络中，可以支持2-18个通道，适用于短距离传输。
波分复用器的作用
波分复用器的作用介绍波分复用器（Wavelength Division Multiplexer，简称WDM）是一种关键的光传输技术，用于实现光纤通信中信号的同时传输与复用。
它通过将不同波长的光信号发送到同一条光纤上，实现多路复用的功能。
波分复用器在现代通信网络中发挥着重要的作用，本文将详细讨论波分复用器的作用。
提高传输容量波分复用器的一个主要作用是提高传输容量。
传统的光纤通信系统采用时分复用（Time Division Multiplexing，简称TDM）技术，即将多个信号按时间顺序划分为不重叠的时隙，并通过光纤依次发送。
然而，随着通信需求的增加，传统的TDM技术无法满足高带宽的要求。
波分复用器通过将不同波长的光信号发送到同一条光纤上，实现了多个信号的同时传输与复用。
相比于TDM技术，WDM技术使得多个信号可以在相同的时间内传输，大大提高了传输的容量。
例如, 通过使用32个不同波长的光信号，每个信号传输10Gbps的数据，波分复用器可以实现320Gbps的传输容量。
节省光纤资源波分复用器的另一个重要作用是节省光纤资源。
在传统的光纤通信系统中，通过增加光纤的数量来增加传输容量，这不仅占用了大量的空间，还增加了网络建设和维护的成本。
通过波分复用器的技术，多个信号可以通过不同波长的光信号在同一条光纤上传输，大大减少了所需的光纤数量。
相比于传统方法，WDM技术可以在不增加光纤数量的情况下提供更大的传输容量。
这样不仅减少了光纤线路的铺设，也降低了光纤传输的成本。
提高网络的可靠性波分复用器还具有提高网络可靠性的作用。
在传统的光纤通信系统中，如果一条光纤出现故障，会导致整个通信链路中断，造成严重的服务中断。
而通过使用波分复用器，多个信号可以通过不同波长的光信号分别传输，一旦某根光纤出现故障，其他信号依然可以正常传输。
这种冗余设计可以大大提高网络的可靠性，保证通信服务的连续性。
引领光通信技术发展波分复用器作为光通信的核心设备之一，它的发展与应用，推动了光通信技术的进步。
波分复用器(第八章光波分复用技术及关键器件)
熔锥光纤型波分复用器结构和特性
c. 模耦合型光波分复用器
P 1 o u tzP inco s2K z P 2o u tzP insin2K z
sin2s11(或 0)
s1 s2
+m
2
s1=（KL）1 s2=（KL）2
对特定波长为λ1和λ2，选择光纤 参数，调整耦合长度，使：
在直通臂：P1out(λ1)=1， P1out(λ2)=0;
WDM系统的基本构成主要有以下两种形式： 双纤单向传输和单纤双向传输。
(1) 双纤单向传输 单向WDM传输：指所有光通路同时在一根光纤上沿 同一方向传送； 由于各信号是通过不同光波长携带 的，彼此之间不会混淆； 在接收端通过光解复用器将不同波 长的信号分开，完成多路光信号传 输的任务。
双纤单向传输
列阵波导光栅复用器能同时提供有 波长选择的N ×N 联结。它可以工作在 高衍射级，因而可有10- 2纳米级的分辨 率。 同时，它还可用作分波器、合波 器、波长选择开关、多波长激光器等。
用SiO 2， InGaAsP/ In 以及多种有机材料 制备的实用化器件已经出现。它结构紧凑，
集成度高，性能稳定，信号畸变小，通道
采用普通透 镜的WDM
采用渐变 折射率透 镜，简化 了装置的
校准。
光栅型波分复用器的优点：
波长通道数大（～132Ch）； 通道间隔小（商用～0.4nm）； 插损不随通道数增加（6～7dB）。
光栅型波分复用器的缺点：
温度敏感（～0.01nm/oC），需温度补偿（温控、材料补偿）； 高斯型通带（采用特殊技术可实现平顶，但增大损耗）。
光纤
光纤光纤 光纤
干涉滤1波器3
干涉 滤波器
干涉 滤波器
波分复用器_信息通信技术百科全书——打开信息通信之门_[共2页]
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信息通信技术百科全书—打开信息通信之门ROADM 在DWDM 中的位置就类似于这种具有调度功能的站点。
如图10-159所示，A 、B 、C 为一个WDM 系统中的3个站点，其中A 、C 为光终端复用设备（OTM ），B 为一个ROADM 站点。
A 站发送的业务承载在λ1～λ5波长上，在这里波长就好比是列车车厢，业务就是装在车厢中的货物。
在B 站，波长λ3和λ5下路，而波长λ6和λ9携带新的业务上路，从而在B 站点实现波长直通（λ1，λ2，λ4），波长下路（λ3，λ5）和波长上路（λ6，λ9）。
