波分复用系统WDM结构原理和分类
第八章 光波分复用系统
8.2.3 WDM系统波长规划
表8-4 32通路DWDM系统中心频率
序号 1 2 3 …… 标称中心频率（THz） 标称中心波长（nm） 192.10 192.20 192.30 …… 1560.61 1559.79 1558.98 ……
30
31 32
195.00
195.10 195.20
37
8.1 波分复用原理
提高光纤通信系统的容量的方法包括时分复用（ TDM ）、 波分复用（WDM）、空分复用（SDM）、模分复用（MDM） 和极化复用（PDM）等 最常见的 TDM 方法的主要缺点是当电信号的传输速率达 到较高等级（如10Gbit/s或更高时），对于光器件（如激光 器和调制器）的开关速率等性能要求较高，实现难度较大， 同时光纤中的色散和非线性等也限制了调制信号的速率。 波分复用（ WDM ）为代表的多信道光纤通信系统成为实 现大容量传输的主要技术方案之一。
图8-2 双纤单向传输WDM系统 可以方便地分阶段动态扩容，可以根据实际业务量的需要
15 逐步增加波长来实现扩容，是目前最主要的应用形式。
8.1.2 WDM系统的应用形式
λ1
Tx1
复 用
Txn
λn
器
λ1······λ1n
解 复 用 器
λ1
Rห้องสมุดไป่ตู้1
λn
Rxn
λn+1
光纤放大器 解 复 用 器
复
Rxn+1
第8章 光波分复用系统
本章要点
本章主要介绍以波分复用（WDM）为代表的多 信道光纤通信系统及其关键技术，以及光时分复用 （OTDM）技术原理。
2
WDM系统和SDH系统的关系
在光网络传送层的关系：WDM系统与SDH系统均属于传送网 层，二者都是建立在光纤传输媒质。SDH系统是在电通道层上 进行的复用、交叉连接和组网，而WDM系是在光域上进行的复 用、交叉连接和组网。 对承载信号复用方式的区别：SDH是基于单波长（一根光纤 传输一个波长光路）的时分复用（TDM）系统；WDM技术在一根 光纤中同时传输不同波长的多个光载波信号，为FDM系统，充 分利用光纤带宽资源，增加系统传输容量。 信号的光接口标准：SDH设备的光接口符合ITU-T G.957和 G.691建议，该标准对工作中心波长没有特别规定。在WDM系统 中，光接口必须满足ITU-T G.692建议。该建议规定了每个光 通路的参考频率、通路间隔、标称中心频率（即中心波长）、 3 中心频率频率偏差等参数。
光纤波分复用技术及WDM工作原理
表8.2
h
8
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
h
1
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。
h
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。
波分复用系统（WDM）结构原理和分类
波分复用系统(WDM),波分复用系统(WD M)结构原理和分类波分复用系统简要介绍光波分复用技术是在一根光纤中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)，并进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。
具体如下。
如图1所示。
发送端内有N个发射机：发射机所发出的光的波长是不同的，它们的波长分别为波长1-N。
每个光波承载1路信号。
再把N个光发射机发出的光信号(光信号1-N)集中为1个光的群信号，送进光纤线路，直到接收端。
若线路很长，光信号太弱，就加一光放大器，把光信号放大。
在接收端有N个光滤波器(1-N)。
滤波器1对载有信号1的光信号(波长1)有选择通过的作用，……滤波器N对载有信号N的光信号(波长N)有选择通过的作用。
光接收机的作用是把载有信号的光信号还原为原信号。
光波分复用的关键器件(1)分布反馈多量子阱激光器(DFB M QW—LD)(2)光滤波器(3)光放大器图1波分复用系统原理波分复用系统的发展与现状WDM波分复用并不是一个新概念在光纤通信出现伊始人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输但是在20世纪90年代之前该技术却一直没有重大突破其主要原因在于TD M 的迅速发展从155Mbit/s 到622Mbi t/s 再到2.5G bit/s系统TDM速率一直以过去几年就翻 4 倍的速度提高人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术1995 年左右WDM系统的发展出现了转折一个重要原因是当时人们在TD M 10G bit/s技术上遇到了挫折，众多的目光就集中在光信号的复用和处理上W DM 系统才在全球范围内有了广泛的应用。
光纤波分复用技术及WDM工作原理
本次演示将深入探讨光纤波分复用技术及WDM的工作原理，为您呈现最新的 WDM技术和未来发展方向。
波分复用与频分复用的对比
1 波分复用
基于波长进行传输，多个信号在不同的波长上传输，每个波长之间独立传输。
2 频分复用
基于频率进行传输，通过在频域将多个信号拆分后调制。
WDM的工作原理和主要组成部分
1
宽带接入
2
WDM技术正在迅速发展，为大规模
的传输提供更多的资源和更高的速度。
3
高速网路
