波分复用器
波分复用器结构
波分复用器结构概述：波分复用器（Wavelength Division Multiplexer，简称WDM）是一种用于光通信系统中的关键设备，用于实现光信号的同时传输。
它可以将多个不同波长的光信号合并到一根光纤中进行传输，从而提高光纤的利用率，减少光纤的占用数量，降低光通信系统的成本。
波分复用器结构：波分复用器的基本结构包括封装、输入输出接口、光栅、滤波器和耦合器等部分。
1. 封装：波分复用器通常由金属外壳组成，用于保护内部光学元件，并提供机械支撑和热管理。
封装必须具备良好的机械强度和热稳定性，以确保波分复用器在不同环境下的可靠性和稳定性。
2. 输入输出接口：波分复用器通常具有多个输入和输出端口，用于连接光纤。
输入端口接收来自不同光源的信号，而输出端口将合并后的信号发送到目标设备。
输入输出接口必须具备良好的光学特性，包括低损耗、低插入损耗和高耦合效率。
3. 光栅：光栅是波分复用器中的关键元件，用于实现不同波长光信号的分离和合并。
光栅通常由光纤、光栅介质和光栅结构组成。
光栅的结构和参数决定了其对不同波长光信号的反射和透射特性。
4. 滤波器：滤波器用于进一步分离和选择特定波长的光信号。
常用的滤波器包括窄带滤波器和光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）。
窄带滤波器通过选择性地透过或反射特定波长的光信号，实现光信号的分离。
FBG是一种具有周期性折射率变化的光纤，可以通过调整折射率的周期和振幅来选择特定波长的光信号。
5. 耦合器：耦合器用于将不同波长的光信号合并到一根光纤中进行传输，或将合并后的光信号分离成不同波长的光信号。
常用的耦合器包括星形耦合器和光纤耦合器。
星形耦合器通过将多根光纤连接到一个共享点，实现光信号的合并和分离。
光纤耦合器通过光纤之间的相互耦合，将光信号从一个光纤传输到另一个光纤。
应用：波分复用器广泛应用于光通信系统中。
它可以实现光纤的高效利用，提高光通信系统的传输容量和带宽利用率。
波分复用器及其优缺点
WDM市场应用状况
光波分复用器未来主要向着以下四个方向发展： 结构集成化、光纤化 性能灵活、动态可调 光电混合集成 新应用、新技术、新材料、新工艺
马赫—泽德干涉型(Mach-Zehnder interleaver，MZI)波分复用器
该种波分复用器的滤波单元是马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnder interleaver，MZI)，如上图所示，它由两个3dB耦合器级联而成， 利用两耦合器间的两干涉臂长差可以使不同的波长在不同的输出 臂输出。其实现形式可以是在两条相同的单模光纤上连续熔拉两 个耦合器而成，也可以由基于平板光波导的集成光学元件实现。
多波长的MDTFF波分复用器工作原理
图中所有的透镜都是用梯度折射率材料做成的自聚焦透镜，作用 是将极小入射角射入的光束聚焦成平行光输出。
MDTFF型波分复用器主要优点： 插入损耗较低 信号通带比较平坦 与光纤参数无关，可以实现结构稳定的小型化器件 温度特性很好
缺点：加工复杂，但目前的工艺已经比较成熟 适用于16通道以下
TFF与AWG结构示意图
基于TFF 的复用/解复用器：
技术成熟，具有温度稳定性好、偏振不敏感、信道隔离度高、信 道间隔可以不规则设置、系统升级容易等优点，但也有每个 TFF 需单 独设计、通道损耗依滤波顺序递增、器件成本与通道数成正比、装配
时间长等缺点，因此一般只应用于系统中通道数小于 16 的情况。
熔锥型波分复用器优缺点： 优点：波长可控（通过耦合长度）、插入损耗低，偏振相关损耗低、封
装相对容易、可靠性高、制造工艺简单、大批量生产可降低成本。 缺点：器件尺寸较大、相邻通道间串扰较大、信道数少一般不在DWDM
中使用。
光纤布拉格光栅型波分复用器
