光波分复用(WDM)技术
wdm波分复用技术探讨
糕遵组w D M波分复用技术探讨冯荣香(中国联通衡水分公司网管中心，河北衡水053000)。
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jj哺要】简要介绍光波分复用系统的基本原理、基本结构、关键技术、功能配置和技术特点，说明光波分复用"W D M系统在今后光通信发／展中的重要‰)p蝴】光波分复用(wD M)；光载波；光纤1光波分复用(W D M)技术光波分复用(W avel engt hD i vi s i onM ul t i pl exi ng，W D M)技术是指在一根光纤中同时传输多个波长的光载波信号，W D M在光纤实行的频分复用技术，更是与光纤有着不可分割的联系，目前W D M系统是在1550nm窗口实行的多波长复用技术。
波分复用(W D M)实际上是光的FO M即O FD M，经复用后在同一根光纤上传送。
简而言之，W D M就是指不同颜色的光(为；r菇／E光，是指不同频率的光)在同一根光纤中传输，由于它们的光谱成分不同，在大气传输是各不干扰的。
在接收端使用解复用器(等效于光通带滤波器)将各种载i瘟L P-的光信号分开。
2W D M系统的基本构成W D M系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。
单向W D M是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起，并在—根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同波长的光携带的，所以彼此间不会混淆，在接收端i歪过光的复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输，而反方向则通过另一根光纤传送。
双向W D M是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输，所用的波长相互分开，以实现彼此双方全双工的通信联络，目前单向的W D M系统在开发和应用方面都比较广泛。
3W D M的关键技术．WD M的关键技术包括三个方面：合／分波器、光放大器和光源器件。
’1)合／分波器实际上就是光学滤波器，其作用是对各复用光通路信号进行复用与解复用。
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。
N×100Gbps 光波分复用(WDM)系统技术要求
YDB XXX –2010
N×100Gbit/s 光波分复用(WDM)系统 技术要求
Technical requirements for N×100Gbit/s optical wavelength division multiplexing (WDM) systems （送审稿）
2010 –00 –00 印发
中国通信标准化协会
YDB XXX-2010
目
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次
言 .................................................................... II 范围 ..................................................................... 1 规范性引用文件 ........................................................... 1 术语和定义 ............................................................... 2 符号、代号和缩略语 ....................................................... 4 系统分类 ................................................................. 5 系统参数要求 ............................................................. 8 OTU 技术要求............................................................. 12 FEC 功能与性能要求 ....................................................... 15 波分复用器件的技术要求 ................................................... 15 放大器的技术要求 ........................................................ 17 动态功率控制和增益均衡技术要求 ........................................... 17 OADM 技术要求 ............................................................ 18 多速率混传 WDM 系统技术要求 ............................................... 19 系统监控通路技术要求..................................................... 19 传输功能和性能要求 ...................................................... 20 网络管理系统技术要求........................................................................................................... 21 ARP 进程要求 ......................................................................................................................... 21
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。
光纤通信系统波分复用系统WDM-共64页课件