WDM技术的发展趋势是高速网络和 超大容量传输，以应对数据爆炸和日 益增长的网络需求。
物联网
WDM技术有望促进物联网的发展， 加强物联网对于数据传输和处理的支 持。
优点：适用于长距离传输， 允许数据在两个方向上传输。
波分交叉WDM
优点：可以同时传输多个波 长，缺点是成本较高。
WDM在通信领域的应用和发展趋势
光纤传输
WDM技术在光纤传输中广泛应 用，增强了大容量、高速率和 低延迟的数据传输。
高速网络
WDM技术为高速网络提供了更 多的传输资源，实现了超高速 数据和视频传输。
覆盖率
WDM的发展趋势是提高网络的 效率和覆盖范围，降低成本并 简化网络管理。
WDM技术对网络拓扑结构和可靠性的 改善
网络拓扑结构
WDM技术为网络提供了更高的容量和速度，使网络更具灵活性和可扩展性。
可靠性
WDM技术具有更高的重要性，使网络的故障排除更加简单，有助于保持网络的稳定性和可 靠性。
WDM技术未来的发展方向
1
波长多路复用器
用于将多个信号的波长分离和复用，允许多个信号共享一条光纤传输。
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。
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。
波分基本原理
加油站 高速公路
巡逻车
WDM的定义
把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们 把它叫做波分复用（ Wavelength Division Multiplexing ）
SDH signal IP package ATM cells
1
1 2
n
2
┉
┋
n
WDM的系统结构
波段划分
波段 O波段 E波段 S波段 C波段 L波段 U波段
说明 原始 扩展 短波长 常规波长 长波长 超长波长
范围（nm） 1260~1360 1360~1460 1460~1525 1525~1565 1565~1625 1625~1675
带宽（nm） 100 100 65 40 60 50
因为C波段和L波段这两个传输窗口的传输衰耗最小，所以DWDM系统中信号光选择在C波段和L波段。 粗波分由于传输距离短，衰耗并非主要限制因素，所以CWDM系统中信号光跨越多个波段（1311~1611nm）。
光波分复用解复用主要参数： 插入损耗 通道隔离度 通道带宽 偏振相关损耗
光监控通道
对光监控的要求：
不应限制OA上的泵浦光波长； 不应限制未来1310nm波长的业务； OA失效时仍有效； 可超长传输；具有分段双向传输功能。
采用1510/1625nm波长 信号速率为2.048Mb/s 接收机灵敏度：-48dBm 信号码型: CMI 信号发送功率: 0 -- -7dBm
OSC
F
F
S C C
OTU1
I
I
OTU2
M
U
U
OTU3 OTU4
4 0
M 4 0
OSC
OTU1
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。
wdm
DWDM能够在同一根光纤中，把不同的波长同时进行组合和传输。为了保证有效，一根光纤转换为多个虚拟光 纤。所以，如果你打算复用8个光纤载波（OC），即一根光纤中传输8路信号，这样传输容量就将从2.5 Gb/s提高 到20 Gb/s。由于采用了DWDM技术，单根光纤可以传输的数据流量最大达到40Gb/s。随着厂商在每根光纤中加入 更多信道，每秒兆兆位的传输速度指日可待。
WDM服务使实现一个用于Windows NT和Windows 95快速反应的模型成为可能。WDM提供了多个执行优先级包 括核心态和非核心态线程、IRQ级别、和被延缓的程序调用（DPC）。所有的WDM类和微型驱动程序都作为核心态 （第0层）的特权级线程（不会被CPU调度程序中断）执行。32个IRQ级可以被用于区分硬件中断服务的优先级。 对于每个中断，DPC被排入队列等到被启用中断的IRQ服务例程完成后再执行。DPCs通过有效的减少中断被禁止的 时间，使系统对中断的响应获得了很大的提高。对于使用多处理器的基于x86的PC系统，在Windows NT下对中断 的支持是以Intel的多处理器规范1.4版本为基础的。
WDM的关键目标是通过提供一种灵活的方式来简驱动程序的开发，使在实现对新硬件支持的基础上减少并 降低所必须开发的驱动程序的数量和复杂性。WDM还必须为即插即用和设备的电源管理提供一个通用的框架结构。 WDM是实现对新型设备的简便支持和方便使用的关键组件。
为了实现这些目标，WDM只能以Windows NT I/O子系统提供的一组通用服务为基础。WDM改进了由一组核心 扩展构成的功能实现对即插即用、设备电源管理、和快速反应I/O流的支持。除了通用的平台服务和扩展外，WDM 还实现了一个模块化的、分层次类型的微型驱动程序结构。类型驱动程序实现了支持通用总线、协议、或设备类 所需的功能性接口。类驱动程序的一般特性是为逻辑设备的命令设置、协议、和代码重用所需的总线接口实现标 准化提供必要的条件。WDM对标准类接口的支持减少了Windows 95和Windows NT所需的设备驱动程序的数量和复 杂性。
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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1 1,
