摘要：

WDM，波分復(fù)用，英文全稱是Wavelength Division Multiplexing，WDM技術(shù)是一種比較先進(jìn)的光纖通信技術(shù)，稱之為光波分復(fù)用技術(shù)。它是將多種不同波長(zhǎng)不同速率的光信號(hào)在不同的光信道里通過(guò)合波器匯合在一起，耦合到同一根光纖中，以此進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。

這些不同波長(zhǎng)的光信號(hào)所承載的數(shù)字信號(hào)可以是相同速率、相同格式，也可以是不同速率不同數(shù)據(jù)格式。

系統(tǒng)的基本構(gòu)成

WDM系統(tǒng)的基本構(gòu)成主要分雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種方式。單向WDM是指所有光通路同時(shí)在一根光纖上沿同一方向傳送，在發(fā)送端將載有各種信息的具有不同波長(zhǎng)的已調(diào)光信號(hào)通過(guò)光延長(zhǎng)用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸，由于各信號(hào)是通過(guò)不同波長(zhǎng)的光攜帶的，所以彼此間不會(huì)混淆，在接收端通過(guò)光的復(fù)用器將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi)，完成多路光信號(hào)的傳輸，而反方向則通過(guò)另一根光纖傳送。 百度文檔

雙向WDM是指光通路在一要光纖上同時(shí)向兩個(gè)不同的方向傳輸，所用的波長(zhǎng)相互分開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)彼此雙方全雙工的通信聯(lián)絡(luò)。

WDM系統(tǒng)一般由四個(gè)部分組成：光發(fā)射機(jī)、光中繼放大器、光接收機(jī)、光監(jiān)控信道。

在整個(gè)WDM系統(tǒng)中，光波分復(fù)用器和解復(fù)用器是WDM技術(shù)中的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣對(duì)系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量具有決定性作用。將不同光源波長(zhǎng)的信號(hào)結(jié)合在一起經(jīng)一根傳輸光纖輸出的器件稱為復(fù)用器；

反之，將同一傳輸光纖送來(lái)的多波長(zhǎng)信號(hào)分解為個(gè)別波長(zhǎng)分別輸出的器件稱為解復(fù)用器。從原理上說(shuō)，該器件是雙向可逆的，即只要將解復(fù)用器的輸出端和輸入端反過(guò)來(lái)使用，就是復(fù)用器。光波分復(fù)用器性能指標(biāo)主要有接入損耗和串?dāng)_，要求損耗及頻偏要小，接入損耗要小于1.0～2.5db，信道間的串?dāng)_小，隔離度大，不同波長(zhǎng)信號(hào)間影響小。

工作原理

波長(zhǎng)×頻率＝光速（恒定值），所以波分復(fù)用其實(shí)就是頻分復(fù)用。光波分復(fù)用包括頻分復(fù)用和波分復(fù)用。光頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)和光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)無(wú)明顯區(qū)別，因?yàn)楣獠ㄊ请姶挪ǖ囊徊糠?，光的頻率與波長(zhǎng)具有單一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在接收端又將這些組合在一起的不同波長(zhǎng)的信號(hào)分開(kāi)，并進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端。因此將此技術(shù)稱為光波分割復(fù)用，簡(jiǎn)稱光波分復(fù)用技術(shù)。

這里可以將一根光纖看作是一個(gè)“多車道”的公用道路，傳統(tǒng)的TDM系統(tǒng)只不過(guò)利用了這條道路的一條車道，提高比特率相當(dāng)于在該車道上加快行駛速度來(lái)增加單位時(shí)間內(nèi)的運(yùn)輸量。而使用DWDM技術(shù)，類似利用公用道路上尚未使用的車道，以獲取光纖中未開(kāi)發(fā)的巨大傳輸能力。以此提升光纖的傳輸容量，提高光纖資源的利用效率。 無(wú)

對(duì)于WDM系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，想要讓它正常工作，顯然要控制各個(gè)光信號(hào)的波長(zhǎng)（頻率）。如果波長(zhǎng)間隔太短，容易“撞車”。如果波長(zhǎng)間隔太長(zhǎng)，利用率又很低。

WDM技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容升級(jí)，發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)，挖掘光纖帶寬能力，實(shí)現(xiàn)超高速通信等均具有十分重要的意義。

存在的優(yōu)勢(shì)

1、超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸：

目前使用的普通光纖可傳輸?shù)膸捠呛軐挼?，但其利用率還很低。使用DWDM技術(shù)可以使一根光纖的傳輸容量比單波長(zhǎng)傳輸容量增加幾倍、幾十倍乃至幾百倍?，F(xiàn)在最高容量光纖傳輸系統(tǒng)為3.2Tbit／s 。

2、數(shù)據(jù)的透明傳輸：

由于DWDM系統(tǒng)按光波長(zhǎng)的不同進(jìn)行復(fù)用和解復(fù)用，而與信號(hào)的速率和電調(diào)制方式無(wú)關(guān)，即對(duì)數(shù)據(jù)是“透明”的。WDM系統(tǒng)完成的是透明傳輸，對(duì)于“業(yè)務(wù)”層信號(hào)來(lái)說(shuō)，WDM系統(tǒng)中的各個(gè)光波長(zhǎng)通道就像“虛擬”的光纖一樣 。