如果需要改变B 站的上下路和直通波长，只需要通过软件配置即可，硬件上不需要做任何变动。
图10-159 二维ROADM图10-158所示的只是一个具有2个线路方向的ROADM ，又称二维ROADM 。
而在环间相交、相切节点，往往同时有多个方向的业务进出，通过组合，可以实现多个线路方向的波长重构，又称多维ROADM 。
就好像一个四通八达的立体交通枢纽，可以实现任意方向的车辆调度。
目前工程上已应用有最大九维ROADM 。
ROADM 的特点是可以通过软件进行波长指配，实现业务、波长的调度。
另一种可实现光分插复用功能的器件是FOADM （固定光分插复用器）。
其上下业务的波长是固定的，不能通过网管配置，只能选择某个或某些固定的波长信道进行分插复用，网络一旦配置和建设完毕就不能对上下路的波长进行调整，站点升级会中断业务。
与FOADM 相比，ROADM 具有以下优点。
ROADM 方便开展新业务。
移动通信时代新业务层出不穷。
当有大客户需要提供波长级新业务时，使用ROADM 只需通过网管系统进行远端配置即可。
ROADM 便于进行网络规划，降低运营费用。
低费用能带给用户更多的实惠，也是运营商所希望的。
ROADM 具有强大的节点重构能力，使得DWDM 网络可以方便地重构，因此在网络遭遇突发事件需要重新规划时，能够快速响应，提高整个网络的效率。
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种类——概述
WDM 器件
色散元件
棱镜
光栅
干涉元件
光耦合器
全光纤型
超窄带滤波器 （密集型）
（熔融拉锥方法）
带通滤波器 截止型滤波器 限波滤波器 偏振无关器件 偏振相关器件
传统光栅 光纤光栅 波导阵列光栅
Grating
AWG
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种பைடு நூலகம்——概述
LWDM：Laser Welding Wavelength Division Multiplexer 干涉模型激光焊接波分复用器
9
2020/10/19
9
原理——分类
图中给出了一种利用多层膜制成的滤光器，这是一种波导型分波滤光器。 其结构是一直线形单模波导的中间开一斜槽，且在其中插入一多层膜滤光器。 当1.55um的光进入时可通过该滤光器继续前进，而当1.3um的光进入时则被该 滤光器反射，沿另一斜置的多模波导被分离出来。这种结构可用来作为分波 器，但若反向使用时却不能做合波器用，这是因为多模一侧损耗大的缘故。
2020/10/19
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原理——分类
多层电介质干涉膜型合波分波器，是把具有接近λ /2或者λ /4光学厚度 的高折射率电介质膜和低折射率电介质膜交替重塑形成薄膜，于是对于特 定波长表现出较强的选择性。这种波长选择性主要依赖于电介质膜的层数、 膜的厚度、膜的材料等。
2020/10/19
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原理——分类
Ring 环形垫圈
A-Lens（ Aspheric Lens） 1/4自聚焦透镜
centerpiece sleeve 中心件套管 A-Lens 1/4自聚焦非球面透镜
Filter With Spacer 滤波片组件（带垫片）
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种类——LWDM
输入 1、 2、 3 波长信道
输入 4波长信道
输出经滤波器反射的 1 、 2、 3 波长信道 和透镜聚焦的 4波长信 道
1.光栅型 是近年发展起来的，常用来制作波分复用器的主要分光元件。原理：入射光射到 光栅表面，不同波长的衍射角不同，就可以使不同的光送到不同的光纤中去。器 件更紧凑、小巧，具有良好的温度特性，可满足工程需要。
2014-7-14
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原理——分类
2.波导阵列光栅型 下图是一种波导阵列光栅型波分复用器件，它由输入、输出波导、空间耦合器和波导阵列 光栅构成。 原理：空间耦合器的作用是将各种波长的输入信号，通过空间耦合器进入阵列波导输入 端，由于阵列波导是由若干条其光程差为(Ln) / 2的波导构成，根据衍射理论，在波导阵列光 栅输出端，按波长长短顺序排列输出，并通过空间耦合器传输到相应的输出波导端口，达到 分波的目的。