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波分复用技术原理
波分复用技术原理波分复用,波分复用的原理和分类有哪些?WDM是用于光缆的FDM(频分复用)技术，其中，多个光信道是在单根光纤上以不同的光波波长承载的。
这些信道也称为lambda;电路。
可以将每个波长想象成可以携带数据的红外范围内不同颜色的光。
WDM技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率(或波长)不同可以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送入一根光纤进行传输。
在接收端，再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。
由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时)，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。
将两个方向的信号分别安排在不同波长传输即可实现双向传输。
根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同，从2个至几十个不等，一般商用化是8波长和16波长系统，这取决于所允许的光载波波长的间隔大小。
光缆将光从一端导向另一端。
信号由LED(发光二极管)或半导体激光器在光缆的一端注入。
石英基光纤激光器在称为“窗口”的范围内产生光。
这些窗口占据近红外区域，波长为850nm(即1m的10亿分之一)、l320nm、l400nm、l550nm和l620nm。
例如，人们可能看到把一个系统说成是l550nm系统。
光复用器将窗口分割成许多个独立的λ。
图W-1显示的是一个工作在1530到l565nm区的16信道WDM 系统的输出。
每个λ电路能够传输2.5Gbit/s，总计为40Gbit/S。
图W-1 16信道WDM系统如上所述，光系统是以其波长(以nm为单位)来讨论的。
作为比较，红血球与红外区的波长具有大约相同的尺寸。
l550nm波长的频率是l94000GHz。
波长越短，频率越高。
波长仅减小lnm着会使频率增加l33GHz. Avanex在其功率复用器光复用器中利用了这一点。
WDM技术原理及结构分析
WDM技术原理及结构分析本文简要介绍光波分复用系统的基本原理、结构组成、功能配置、关键技术部件和技术特点，说明光波分复用WDM系统是今后光通信发展的方向。
一、光波分复用（WDM）技术光波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号，而每个光载波可以通过FDM或TDM方式，各自承载多路模拟或多路数字信号。
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，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（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。
WDM技术对网络的扩容升级，发展宽带业务，挖掘光纤带宽能力，实现超高速通信等均具有十分重要的意义，尤其是加上掺铒光纤放大器（EDFA）的WDM对现代信息网络更具有强大的吸引力。
二、WDM系统的基本构成WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和传输两种方式。
单向WDM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，并在一根光纤中单向传输，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，在接收端通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WDM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WDM系统在开发和应用方面都比较广泛，而双向WDM由于在设计和应用时受各通道干扰、光反射影响、双向通路间的隔离和串话等因素的影响，目前实际应用较少。
三、双纤单向WDM系统的组成以双纤单向WDM系统为例，一般而言，WDM系统主要由以下5部分组成：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。
波分复用_WDM
7.2.2 WDM系统的基本结构
• • • •
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(波分复用)
WDM波分复用技术是多路复用技术的一种。
多路复用技术包括：时分复用( TDM)、频分复用( FDM)、码分复用( CDMA)、波分复用( 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，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，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(亦称分波器或去复用器)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。