3、高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟(jì)型和可靠性：

利用WDM技術(shù)構(gòu)成的新型通信網(wǎng)絡(luò)比用傳統(tǒng)的電時(shí)分復(fù)用技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，而且網(wǎng)絡(luò)層次分明，各種業(yè)務(wù)的調(diào)度只需調(diào)整相應(yīng)光信號(hào)的波長(zhǎng)即可實(shí)現(xiàn)。由此而帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)的靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性是顯而易見(jiàn)的。

WDM的分類

1、CWDM（Coarse WDM）稀疏波分復(fù)用

由于早期技術(shù)條件有限，波長(zhǎng)間隔會(huì)控制在幾十nm，是一種較為分散的波分復(fù)用。

CWDM的波長(zhǎng)間隔20nm，波長(zhǎng)范圍從1270nm 到1610nm，有18個(gè)波段。

最開(kāi)始的時(shí)候，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU對(duì)CWDM（ITU－T G.694.2）規(guī)定的波長(zhǎng)范圍為1271至1611nm。

不過(guò)，因?yàn)?270－1470nm波段有明顯的衰減增加，很多舊型光纖不能正常使用，所以CWDM一般優(yōu)先使用1470～1610nm的8個(gè)波段。

2、DWDM（Dense WDM）密集波分復(fù)用

波長(zhǎng)間隔壓得越來(lái)越短，到了幾nm的級(jí)別，就成了緊密的WDM——DWDM。

而DWDM的波長(zhǎng)間隔可以是1.6nm、0.8nm、0.4nm、0.2nm，可以容納40、80、160個(gè)波（最大可支持192波）。DWDM的波長(zhǎng)范圍為1525nm至1565nm（C波段）和1570nm至1610nm（L波段）。

DWDM常用C波段，波長(zhǎng)間隔0．4nm，通路頻率間隔50GHz

MWDM 中等波分復(fù)用，Metro Wave Division Multiplexing

這是2019年6月，由中國(guó)移動(dòng)伴有源前傳方案（也稱Open WDM）一起提出的。

MWDM重用25G CWDM前6波產(chǎn)業(yè)鏈低成本DML光芯片，快速推進(jìn)12波長(zhǎng)WDM系統(tǒng)，大幅節(jié)省寶貴的前傳光纖資源，并適應(yīng)當(dāng)前5G商用的迫切性。

MWDM半有源5G前傳方案的現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，有力支撐了MWDM技術(shù)成熟，并將加速半有源5G前傳方案的商用進(jìn)程。

5G前傳都要求至少12個(gè)波長(zhǎng)通道，所以，三大運(yùn)營(yíng)商的方案，都以實(shí)現(xiàn)12波為目的。

通過(guò)增加TEC（Thermal Electronic Cooler， 半導(dǎo)體制冷器）溫度控制，左右偏移3．5nm波長(zhǎng)，形成12個(gè)波長(zhǎng)。

這種方案既重用了CWDM的產(chǎn)業(yè)鏈，也能夠滿足中移自己的10km前傳距離需求，同時(shí)也節(jié)約了大量的光纖資源，可謂一舉多得。

3、LWDM

LWDM是基于以太網(wǎng)通道的波分復(fù)用（LAN WDM），也有人稱之為細(xì)波分復(fù)用。

它是按照800GHz的通道間隔，從已有的8波擴(kuò)展到12波。

DML指的是光模塊的TOSA發(fā)送端的直接調(diào)制器激光器（Directly Modulated Laser），與之對(duì)應(yīng)的是EML（Electlro－absorption Modulated Laser，電吸收調(diào)制激光器）。EML成本更高。PIN指的光模塊ROSA接收端的二極管。

應(yīng)用場(chǎng)景

5G 前傳以25G 灰光為主，中國(guó)移動(dòng)在2019 年9 月光博會(huì)上的表態(tài)：我們認(rèn)為在CRAN 場(chǎng)景下，有光纖資源的地方主要采用25GBiDi，沒(méi)有光纖資源的地方主要采用波分方案。

半有源情況下，單站也是12 個(gè)光模塊：我們認(rèn)為半有源A 型（24 個(gè)光模塊）成本較高，目前在現(xiàn)網(wǎng)沒(méi)有得到應(yīng)用，現(xiàn)網(wǎng)的MWDM 半有源均采用的B型，只需要12 個(gè)光模塊。

移動(dòng)擴(kuò)頻、電聯(lián)共享（中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通共建共享一張5G網(wǎng)）帶來(lái)單站12 光模塊需求，CWDM 需要擴(kuò)展到12 波。

而移動(dòng)2.6GHz 頻譜擴(kuò)展到160MHz，電聯(lián)共享擴(kuò)展到200MHz，因此對(duì)于64TRX 的站型而言，單站需要在12 個(gè)光模塊 64TRX站型下，12 波方案預(yù)計(jì)將成主流，該站型長(zhǎng)期來(lái)看預(yù)計(jì)占50％。

MWDM 方案成本更高，由于其有中移動(dòng)加持，故將獲得產(chǎn)業(yè)鏈支持，而LWDM 從產(chǎn)業(yè)鏈成熟度上、成本上、功耗上相對(duì)MWDM 都更有優(yōu)勢(shì)，或會(huì)成后續(xù)12 波建設(shè)的主要方案。

編輯：jq