WDM技术的分类CWDMMWDMLWDM

“WDM，波分复用，英文全称是Wavelength Division Multiplexing，WDM技术是一种比较先进的光纤通信技术，称之为光波分复用技术。它是将多种不同波长不同速率的光信号在不同的光信道里通过合波器汇合在一起，耦合到同一根光纤中，以此进行数据传输的技术。这些不同波长的光信号所承载的数字信号可以是相同速率、相同格式，也可以是不同速率不同数据格式。 ” WDM，波分复用，英文全称是Wavelength Division Multiplexing，WDM技术是一种比较先进的光纤通信技术，称之为光波分复用技术。它是将多种不同波长不同速率的光信号在不同的光信道里通过合波器汇合在一起，耦合到同一根光纤中，以此进行数据传输的技术。这些不同波长的光信号所承载的数字信号可以是相同速率、相同格式，也可以是不同速率不同数据格式。WDM的工作原理波长×频率＝光速（恒定值），所以波分复用其实就是频分复用。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。在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开，并进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。因此将此技术称为光波分割复用，简称光波分复用技术。这里可以将一根光纤看作是一个“多车道”的公用道路，传统的TDM系统只不过利用了这条道路的一条车道，提高比特率相当于在该车道上加快行驶速度来增加单位时间内的运输量。而使用DWDM技术，类似利用公用道路上尚未使用的车道，以获取光纤中未开发的巨大传输能力。以此提升光纤的传输容量，提高光纤资源的利用效率。对于WDM系统来说，想要让它正常工作，显然要控制各个光信号的波长（频率）。如果波长间隔太短，容易“撞车”。如果波长间隔太长，利用率又很低。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。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单纤双向传输两种方式。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。WDM系统一般由四个部分组成：光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道。光发射器：作为WDM系统的核心设备，在发送端首先将来自终端设备输出的光信号利用光转发器把非特定波长的光信号转换成具有稳定的特定波长的信号，再利用合波器合成多通路光信号，通过光功率放大器放大输出。光中继放大器：经过长距离（80～120km）光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大。在WDM系统中必须采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保证光信道的增益竞争不影响传输性能。光接收机：在接收端，光前置放大器放大经传输而衰减的主信道信号，采用分波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号。光监控信道：光监控信道是为WDM的光传输系统的监控而设立的。ITU－T建议优选采用1510nm波长，容量为2Mbit／s。靠低速率下高的接收灵敏度（优于－48dBm）仍能正常工作。但必须在EDFA之前下光路，而在EDFA之后上光路。在整个WDM系统中，光波分复用器和解复用器是WDM技术中的关键部件，其性能的优劣对系统的传输质量具有决定性作用。将不同光源波长的信号结合在一起经一根传输光纤输出的器件称为复用器；反之，将同一传输光纤送来的多波长信号分解为个别波长分别输出的器件称为解复用器。从原理上说，该器件是双向可逆的，即只要将解复用器的输出端和输入端反过来使用，就是复用器。光波分复用器性能指标主要有接入损耗和串扰，要求损耗及频偏要小，接入损耗要小于1.0～2.5db，信道间的串扰小，隔离度大，不同波长信号间影响小。WDM系统的优势1、超大容量、超长距离传输：目前使用的普通光纤可传输的带宽是很宽的，但其利用率还很低。使用DWDM技术可以使一根光纤的传输容量比单波长传输容量增加几倍、几十倍乃至几百倍。现在最高容量光纤传输系统为3.2Tbit／s 。2、数据的透明传输：由于DWDM系统按光波长的不同进行复用和解复用，而与信号的速率和电调制方式无关，即对数据是“透明”的。WDM系统完成的是透明传输，对于“业务”层信号来说，WDM系统中的各个光波长通道就像“虚拟”的光纤一样 。3、高度的组网灵活性、经济型和可靠性：利用WDM技术构成的新型通信网络比用传统的电时分复用技术组成的网络结构简化，而且网络层次分明，各种业务的调度只需调整相应光信号的波长即可实现。由此而带来的网络的灵活性、经济性和可靠性是显而易见的。WDM的分类1、CWDM（Coarse WDM）稀疏波分复用由于早期技术条件有限，波长间隔会控制在几十nm，是一种较为分散的波分复用。CWDM的波长间隔20nm，波长范围从1270nm 到1610nm，有18个波段。最开始的时候，国际电信联盟ITU对CWDM（ITU－T G.694.2）规定的波长范围为1271至1611nm。不过，因为1270－1470nm波段有明显的衰减增加，很多旧型光纤不能正常使用，所以CWDM一般优先使用1470～1610nm的8个波段。2、DWDM（Dense WDM）密集波分复用波长间隔压得越来越短，到了几nm的级别，就成了紧密的WDM——DWDM。而DWDM的波长间隔可以是1.6nm、0.8nm、0.4nm、0.2nm，可以容纳40、80、160个波（最大可支持192波）。DWDM的波长范围为1525nm至1565nm（C波段）和1570nm至1610nm（L波段）。DWDM常用C波段，波长间隔0．4nm，通路频率间隔50GHzMWDM 中等波分复用，Metro Wave Division Multiplexing这是2019年6月，由中国移动伴有源前传方案（也称Open WDM）一起提出的。MWDM重用25G CWDM前6波产业链低成本DML光芯片，快速推进12波长WDM系统，大幅节省宝贵的前传光纤资源，并适应当前5G商用的迫切性。MWDM半有源5G前传方案的现网试点，有力支撑了MWDM技术成熟，并将加速半有源5G前传方案的商用进程。5G前传都要求至少12个波长通道，所以，三大运营商的方案，都以实现12波为目的。通过增加TEC（Thermal Electronic Cooler， 半导体制冷器）温度控制，左右偏移3．5nm波长，形成12个波长。这种方案既重用了CWDM的产业链，也能够满足中移自己的10km前传距离需求，同时也节约了大量的光纤资源，可谓一举多得。3、LWDMLWDM是基于以太网通道的波分复用（LAN WDM），也有人称之为细波分复用。它是按照800GHz的通道间隔，从已有的8波扩展到12波。DML指的是光模块的TOSA发送端的直接调制器激光器（Directly Modulated Laser），与之对应的是EML（Electlro－absorption Modulated Laser，电吸收调制激光器）。EML成本更高。PIN指的光模块ROSA接收端的二极管。5G前传之下的应用场景5G 前传以25G 灰光为主，中国移动在2019 年9 月光博会上的表态：我们认为在CRAN 场景下，有光纤资源的地方主要采用25GBiDi，没有光纤资源的地方主要采用波分方案。半有源情况下，单站也是12 个光模块：我们认为半有源A 型（24 个光模块）成本较高，目前在现网没有得到应用，现网的MWDM 半有源均采用的B型，只需要12 个光模块。移动扩频、电联共享（中国电信与中国联通共建共享一张5G网）带来单站12 光模块需求，CWDM 需要扩展到12 波。而移动2.6GHz 频谱扩展到160MHz，电联共享扩展到200MHz，因此对于64TRX 的站型而言，单站需要在12 个光模块 64TRX站型下，12 波方案预计将成主流，该站型长期来看预计占50％。MWDM 方案成本更高，由于其有中移动加持，故将获得产业链支持，而LWDM 从产业链成熟度上、成本上、功耗上相对MWDM 都更有优势，或会成后续12 波建设的主要方案。