光纤波分复用技术及WDM工作原理
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，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。
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)技术作者：宋小勇摘要: 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)在发送端经合波器(亦称复用器)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多个不同波长光信号的技术，称为波分复用。
关键词波分复用技术（WDM），光纤，光传输网，交叉连接Light WDM techniqueSONG Xiao yongSummary:WDM (WND) is to two or more different wavelengths of light carrier signal (carry all kinds of information) in the sender and the chopper (also called multiplex) rendezvous in together, and coupled to the light of the same root fiber line undertakes transmission technology; In the receiver, the solution multiplex (also called points chopper or say to multiplex, Demultiplexer) will be various wavelengths of light carrier separation, then by optical receiver for further treatment in order to restore the original signal. This in the same root in the fiber simultaneously transmit two or more different wavelengths of light signal technology, known as WDM.Key words:WDM technology (WDM), optical fiber, optical transmission network, crossing connection0引言WDM是一种在光域上的复用技术，形成一个光层的网络既全光网，将是光通讯的最高阶段。
WDM系统的特点
WDM的特点、要求，划分及工作原理WDM是Wavelength Division Multiplexing的缩写，WDM是在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。
其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开(解复用)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端，因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。
目录WDM的主要特点WDM对波长的要求WDM系统的划分WDM系统的基本结构与工作原理WDM的主要特点1．充分利用光纤的巨大带宽资源WDM技术充分利用了光纤的巨大带宽资源(低损耗波段)，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍，从而增加光纤的传输容量，降低成本，具有很大的应用价值和经济价直。
WDM技术可以充分利用单模光纤的巨大带宽，从而在很大的程度上解决了传输的带宽问题。
2．同时传输多种不同类型的信号由于WDM技术中使用的各波长相互独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信业务信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，以及PDH 信号和SDH信号，实现多媒体信号加音频、视频、数据、文字、图像等)混合传输。
3．实现单根光纤双向传输由于许多通信(如：打电话)都采用全双工方式，因此采用WDM技术可节省大量的线路投资。