中心频率 193.6 193.5 193.4 193.3 193.2 193.1 193.0 192.9 192.8 192.7 192.6 192.5 192.4 192.3 192.2 192.1
4 波系统 * * * *
8 波系统 * * * * * * * *
16 波系统 * * * * * * * * * * * * * * * *
（a）现实的需要性，以2.5Gb／s系统为例， 16波分单向就可达到40Gb／s的传输速率， 这足以满足未来几年的业务需求；
（b）技术的可行性。当前波分复用器件和激 光器元件的技术都满足16个波长以上的复用。
从当前应用上看，WDM系统只用于 2.5Gb／s以上的高速率系统。因而在制定规 范的过程中，我们主要考虑了基于2.5Gb／s SDH的干线网WDM系统的应用，承载信号为 SDH STM-16系统，即2.5Gb/s×N的WDM 系统。对于承载信号为其他格式(例如IP)的系 统和其它速率（例如10Gb/s×N）暂不作要 求。
开放式波分复用系统：就是波分复用器前端 加入波长转移单元OTU，将当前SDH的 G.957接口波长转换为G.692的标准波长光 接口。可以接纳过去的老SDH系统，并实 现不同厂家互联，但OTU的引入可能对系 统性能带来一定的负面影响。
双向WDM系统在设计和应用时必须要考虑几个关 键的系统因素：
如为了抑制多通道干扰(MPI)，必须注意到光反射的影响、 双向通路之间的隔离、串扰的类型和数值、两个方向传输的功 率电平值和相互间的依赖性、光监控信道(OSC)传输和自动功 率关断等问题，同时要使用双向光纤放大器。
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WDM是什么？举例说明,通俗易懂
WDM是什么？举例说明，通俗易懂
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）将各种不同波长的光信号分开，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
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。
复杂难懂？不要着急，看下面简单例子你就明白了。
一年一度春运来了，小明准备开车回家，结果由于经济发展，大家都奔了小康，都准备开车回家。
但道路没法拓宽车越来越多，回去路上缓如乌龟（这里小明就像一个光信号，主道路就像光通信中铺设好的主干光纤，因为数量有限，单根光纤传输信号已经无法满足日益增长的通信需求了）。
这个时候小明想起来大家可以一起去坐高铁啊，又快又方便（高铁始发站就像WDM波分复用技术中的合波，把光信号汇聚在一起，并耦合到同一根光线中进行传输）。
高铁跑了一段距离后，补给不足，中途停下增加补给后再次驱动前行，不久后就到达了目的地，所有的乘客就此分流各回各家。
（中途的补给相当于光信号经过长距离传输后，信号变弱；增加补给，相当于EDFA对变弱后的光信号增强；高铁的终点站相当于WDM波分复用技术中的分波，将各种光信号进行分离）
WDM波分复用技术可以显著提高光纤的传输容量，提高对光纤资源的利用率。
给生活最直接的影响就是我们上网、看电视、打电话更快速、更畅通了。
WDM波分复用技术，你get到了吗？。
光波分复用系统(WDM)技术要求
【业界新技术】1．光波分复用系统(WDM)技术要求【RPR专栏】1．新一代光环城域网——弹性分组环2．For personal use only in study and research; not for commercial use3．4．城域网新标准：弹性分组环RPR【业界新技术】光波分复用系统(WDM)技术要求（2003-07-31 通新世界）一、引言在过去几年中，WDM技术使得光纤丰富的带宽资源得以开发利用。
然而，2.5Gbit/s 或10Gbit/s的WDM信号经过400-600km传输后，还需要进行电再生中继。
整个系统结构复杂，成本昂贵。
如何在实现全光传输的前提下，降低传输成本，延长传输距离，是一个急需解决的问题。
在超长距传输环境下，引入了许多新的技术，如采用喇曼放大器。
在传输过程中，进行波形管理、功率管理、色散管理，以及信号编码采用RZ编码和超强FEC等技术。
信号在无电中继传输的距离达到3000km，在实验室甚至达到了10000km。
鉴于国内外WDM技术发展迅速，1.6Tbit/s与800Gbit/s的WDM设备已经有商用化产品，并在干线网络上有实际应用。
为了给研制和运营部门提供技术依据，在以往WDM标准基础上，制定了《光波分复用系统(WDM)技术要求——1.6Tbit/s部分与800Gbit/s部分》。
二、光波分复用系统(WDM)技术标准介绍我国于1997年在省际干线(西安－武汉)引入第一条WDM系统(Lucent公司的8*2.5Gbit/s系统),从此揭开了WDM系统在中国大规模应用的序幕，WDM技术系列标准的研究和制定也正式开始。
1999年，我国第一个针对WDM技术的标准——《光波分复用系统总体技术要求暂行规定》(YDN120--1999)正式发布，标准中对8*2.5Gbit/sWDM系统及16*2.5Gbit/sWDM系统的技术要求进行了规范。
2000年，发布了《光波分复用系统(WDM)技术要求——32*2.5Tbit/s部分》(YD/T1060--2000)。
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(WavelengthDivisionMultiplexing波分复用)介绍
WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）是利用多个激光器在单条光纤上同时发送多束不同波长激光的技术。
每一个信号通过数据（文本、语音、视频等）调制后都在它特有的色带内传输。
WDM能使公司和其他运营商的现有光纤基础设施容量大增。
制造商已推出了WDM系统，也叫DWDM（密集波分复用）系统。
DWDM能够支持150多束不同波长的光波同时传输，每束光波最高达到10Gb/s的数据传输率。
这种系统能在一条比头发丝还细的光缆上提供超过1Tb/s的数据传输率密集波分复用器(DWDM)是密集波分复用(DWDM)系统中一种重要的无源光纤器件。
由密集波分复用器组成的合波和分波部份是系统的大体组成之一，它直接决定了系统的容量、复用波长稳固性、插入损耗大小等性能参数的好坏。
密集波分复用器还能够衍生为其它多种适用于DWDM的重要功能器件，如波长路由器——用于宽带效劳和波长选址的点对点效劳的全光通信网络；上路/下路器——用于指定波长的上/下路；梳状滤波器——用于多波长光源的产生和光谱的测量；波长选择性开关——不同波长信号的路由等，因此关于密集波分复用器的研究和制作具有重要的理论意义和良好的市场前景。