采用电子射束蒸镀方法，可将SiO2（低折射率材料， n=1.46）和 TiO2（高折射率材料，n＝ 2.3）积层 20～40层，
实现带通滤波器（BPF）、长波长带通滤波器（LWPF）、短
波长带通滤波器(SWPF)等各种滤波特性。
这种带通滤波器的实际结构如图所示。
2020/10/19
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原理——分类
由于滤波片只允许通过 4附近的波长，其余光波 长信号被反射，因此从上述可知WDM可以实现信 号的和波，反过来用则为分波器，此器件即为波 分复用器WDM
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种类——多层介质薄膜
这种器件依赖于从薄层束反射的许多光波之间的干涉效应， 如图所示。 如果每层的厚度是λ ／4， 那么， 当入射角等于零即垂直入射时， 波长为λ的光在通过每层后得到相位位移π/2。 因此， 反射波与入射波相位相反， 它们将成相消性干涉， 也就是相互抵消。换句话说， 波长
为λ的光将不被反射， 这意味着这个光通过， 所有其他的光将被反射， 这就是滤波。
透镜
1，2，3，4，5
2 4
透 镜 1 透 镜 3 透 镜 5
光 纤输 出
21
种类——多层介质薄膜
利用这种特性， 在基底上镀多层介质膜。 多层结构增强了效果， 使 滤波特性接近理想状态。 这个技术在光学中已应用多年， 一个最流行的
5
原理——分类
2020/10/19
光合波器和光分波器的类型
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原理——分类
P
P1
P2
0
1 2
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熔锥光纤型波分复用器结构和2020特/10/1性9
7
原理——分类
1 2 3
1+ 2+ 3
光纤
透镜
光栅
衍射光栅型波分复用器结构示意图
8
8
原理——分类
光纤
1 2 3
1+ 2+ 3
棒透镜
光栅
采用棒透镜的光栅型WDM
波分复用和解波分复用器 学习剪辑
张植俊 magogo@
1
目录
原理 种类 参数指标 工艺
2
原理首页
3
原理——概述
波分复用技术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。这 样大大提高了单模光纤的带宽利用
光波分复用器是对光波波长进行分离与合成的光无源器件。光波分复用
器件的一个端口，作为器件的输出/输入端，N个端口作为器件的输入/输
出端。
P0(0#端口)
1P1端口 2P2端口
nPn端口
4
原理——结构示例：ＩＷＤＭ结构示意图
Dual fiber
C-lens
980nm in
filter Dual stage core spring
2014-7-14
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原理——分类 3.光纤光栅 是利用光纤制造中的缺陷，用紫外光照射，使得光纤纤芯折射率分布呈 周期性变化，在满足布拉格光栅条件的波长上全反射，而其余波长通过的是一种全光纤 陷波滤波器。光纤布拉格光栅制作方法一般分为干涉法相位掩膜板法及逐点写入法。
2014-7-14
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种类首页
IWDM： Isolator Wavelength Division Multiplexer 隔离器型激光焊接波分复用器
DWDM：Dense WDM 密集波分复用（通道间隔小于 100GHz）
CWDM：Coarse WDM GS WDM：原理与LWDM相同，只 是封装方式不一致
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种类——LWDM
Single pigtail
1550nm
C
P
980nm 1550nm
In Out sleeve tube
R-spacer
T-spacer center tube
sleeve tube
horizontal
washer
从结构上看，IWDM与LWDM波分复用基本原理一致，外壳封装为GS 加了一个Isolator隔离器，这样可减少Amplifier上器件数目