4．多种应用形式根据需要，WDM技术可有很多应用形式，如长途干线网，广播式分配网络，多路多址局域网络争，可以实现点对点，点对多点，链状，环状的各种应用，因此对网络应用十分重要。
5．节约线路投资采用WDM技术可使N个波长复用起来在单模光纤中传输，在大容量长途传输时可以节约大量光纤。
另外，对已建成的光纤通信系统扩容方便，只要原系统的功率富余度较大，就可进一步增容而不必对原系统做大的改动。
6．IP的传送通道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。
在网络扩充和发展中，是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务(例如IP等)的方便手段。
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。
WDM波分复用技术
WDM波分复用技术1 绪论本论文主要研究的是WDM波分复用技术，其中包括WDM技术的产生背景，WDM 的基本概念和特点，WDM的关键技术，WDM的网络生存性，WDM技术发展现状及发展趋势等，下面将分别从以上几个方面讨论。
2 WDM技术产生背景随着科学技术的迅猛发展，通信领域的信息传送量正以一种加速度的形式膨胀。
信息时代要求越来越大容量的传输网络。
近几年来，世界上的运营公司及设备制造厂家把目光更多地转向了WDM 技术，并对其投以越来越多的关注，增加光纤网络的容量及灵活性，提高传输速率和扩容的手段可以有多种，下面对几种扩容方式进行比较。
1. 空分复用SDM（Space Division Multiplexer）空分复用是靠增加光纤数量的方式线性增加传输的容量，传输设备也线性增加。
在光缆制造技术已经非常成熟的今天，几十芯的带状光缆已经比较普遍，而且先进的光纤接续技术也使光缆施工变得简单，但光纤数量的增加无疑仍然给施工以及将来线路的维护带来了诸多不便，并且对于已有的光缆线路，如果没有足够的光纤数量，通过重新敷设光缆来扩容，工程费用将会成倍增长。
而且，这种方式并没有充分利用光纤的传输带宽，造成光纤带宽资源的浪费。
作为通信网络的建设，不可能总是采用敷设新光纤的方式来扩容，事实上，在工程之初也很难预测日益增长的业务需要和规划应该敷设的光纤数。
因此，空分复用的扩容方式是十分受限。
2. 时分复用TDM（Time Division Multiplexer）时分复用也是一项比较常用的扩容方式，从传统PDH 的一次群至四次群的复用，到如今SDH 的STM-1、STM-4、STM-16 乃至STM-64 的复用。
通过时分复用技术可以成倍地提高光传输信息的容量，极大地降低了每条电路在设备和线路方面投入的成本，并且采用这种复用方式可以很容易在数据流中抽取某些特定的数字信号，尤其适合在需要采取自愈环保护策略的网络中使用。
时分复用的扩容方式有两个缺陷：第一是影响业务，即在“全盘”升级至更高的速率等级时，网络接口及其设备需要完全更换，所以在升级的过程中，不得不中断正在运行的设备；第二是速率的升级缺乏灵活性，以SDH 设备为例，当一个线路速率为155Mbit/s 的系统被要求提供两个155Mbit/s 的通道时，就只能将系统升级到622Mbit/s，即使有两个155Mbit/s 将被闲置，也没有办法。
波分复用
双向传输的问题也很容易解决，只 双向传输的问题也很容易解决， 需将两个方向的信号分别安排在不同波 长传输即可。根据波分复用器的不同， 长传输即可。根据波分复用器的不同， 可复用的波长数也不同， 个至N 可复用的波长数也不同，从2个至N个不 现在商用化的一般是8波长、16波 等，现在商用化的一般是8波长、16波 长和32波长等系统，这取决于所允许的 长和32波长等系统， 32波长等系统 光载波波长的间隔大小。 光载波波长的间隔大小。
WDM系统的工作原理 WDM系统的工作原理
FDM-TDM-TDM-FDM
1、明线技术： 光纤通信光纤通信n×2.5Gbit/s WDM系 明线技术： 140Mbit/s PDH系统 系统， 光纤通信 2.5Gbit/s SDH系统， 每路语音的带宽为4KHZ； 64Kbit/s 64Kbit/s 术 + 光 频 域 每路语音的速率为 ， TDM 数 字 技 每路语音的速率为 统 2、小同轴电缆60路： FDM 模拟技术， 每路语音的 模拟技术 ， 每路语音的带宽为4KHZ； 速率为64kbit/s. 3、中同轴电缆1800路： 每路语音的带宽为4KHZ
WDM系统的技术优点 WDM系统的技术优点
(2)节约光纤资源 节约光纤资源