光纤光栅是近几年正着力研究、探索其机理的一种新型的全光纤 器件。它是利用紫外激光诱导光纤纤芯折射率分布呈周期性变化的机 理。当折射率的周期变化能满足布拉格光栅的条件时，该光栅相应波 长的光就会产生全反射，而且其余波长的光会顺利通过，相当于一个 带阻滤波器。
波分复用器的分类
波分复用器的分类波分复用技术是一种用于光信号传输的先进技术，它允许多个独立的光通道在同一个光纤中传输数据。
波分复用器是波分复用系统中最重要的组成部分之一，用于将不同波长的光信号合并到同一光纤中，从而实现多信号传输。
波分复用器的分类主要基于其结构和物理原理。
基于结构分类单差分复用器（单纯型）单差分复用器（简称单纯型）是最简单的波分复用器，它由一组穿梭在光纤和波导之间的光栅构成。
光信号通过光纤和波导到达光栅，不同波长的光信号分别与光栅中不同的光路径相互作用，被分离或合并成最终的输出信号。
单纯型波分复用器用于低密度的波分复用系统，具有结构简单，制造成本低的优点。
单向波分复用器（DWDM）单向波分复用器（简称DWDM）是一种复杂的波分复用器，由多个通道组成，每个通道对应一个不同的波长，可以同时传输多个光信号。
DWDM通常由若干个单纯型波分复用器组成，通过多级串联或星形结构形成DWDM系统。
DWDM主要用于长距离传输系统和光传送网，具有高密度、大容量、长传输距离等优点。
全向波分复用器（CWDM）全向波分复用器（简称CWDM）与DWDM类似，但它使用的波长较少，一般在十几个范围内。
CWDM主要用于短距离传输系统和城域网，具有低成本、低功耗、易部署等优点。
基于物理原理分类干涉型波分复用器（如果有）干涉型波分复用器是一种基于干涉的波分复用器。
它由光纤、分光器和合并器组成，其中分光器用于将输入的光信号分成不同波长的信号，合并器用于将不同波长的光信号合并成一个输出信号。
干涉型波分复用器具有可调波长、通道带宽窄等优点，广泛应用于光通信、光传感等领域。
折射型波分复用器（如果有）折射型波分复用器是一种基于折射的波分复用器，通过利用不同波长的光在介质中的不同折射率，将不同波长的光信号分离。
折射型波分复用器具有紧凑、制造成本低等优点，被广泛应用于光处理、光通信等领域。
结论波分复用技术的广泛应用推动了波分复用器的发展，使其得以不断提高性能和降低成本。
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。
波分复用器原理
波分复用器原理波分复用 (Wavelength Division Multiplexing，WDM) 是一种光传输方式，它可以将多个光信号在同一根光纤中传输，从而提高光纤的利用率。
波分复用器可以实现波分复用技术。
接下来我们将对波分复用器的原理进行介绍。
一、波分复用器的基本概念波分复用器是一种光学器件，可以将多个信号的不同波长分别定向传输，通过光波分离和光波合成实现多信号的同时传输。
波分复用器的特点是在同一根光纤中可以传输多个信号，从而提高光纤的利用率。
二、波分复用器的结构波分复用器通常由分波器、合波器和滤波器三个主要部分组成。
1. 分波器：分波器可以将多路信号分离成不同波长的信号，并将每路信号导入不同通道，实现波长的复用。
2. 合波器：合波器则将不同波长的信号从各个通道中合成为一个信号，并将其输出。
3. 滤波器：滤波器可以滤掉非目标波长的光信号，使目标波长的信号通过。
三、波分复用器的工作原理波分复用器的工作原理可以分为两个步骤：波长分离和波长合成。
1. 波长分离：首先，波分复用器将传输过来的多路信号通过分波器分离成不同波长的光信号，然后导入不同的通道中，在光纤中互不干扰地传输。
2. 波长合成：在接收端，波分复用器将各个通道中的信号通过合波器合成为一个信号，然后输出。
在这个过程中，滤波器可以滤掉非目标波长的光信号，使目标波长的信号通过。
四、波分复用器的应用波分复用技术广泛应用于光传输领域。
主要应用于长距离通信、光纤传感、光纤放大器、光波谱分析仪等领域。
同时，波分复用技术也是未来光纤通信网络发展的一个重要方向。