密集波分复用器的核心是窄带光滤波技术。
目前常见的光通信用滤波器要紧有以下几种：介质膜滤光片、光纤光栅、阵列波导光栅、M-Z干与仪和F-P标准具等。
DWDM（密集波分复用）无疑是现今光纤应用领域的首选技术，但其昂贵的价钱令很多手头不够宽裕的运营商很是迟疑。
有无或能以较低的本钱享用波分复用技术呢？面对这一需求，CWDM（稀疏波分复用）应运而生。
CWDM（稀疏波分复用）稀疏波分复用，顾名思义，是密集波分复用的近亲，它们的区别要紧有二点：一、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”称号的不同就由此而来；二、CWDM 调制激光荣用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
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。
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;
WDM波分复用中什么是C波段、L波段？
WDM 波分复用中什么是C 波段、L 波段？WDM 波分复用是光纤通信中利用一根光纤同时传输多个不同波长的光载波的传输技术。
光的波长不同，在光纤中的传输损耗就不同。
为了尽可能减少损耗，保证传输效果，需要找寻到最为适合传输的波长。
经过长时间摸索和测试，1260nm~1625nm 波长范围的光，由色散导致的信号失真最小，损耗最低，最适合在光纤中传输。
光纤可能应用的波长划分为若干个波段，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，ITU-T 将单模光纤在1260nm 以上的频带划分了O 、E 、S 、C 、L 、U 几个波段。
什么是O band ？O 波段是原始波段1260-1360nm 。
O 波段是历史上用于光通信的第一个波长波段，信号失真（由于色散）最小。
什么是E band ？E 波段（扩展波长波段：1360-1460nm ）是这几个波段中最不常见的波段。
E 波段主要用做O波段的扩展，但应用很少，主要是由于许多现有光缆在E波段都显示出高衰减，并且制造过程非常耗能，因此在光通信的使用受到限制。
什么是S band？S波段（Short-wavelength Band）（短波波段：1460-1530nm）中的光纤损耗比O波段的损耗低，S波段作为许多PON（无源光网络）系统使用。
什么是C band？C波段（Conventional Band）范围从1530nm到1565nm，代表的是常规波段。
光纤在C波段中表现出最低的损耗，在长距离传输系统中占有较大的优势，通常应用在与WDM结合的许多城域，长途，超长途和海底光传输系统中使用和EDFA技术。
随着传输距离变长，并且开始使用光纤放大器代替光对电子对光中继器，C波段变得越来越重要。
随着可使多个信号共享一条光纤的DWDM（密集波分复用）的出现，C波段的使用得到了扩展。
什么是L band？L波段（Long-wavelength Band）（长波长波段：1565-1625nm）是第二低损耗的波长波段，常常在C波段不足以满足带宽需求时被使用。
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。
实验6 波分复用(WDM)光纤通信系统实验99
示波器
CMI译码
实验内容：
• 按实验原理图进行电气实验导线、光路连接。 • 开启系统电源，用示波器观察波形。 • 调节两个光接收机的可调电位器(R257、R242)，使输出 波形达到最好。
光发送机 模拟信号输入端口：P203 数字信号输入端口：P202 模拟信号输出端口：P200 数字信号输出端口：P201（IC202）
波分复用器的原理和类型
光波分复用一般应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。 光波分复用器的主要类型有熔融拉锥型,介 质膜型,光栅型和平面型四种。
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波分复用技术的特点和优势：
(1)、充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信 息的物理限度增加一倍至数倍。目前我们只是利用了光纤低损耗谱 (1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带 宽约25THz,传输带宽充足。 (2)、具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字 信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵 活取出或加入信道。 (3)、对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率 余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系 统作大改动,具有较强的灵活性。 (4)、由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量 少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。 (5)、有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。 (6)、系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。
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P2 L21 10 log 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
WDM
什么是WDM？WDM又叫波分复用技术是新一代的超高速的光缆技术，所谓波分复用技术，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，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长的光载波进行合并，然后传人单模光纤。