对于单波长系统而言， 个 对于单波长系统而言，1个SDH系 系 统就需要一对光纤;而对于 而对于WDM系统来 统就需要一对光纤 而对于 系统来 不管有多少个SDH分系统，整个复 分系统， 讲，不管有多少个 分系统 用系统只需要一对光纤。 用系统只需要一对光纤。这一点对于系 统扩容或长途干线来说就显得非常可贵 了。
WDM系统的技术优点 WDM系统的技术优点
(6)对光纤的色散无过高要求 (6)对光纤的色散无过高要求
复用技术的原理解析
一：什么是复用技术随着”光进铜退”逐渐成为园区网的技术主流，一方面由于资源受限，制造成本不断增加，光纤链路的铺设费用也在逐年增长，同时对于无线传输媒介来说，有限的可用频率也是非常宝贵的资源。
因此，对于通信线路的利用率提升成为了大家关注的重点，多路复用技术应运而生。
多路复用技术就是通过在一条通信线路上传输多路信号，从而提升光通信线路利用率的技术。
目前最常用的多路复用技术有波分复用、时分复用、频分复用、码分复用。
今天会重点对波分复用和时分复用展开来讲。
二：什么是波分复用技术2.1波分复用概念波分复用（WDM））是一种通过使用不同波长（即颜色）的激光将多个光载波信号复用到一根光纤上的技术，参考图一示意。
波分复用可以实现在一根光纤上双向通信，并实现容量的成倍增长。
波分复用技术是基于频分复用技术（FDM），可以将一个信道的带宽按照一定的数值分为多个信道（一般按照20nm为一个单位）。
在波分复用网络中，每个信道都被称为一个波长，每个信道以不同的频率和不同的光波长进行信息传输互达。
每个波长彼此分离，可以实现天然的物理隔离，k 可以有效防止他们互相干扰。
2.2 波分复用的工作原理波分复用技术，是将多个不同波长(或频率)的调制光信号(携带有用信息)在发送端经复用器(也叫合波器，Mux)合路到一起送入光线路(光纤传输链路)的同一根光纤中进行传输，在接收端用解复用器(也叫分波器，demux)将不同波长信号分开接收的技术，原理图见下方示意图。
一个波分系统包含很多的功能单元，如光转发单元(OTU)，用于转发客户侧数据业务到线路侧的光口；光合波单元(OMU)和光分波单元(ODU)，分别用于将多个波长光信号合并和分开;以及光功率放大器(OBA)，光线路放大器(OLA)和光前置放大器(OPA)，分别用于发端，链路，和接收端光信号放大。
当然还应该包括光监控信道(OSC)，完成业务和链路的监控以便网络管理和维护。
三、什么是时分复用3.1 时分复用原理时分复用（TDM）是采用统一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。
波分复用_WDM
7.2.2 WDM系统的基本结构
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用掺铒光纤放大器(EDFA)对光信号进行中继放大。 在应用时可根据具体情况， 将EDFA用作“线放(LA： Line Amplifier)”, “功放 (BA)”和“前放(PA： Preamplifier)”。 在WDM系统中，对EDFA必须采用增益平坦技术，使得EDFA对不同波长的光信号具 有接近相同的放大增益。与此同时，还要考虑到不同数量的光信道同时工作的各种 情况，保证光信道的增益竞争不影响传输性能。 在接收端，光前臵放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道光信号，分波器从主信道 光信号中分出特定波长的光信号。 接收机不但要满足一般接收机对光信号灵敏度、 过载功率等参数的要求，还要能承受有一定光噪声的信号，要有足够的电带宽。
7.2 光波分复用技术
7.2.1 光波分复用原理 7.2.2 WDM系统的基本结构 7.2.3 WDM技术的主要特点 7.2.4 光滤波器与光波分复用器
7.2.1 光波分复用原理
1. WDM的概念 2. WDM系统的基本形式 3. 光波分复用器的性能参数
1. WDM的概念
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1. WDM的概念 光波分复用(WDM： Wavelength Division Multiplexing)技术是在一根光纤中同时 传输多个波长光信号的一项技术。 光波分复用（WDM）的基本原理是：在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)， 并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号 分开(解复用)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端，因此将此项技 术称为光波长分割复用， 简称光波分复用技术。光纤通信复用技术主要分为：光 波复用和光信号复用两大类。