综上所述，波分复用器是一种光学器件，主要由分波器、合波器和滤波器三个部分组成。
波分复用器的工作原理是通过波长分离和波长合成实现多路信号的同时传输。
波分复用技术被广泛应用于光传输领域。
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
光纤波分复用器的原理
光纤波分复用器的原理
光纤波分复用器是光纤通信中的一种重要设备，它能够将单个光纤承载的多路信号进行拆分、分配和合并，从而提高光纤传输数据的速率。
原理：
光纤波分复用器利用的就是多路复用技术，它能将多个信号信道的信号放在一条光纤上传输，每个信道的信号都有不同的频带，因此可以实现对多个信号的同时传输。
具体来说，光纤波分复用器包括发射端和接收端，发射端主要由多路信号源、多路数据处理器、多路复用器和光调制器，接收端主要由光解调器、多路分离器和多路数据处理器组成。
多路信号源通过多路数据处理器对信号进行编码，然后经多路复用器进行多路复用，再经光调制器调制多路信号，将多路信号作为一个整体发送出去。
接收端接收到多路信号后，由光解调器将多路信号分离，分离出来的多路信号通过多路数据处理器进行解码，最后就会得到原始的多路信号。
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％。
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。
波分复用器检验标准
波分复用器检验标准波分复用器（WDM）是一种用于光通信系统中的重要设备，它可以将多路光信号通过不同频率的波长进行复用，从而实现光纤通信系统的高容量传输。
在光通信系统中，波分复用器的性能直接影响到整个系统的稳定性和可靠性，因此对波分复用器的检验标准非常重要。
一、外观检验。
波分复用器的外观检验是最基本的检验内容之一。
在外观检验中，应该检查波分复用器的外壳是否完整，表面是否有划痕或者损坏，连接口是否齐全，标识是否清晰可见。
同时还需要检查波分复用器的尺寸和重量是否符合标准要求，确保其可以正常安装和使用。
二、光学性能检验。
光学性能是波分复用器最重要的性能之一。
在光学性能检验中，需要检查波分复用器的插损、波长通道间隔、波长通道隔离度、波长通道均匀度等参数。
通过光谱仪等专业设备对波分复用器进行光学性能测试，确保其性能符合标准要求。
三、环境适应性检验。
波分复用器通常需要在各种恶劣的环境条件下工作，因此环境适应性检验非常重要。
在环境适应性检验中，需要对波分复用器进行温度、湿度、震动、冲击等环境适应性测试，确保其可以在各种环境条件下正常工作。
四、可靠性检验。
波分复用器作为光通信系统中的核心设备，其可靠性是至关重要的。
在可靠性检验中，需要对波分复用器进行长时间稳定性测试，检查其在连续工作状态下的性能表现，确保其可以稳定可靠地工作。
五、安全性能检验。
波分复用器在工作过程中需要接触到高能光信号，因此安全性能检验也是非常重要的。
在安全性能检验中，需要对波分复用器的防护装置、接地装置、光路封堵等安全性能进行检查，确保其可以安全可靠地工作。
六、其他特殊检验。
除了以上几项基本的检验内容外，根据具体的波分复用器型号和用途，还需要进行一些特殊的检验内容，如抗辐射性能检验、抗电磁干扰性能检验等。
综上所述，波分复用器的检验标准涉及到外观、光学性能、环境适应性、可靠性、安全性能等多个方面，需要进行全面、系统的检验。
只有通过严格的检验，才能确保波分复用器的质量和性能符合要求，从而保障光通信系统的稳定运行。
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。
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(第八章光波分复用技术及关键器件)
阵列波导光栅
1 2 3 4 1 2 3 4 星形耦合器
1
.
..