在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相互独立的，所以双向传输问题，迎刃而解。
根据不同的波分复用器（分波器，合波器X可以复用不同数量的波长。
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。
WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术。
每个波长通路通过频域的分割实现，每个波长通路占用一段光纤的带宽。
WDM系统采用的波长都是不同的，也就是特定标准波长，为了区别于SDH系统普通波长，有时又称为彩色光接口，而称普通光系统的光接口为"白色光口"或"白光口"。
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。
WDM与DWDM人们在谈论WDM系统时，常常会谈到DWDM（密集波分复用系统）。
WDM和DWDM 是同一回事吗？它们之间到底有那些差别呢？其实，WDM和DWDM应用的是同一种技术，它们是在不同发展时期对WDM系统的称呼，它们与WDM技术的发展历史有着紧密的关系。
什么是波分复用技术
什么是波分复用技术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。
光波分复用包括频分复用和波分复用。
光频分复用(FDM)技术和光波分复用(WDM)技术无明显区别,因为光波是电磁波的一部分,光的频率与波长具有单一对应关系。
通常也可以这样理解,光频分复用指光频率的细分,光信道非常密集。
光波分复用指光频率的粗分,光倍道相隔较远,甚至处于光纤不同窗口。
光波分复用一般应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。
这两个器件的原理是相同的。
光波分复用器的主要类型有熔融拉锥型,介质膜型,光栅型和平面型四种。
其主要特性指标为插入损耗和隔离度。
通常,由于光链路中使用波分复用设备后,光链路损耗的增加量称为波分复用的插入损耗。
当波长11,l2通过同一光纤传送时,在与分波器中输入端l2的功率与11输出端光纤中混入的功率之间的差值称为隔离度。
光波分复用的技术特点与优势如下:(1)充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。
目前我们只是利用了光纤低损耗谱(1310nm-1550nm)极少一部分,波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz,传输带宽充足。
(2)具有在同一根光纤中,传送2个或数个非同步信号的能力,有利于数字信号和模拟信号的兼容,与数据速率和调制方式无关,在线路中间可以灵活取出或加入信道。
(3)对已建光纤系统,尤其早期铺设的芯数不多的光缆,只要原系统有功率余量,可进一步增容,实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作大改动,具有较强的灵活性。
(4)由于大量减少了光纤的使用量,大大降低了建设成本、由于光纤数量少,当出现故障时,恢复起来也迅速方便。
(5)有源光设备的共享性,对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。
(6)系统中有源设备得到大幅减少,这样就提高了系统的可靠性。
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光波分复用(ＷDM）技术一、波分复用技术的概念ﻫ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。
ﻫ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ＤWD Ｍ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。
ﻫ 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DW ＤM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ﻫＷDM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:ﻫ (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。
ﻫ（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。
ﻫ（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ﻫ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。
ﻫ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。
ﻫ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ﻫ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 Supe ｒcontｉnuum 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ﻫ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。
ﻫ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。
ﻫ(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。
ﻫ(4)光监控通道ﻫ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。
ﻫ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DW ＤM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D ＷDM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ﻫﻫ美国的140０ｎm商业利益组织正在致力于为ＣＷD Ｍ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。