7.2.4 光滤波器与光波分复用器
wdm基本原理
wdm基本原理一、概述WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术是一种光纤通信中常用的技术，它能够利用一根光纤同时传输多个不同波长的光信号，从而提高了光纤的传输效率。
本文将从WDM技术的基本原理、构成要素和应用场景三个方面进行详细介绍。
二、基本原理WDM技术的基本原理是利用不同波长的光信号在同一根光纤中传输，通过在发射端将不同波长的光信号复合到一起发送，在接收端将这些信号分离出来。
其实现方式主要有两种：单向传输和双向传输。
1. 单向传输单向传输又称为单向波分复用（OWDM），是指将多个发射机产生的不同波长的光信号通过耦合器组合到一个输出端口上，然后通过一个共享的单向光纤进行传输。
在接收端，使用分离器将这些信号分离出来，并送入相应的接收机进行解调。
2. 双向传输双向传输又称为双向波分复用（DWDM），是指在同一根光纤上同时进行正反两个方向的波分复用传输。
其实现方式是将两个相互独立的单向波分复用系统通过一个光纤耦合器相连，从而实现了双向传输。
三、构成要素WDM技术的构成要素主要包括：发射机、光纤、接收机和复用器/解1. 发射机发射机是WDM系统中产生不同波长光信号的设备，它通常由激光器和调制器组成。
激光器产生一束具有特定波长的激光光束，调制器则负责对这个激光信号进行调制，使其能够携带数字或模拟信号。
2. 光纤光纤是WDM系统中承载多个不同波长的信号进行传输的媒介。
在WDM系统中，通常采用单模或多模光纤作为传输介质。
3. 接收机接收机是WDM系统中将多个不同波长信号分离出来并进行解调的设备。
它通常由解复用器和探测器组成。
解复用器负责将多路信号分离出来，探测器则负责将这些信号转换为电信号进行处理。
4. 复用器/解复用器复用器和解复用器是WDM系统中将多个不同波长信号组合到一起或者将多路信号分离出来的设备。
复用器通常由耦合器和滤波器组成，它将多个不同波长的光信号耦合到一个输出端口上。
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。
【实验基本原理】1、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）如表1所示，信道间隔为100GHz，0.8nm。
表1 16路D WDM 系统的中心频率和中心波长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。
WDM基本原理简介
波分复用原理简介产生背景传输带宽的需求增长，传输系统需扩容：✧增加系统数量(光纤数量)：敷设光缆，没有有效利用光纤带宽✧提高系统速率(TDM时分复用PDH/SDH)：10Gb/s,40Gb/s电子器件技术极限/成本/G.652光纤1550nm窗口的高色散✧波分复用（WDM）技术EDFA(erbium-doped fiber amplifier掺铒光纤放大器)的成熟和商用化基本概念波分复用(WDM)充分利用单模光纤低损耗区的巨大带宽资源，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，将多种不同波长的光载波信号在发送端经复用器(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；在接收端，经解复用器(亦称分波器，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。
波分复用在本质上是光域上的频分复用（FDM）技术。
通道间隔的不同，可分为：–CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing稀疏/粗波分复用）信道间隔为20nm–DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing密集波分复用）信道间隔从0.2nm 到1.2nm。
波分复用技术的优点(1) 传输容量大，可以充分利用光纤的巨大带宽资源，节约宝贵的光纤资源。
(2) 对各类业务信号“透明”，可以传输不同类型、多种格式的业务信号。
对于“业务”层信号来说，WDM的每个波长就像“虚拟”的光纤一样。
(3) 扩容方便。
WDM技术是理想的扩容手段。