2
N 输出
AWG: 规则排列的波
导，相邻波导的长度相 差固定值DL
D2neffDL
1 2 3 4
AWG器件实物样品
1010 AWG器件樣品
55 AWG器件樣品
阵 列 波 导 光 栅 (AWG) ， 也 称 作 相 位 阵 列(Phased Array)，是WDM 通信系统中 的关键器件，除了可作为波分复用/解复用 器外, 它还是光互连器件的关键组成部分, 已经成为WDM系统中不可缺少的核心器 件。
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
(2) 单纤双向传输
双向WDM传输：指光通路在一根光纤上同时向两个不同的 方向传输。所用波长相互分开，以实现双 向全双工的通信。
1 光发射机1
光接收机 1
…
…
n 光发射机n
1′ 光接收机
复用/解复用器
1…n
光纤 放大器
n＋1… 2n
光接收机 n
复用/解复用器 n＋1
光发射机
1′
…
…
n′ 光接收机
单纤双向WDM传输
射光反射光
折射率
高 低 高 低 高
1,透 2,3 射 光光 纤 2
滤波器 滤1波器2
1,2,3
2,3
3
1
2
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。
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
CWDM系统的优点
CWDM的最重要的优点是设备成本低。具体情况前面已经介绍过了。
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，密集 WDM （DWDM）不仅极大地提高了络系统的通信容量，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，特别是它可以直接接入多种业务更使得它的应用前景十分光明。
由于CWDM系统的波长间隔宽，对激光器的技术指标要求较低。由于波长间隔达到20nm，所以系统的最大波长 偏移可达－6.5℃～+6.5℃，激光器的发射波长精度可放宽到±3nm，而且在工作温度范围（－5℃～70℃）内， 温度变化导致的波长漂移仍然在容许范围内，激光器无需温度控制机制，所以激光器的结构大大简化，成品率提 高。
波分复用器
将不同波长光信号分开的器械
01 种类
03 参数
目录
02 特点
WDM是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在接收端再用某种方法，将 各个不同波长的光信号分开的通信技术。波分复用器采用的就是这个技术。
种类
Байду номын сангаас
CWDM
WDM
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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。
培训内容
波分复用器 CWDM/FWDM
波分复用器
波分复用(WDM)： 发射端：将两种或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的技术； 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。 总结：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。
拓展认知：可见光的不同波长的电磁波，引起人眼的 颜色感觉不同，如下： 760～6227～577nm，黄色； 577～492nm，绿色； 492～455nm，蓝靛色； 455～380nm，紫色。
光纤通信用波段 800~1700nm
FWDM封装
∮5.5mm
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。
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％。
CWDM波段：1270~1610nm
1270~1610 1270~1610nm 1270 1290 1310 1330 1350 1370 1390 1410 1430 1450 1470 1490 1510 1530 1550 1570 1590 1610
O波段
E波段
S波段
C波段
L波段
根据光纤的物理特性以及在不同波长处使用光纤放大器的性能，ITU将 1260~1670nm的波长区域划分为6个频谱波段，如下所示 O波段（原始波段，Original Band）:1260~1360nm E波段（扩展波段，Extended Band）：1360~1460nm S波段（短波段，Short Band）：1460~1530nm C波段（常规波段，Conventional Band）：1530~1565nm L波段（长波段，Long Band）：1565~1625nm U波段（超长波段，Ultralong Band）：1625~1670nm 可见光范围 是 380~760nm。 1~380nm的 是紫外线
粗（稀疏）波分复用器（CWDM）—Coarse Wavelength Division Multiplexing 滤波片式波分复用器（FWDM） —Filter Wavelength Division Multiplexing
FWDM是众多CWDM原理中的其中一种，并通常称为三端口波分复用器。
2002年， ITU-T建议 G.694.2定义了18个从1270nm到1610nm 的 CWDM标称中心波长，波长间隔为20nm。后来,考虑到无源器件滤波特性 (如复用器)几乎不随温度变化，一般认为无源器件标称中心波长应该对准激 光器35℃时的输出信号波长，因为35℃在整个工作温度范围的中间（激光 器的工作温度范围是-5℃~+70℃）。（也就是说，无源器件标称中心波长应该是*o加 上激光器输出从23℃到35℃的波长漂移值，即*o+0.08nm/℃×(35℃-23℃) = *o+1nm。）为了 解决激光器波长标称温度与实际工作温度不同造成的波长差异问题。ITU则 建议G.694.2波长上移1nm（为1271nm/1291nm/…／1611nm），从而使激 光器波长在实际环境刚好工作在（1270nm/1290nm/…／1610nm）。
3.
CWDM具低成本、低功耗、小尺寸等特征。
PLCS、CWDM等产品符合Telcordia GR-1221-CORE标准
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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。
0.9出纤拉锥型
3.0/2.0出纤拉锥型 1310波长
1310/1550两波 长 1310/1550两波 长
4
1550波长
拉锥型WDM参数及封装形式
60mm
3 ∮
90mm 20mm 9.5mm
类型-1：出纤为裸纤或0.9松套管型
类型-2：出纤为2.0/3.0套管型
20mm
CWDM：实现多个波长在同一根光纤上传输 CWDM/FWDM