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。
波分复用原理图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。
与电频分复用（SDH）不同，波分复用（WDM）是把基带带宽不同的多个信息通道，调制到不同的光载波上，然后通过波分复用器将这些光信号合成一个光信号，经光纤信道传输。
波分复用解调，采用光纤法布里—珀罗滤波器或者采用相干检测技术，首先把各个光载波分离和重现出来，然后用带通滤波器和各信道的频率选择器把基带信号分离和重现出来。
当通信信道间距变得和比特率接近时（密集的FDM），就必须使用相干检测技术，而信道间间距较大时（>100GHz），可以采用直接检测技术。
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和DWDM。
CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM 的信道间隔从0.2nm 到1.2nm。
波分复用技术，通常有3种复用方式，即1 310 nm和1 550 nm波长的波分复用、稀疏波分复用(CWDM)和密集波分复用(DWDM)。
石英光纤有两个低损耗窗口，即1310 nm与1550 nm，但由于目前尚无工作于1310 nm窗口的实用化放大器，所以WDM系统的工作波长区为1530～1565 nm。
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。
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
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。
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波分复用系统(WDM),波分复用系统(WDM)结构原理和分类
波分复用系统简要介绍
光波分复用技术是在一根光纤中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)，并进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。
具体如下。
如图1所示。
发送端内有N个发射机：发射机所发出的光的波长是不同的，它们的波长分别为波长1-N。
每个光波承载1路信号。
再把N个光发射机发出的光信号(光信号1-N)集中为1个光的群信号，送进光纤线路，直到接收端。
若线路很长，光信号太弱，就加一光放大器，把光信号放大。
在接收端有N个光滤波器(1-N)。
滤波器1对载有信号1的光信号(波长1)有选择通过的作用，……滤波器N对载有信号N的光信号(波长N)有选择通过的作用。
光接收机的作用是把载有信号的光信号还原为原信号。
光波分复用的关键器件
(1)分布反馈多量子阱激光器(DFB MQW—LD)
(2)光滤波器
(3)光放大器
图1 波分复用系统原理
波分复用系统的发展与现状
WDM 波分复用并不是一个新概念在光纤通信出现伊始人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输但是在20世纪90年代之前该技术却一直没有重大突破其主要原因在于TDM 的迅速发展从155Mbit/s 到622Mbit/s 再到2.5Gbit/s系统TDM 速率一直以过去几年就翻4 倍的速度提高人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术1995 年左右WDM 系统的发展出现了转折一个重要原因是当时人们在TDM 10Gbit/s 技术上遇到了挫折，众多的目光就集中在光信号的复用和处理上WDM 系统才在全球范围内有了广泛的应用。
WDM技术还具有以下若干优点：1 )能同时传输多种不同类型的信号;2)能实现单根光纤双向传输;3)有多种应用方式;4)节约线路投资;5)降低器件的超高速要求;6)对数据格式透明，能支持IP业务;7)具有高度的组网灵活性、经济性和可靠性。
在80年代中，已有人采用1．3微米和1．55微米两个频道的光波分复用技术，制造出简便实用的光纤通信系统。
在90年代初，光波分复用的关键器件有突破，它包括：高精确和稳定的波长的激光器、滤光器和光放大器。
于是，所谓密集光波分复用(DWDM，dense wavelenght division multiplex)光纤通信系统研制成功。
通过引入光交叉连接( OXC,Optical Cross-Connected)和光分插复用器(OADM, Optical Add-Drop Multiplexing)，组建下一代智能化的宽带大容量的高度可靠的自动交换光网络将成为可能。
WDM技术首先是作为一种点到点的传输技术而提出的，它发展很快并很快走向成熟，目前在骨干光纤网上己经得到广泛的推广和应用。
从1995年到1999年，美国各大长途电话公司已经完成在其干线网络中配置WDM设备的工作。
1998到1999年，中国
电信在多条省际光缆干线上引入了WDM技术。
波分复用系统存在的问题
(1)光放大器的增益平坦问题
(2)四波混频FWM问题
(3)光纤的色散补偿问题。