对于早期芯数不多的光纤系统，利用此技术，不必做较大改动，就可以轻松扩容。
增加一个附加光波长就可以引入任意新业务或扩充容量。
(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。
波长调制技术
波长调制技术波长调制技术，简称WDM技术，是一种将多个不同波长的光信号紧密耦合在一起，通过光纤传输的技术。
它可以实现在同一光纤内传输多个信号，从而提高光纤的利用率和传输容量，广泛应用于光纤通信、光纤传感、光谱分析等领域。
本文将重点介绍WDM技术的原理、分类、应用、未来发展趋势等方面。
一、WDM技术的原理WDM技术的核心原理是将多个不同波长的光信号通过耦合器耦合在一起，经过光纤传输到达目的地后再通过分离器分离出各个信号。
这种技术是基于波分复用（Wavelength Division Multiplexing，简称WDM）的原理，所谓“波分复用”就是利用不同的波长将多个信号合成一个信号，以实现复用和扩展传输容量的技术。
利用WDM 技术，不同波长的光信号可以在同一光纤上进行传输，这样就可以显著提高光纤的传输能力和利用效率。
在实际运用中，WDM技术需要使用三个主要的光学部件来实现：光路分离器、光纤耦合器和光路合并器。
光路分离器将多个波长的光信号分离出来，光纤耦合器将多个信号耦合在一起，而光路合并器则将多个信号合并成一个信号输出。
这种技术需要高度可靠的光学元件和精密的光纤对接技术，以保证光信号的稳定和传输质量。
二、WDM技术的分类WDM技术广泛应用于光纤通信和光纤传感领域，根据应用需求和技术特点，可以将其分为两类：单向WDM和双向WDM。
单向WDM：单向WDM是指光信号只在一个方向上传输的技术，主要用于光纤通信中的长距离传输。
单向WDM中最常见的技术是CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing，粗波分复用）技术，它通常使用20个不同波长的光信号在同一光纤中传输，波长范围为1260~1625nm，相邻波长之间的距离为20nm。
双向WDM：双向WDM是指光信号在两个方向上传输的技术，可以实现在同一光纤上同时传输上行（发送）和下行（接收）数据。
双向WDM中最常见的技术是DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing，密波分复用）技术，它可以在一个光纤中同时传输40个及以上不同波长的光信号，波长间隔为0.4nm或更小，用于高速传输和长距离传输。
波分复用实验报告
波分复用实验报告波分复用实验报告引言波分复用（Wavelength Division Multiplexing，简称WDM）是一种光通信技术，通过将不同波长的光信号在同一光纤中进行传输，实现多信道的同时传输。
本实验旨在通过实际操作，验证波分复用的原理和应用。
实验目的1. 了解波分复用的基本原理和技术；2. 掌握波分复用的实验操作方法；3. 分析波分复用的优缺点及应用领域。
实验原理波分复用技术基于光的频率特性，利用不同波长的光信号进行多信道传输。
在光通信系统中，光信号经过调制后，通过光纤传输到目的地。
传统的光通信系统一次只能传输一个信道的光信号，而波分复用技术可以同时传输多个信道的光信号，大大提高了光纤的利用率。
实验装置本实验使用的波分复用实验装置包括：光源、光纤、波分复用器、解复用器、光功率计等设备。
实验步骤1. 将光源与光纤相连，确保光源正常工作；2. 将光纤连接到波分复用器的入口端口；3. 将多个光纤连接到波分复用器的出口端口，形成多个信道；4. 将解复用器与光纤相连，接收并解析多个信道的光信号；5. 使用光功率计测量各个信道的光功率。
实验结果与分析通过实验操作，我们成功实现了波分复用技术的应用。
在实验过程中，我们观察到不同波长的光信号通过光纤传输，并在解复用器处被正确解析成多个信道的光信号。
通过光功率计的测量，我们可以得到各个信道的光功率值，进一步验证了波分复用技术的有效性。
波分复用技术的优点之一是提高了光纤的利用率。
传统的光通信系统一次只能传输一个信道的光信号，而波分复用技术可以同时传输多个信道的光信号，充分利用了光纤的带宽资源。
此外，波分复用技术还具有灵活性和可扩展性强的特点，可以根据实际需求增加或减少信道数量。
然而，波分复用技术也存在一些挑战和限制。
首先，波分复用设备的成本较高，对于一些小规模的通信系统来说，可能不具备经济性。
其次，波分复用技术对光源的要求较高，需要稳定的光源才能保证信号的传输质量。
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。
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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
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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)
波分复用 单模光纤
波分复用单模光纤
波分复用，也称WDM技术，是一种在单根光纤中通过不同波长的光信号传输多路信息的技术。
这种技术可以大幅提高光纤传输的容量和效率，同时也能减少光纤的使用量。
单模光纤是一种用于传输光信号的光纤，其核心直径比多模光纤小得多，能够保持光信号的传输质量。
在波分复用技术中，单模光纤可以通过分离不同波长的光信号来传输多个信号，这种方法有效地提高了光纤的利用效率，同时也避免了多根光纤传输所带来的问题和成本。
波分复用单模光纤技术已经广泛应用于通信、数据传输和互联网等领域，成为了大容量、高效率的光纤传输的重要技术。
随着技术的不断发展和应用的不断扩大，波分复用单模光纤将会在未来的网络通信中发挥更为重要的作用。
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10nm波长间隔 波分复用
10nm波长间隔波分复用
波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）是一种光通信技术，它允许在光纤中同时传输多个不同波长的光信号。
每个光信号对应于一个不同的波长，它们可以在光纤中独立传输，互不干扰。
10nm波长间隔是指在波分复用系统中，相邻的波长之间的间隔为10纳米。
这意味着每个波长之间的光信号在光谱上相隔10纳米，它们可以通过不同的光通道进行传输。
使用10nm波长间隔的波分复用系统可以实现更高的光信号传输密度，提供更大的传输容量。
通过同时传输多个波长的光信号，波分复用技术可以有效地提高光纤的利用率，满足日益增长的数据传输需求。
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表8.2
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8．2 WDM系统的基本组成
从上一节WDM的工作原理我们了解到， WDM系统必须有工作在不同波 长上的激光器，有能够将不同波长的光信号进行合并﹑选择和分路的波分复 用器和解复用器，还有有光接收机将解复用后的光信号进行光电检测，原出 原始信号。若要传输更长的距离，则还需要能够将各路光信号同时进行放大 的放大器等。图8.2.1示出了一个包含有功率光放大器，在线光放大器和前置 光放大器的单向传输WDM系统。其中，Tx表示发射机（Transmitter）,Rx表 示接收机（Receiver）。OC-192表示光层的传输速率，参见第9章表9.5所示。
光纤波分复用技术及WDM工作原理
WDM工作原理 WDM系统的基本组成 WDM系统中的关键器件 波分复用系统规范 设备实例
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1 WDM工作原理
1.1 WDM工作原理
WDM技术，就是以光波作为载波，在同一根光纤内同时传输多
个不同波长的光载波信号的技术。每个波长的光波都可以单独携带语
音、数据和图像信号，因此，WDM技术可以让单根光纤的传输容量
种工作在1550nm的窄线宽DFB激光器为例，它可在0.8nm的谱带内发射信号，
因此在1525nm~1565nm共40nm的范围内，WDM系统可传送50个信道。若每
个信道的传输速率为10Gbit/s，则系统总的传输速率即为50×10Gbit/s，比单信
道传输的容量增加了50倍。
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1.2 WDM﹑DWDM与CWDM
两个低损耗传输窗口即1310nm和1550nm窗口。这两个窗口的波长范围分别从
1270nm 到1350nm和1480nm到1600nm，分别对应着80nm和120nm的谱宽范
围。而目前光纤通信系统中所使用的高质量的1550nm的光源，其调制后的输
出谱线宽度最大不超过0.2nm，考虑到老化及温度引起的波长漂移，给出约
0.4nm~1.6nm的谱宽富余量，应是合乎情理的。即使这样，单个系统的谱宽也
只占用了光纤传输带宽的几十分之一到几百分之一。为充分利用单模光纤的低
损耗区的巨大带宽资源，在光纤低损耗窗口采用多个相互间有一定的波长间隔
的激光器作为光源，经各光源调制的信号同时在光纤中传播，这就是WDM技
术。可以说，WDM技术使得光纤具有巨大带宽这一优点得以充分体现。以一
个解复用器(也称为分波器De-multiplexer) 将不同波长的光载波信号
分开，送入各自的接收机进行检测。
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2
λ1
λ2
波
λ3
分 复
用
λn 器
光纤 λ1λ2...λn
λ1
解 λ2
复 用
λ3
器
λn
图8.1.1
… …
为帮助了解WDM的潜在通信容量，我们回忆一下普通单模石英光纤中光传输
损耗与波长的关系（见图1.1.3）。根据此图我们知道，在长波长波段，光纤有
关于DWDM技术在1550窗口附近各信道的光波频率、波长及频率间 隔（波长间隔）等， ITU提出了相关的建议和标准，即ITU-T G.692，见 表8.1。
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表8.1
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DWDM技术中各波长间的间隔很小，在光纤的低损耗窗口 可以传输的信道数就更多，所以系统的传输容量就更高。但正是 因为复用的波长间隔减小，DWDM系统要求光源有精确的波长及 很好的波长稳定性，这样，系统一方面需采用价格昂贵的激光器， 另一方面需采用复杂的控制技术对其进行控制；同时系统对波分 复用器和解复用器的性能也提出了更高的要求，如带宽更窄、稳 定性更高等。因此，系统的造价就大大提高。由于高性能和高价 格，DWDM比较适用于长途干线传输系统。
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CWDM的信道波长间隔约20nm。由于信道间隔较宽，由激光器的 波长漂移而带来的信道串扰对系统的影响较小，所以，CWDM可采用 不带冷却器的半导体激光器。这种半导体激光器一般是由激光器芯片 和密封在带有玻璃窗口的金属容器中的监控光电二极管构成的，因而 也无须采用比较复杂的控制技术。这两方面的原因使发射机体积只有 DWDM发射机的五分之一。CWDM对复用器的选择也很宽松，只需 用粗波分复用器和解复用器。由于器件成本和系统要求的降低，使得 实现起来也更加容易。
1. WDM与DWDM 早期的WDM系统在1310nm和1550nm两个窗口上实现复用，波长间
隔为240nm。目前，由于还没有在1310nm窗口的实用化的光放大器，而 商用化的掺铒光纤放大器（EDFA）的增益窗口在1550nm附近，所以现 在的WDM技术一般是指在1550nm窗口附近波长的复用。在普通的WDM 技术中，所采用的波长间隔(指相邻的两个通道的工作波长之差)一般约为 4~10nm。随着WDM技术的发展，一个新的名词——DWDM常常出现。 DWDM意思为密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing)。 它与WDM技术的主要区别在于DWDM中使用的波长间隔很小，常常小 于1.6nm，如0.8nm。有些公司的产品达到0.4nm甚至于0.2nm。， DWDM也主要指在1550nm窗口附近的复用技术。 由于光波的波长因传输介质不同而发生改变，而光波的频率却是固定不 变的，所以，国际电信联盟(ITU)在制定有关WDM标准和建议时, 采用频 率间隔而不采用波长间隔。波长间隔与频率间隔之间的关系可以由 (1.5.1) 式近似得到。根据此关系式，在1550nm附近的频率间隔分别为 200GHz，100GHz，50GHz和25GHz的系统，对应的波长间隔分别约为 1.6nm，0.8nm，0.4nm和0.2nm。
2、CWDM 近年来，宽带城域网正成为电信和网络建设的热点。由于城域 网传输距离短，业务接口复杂多样化，如果照搬应用于长途传输 的DWDM技术，会带来成本上的大幅度提高。粗波分复用或称稀 疏波分复用CWDM技术在系统成本、性能及可维护性等方面具有 优势,正逐渐成为今后日益增长的城域网市场的主流技术。
获得倍增。图8.1.1所示为点到点WDM传输系统工作原理框图。在发
送端，n个光发射机分别工作在n个不同波长上，这n个波长间有适当
的间隔分隔,分别记为λ1,λ2, ...，λn。这n个光波作为载波分别被信号
调制而携带信息。一个波分复用器（也称合波器Multiplexer）将这些
不同波长的光载波信号进行合并，耦合入单模光纤。在接收部分由一