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CWDM/DWDM波分復(fù)用器教程

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更新時間：2022-04-06 17:41:42瀏覽次數(shù)：268次

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產(chǎn)品簡介

常規(guī)或粗波分復(fù)用（CWDM）和密集波分復(fù)用（DWDM）是WDM系統(tǒng)的兩種不同模式

詳細(xì)介紹

常規(guī)或粗波分復(fù)用（CWDM）和密集波分復(fù)用（DWDM）是WDM系統(tǒng)的兩種不同模式。在光纖通信中，WDM技術(shù)通過使用不同（顏色）的激光，將一根光纖上的多個光載波信號復(fù)用后進(jìn)行傳送。這使得網(wǎng)絡(luò)容量得以倍增。

WDM技術(shù)和WDM系統(tǒng)

WDM將一根光纖上的光分成若干獨(dú)立的波長（顏色）。每個波長（顏色）都是一個獨(dú)立的載波通道，數(shù)據(jù)傳輸速率有2.5GBIT/S、10GBIT/S、40GBIT/S，甚至還有100GBIT/S（仍在開發(fā)中）。所以，若光纖中的光被分成16個波長（顏色或通道），并且每個波長的數(shù)據(jù)傳輸速率在40GBIT/S時，我們就得到了40GBIT/S X 16 = 640GBIT/S的總速率。這在遠(yuǎn)距離和超遠(yuǎn)距離光纖通信鏈路中尤其如此。

除此之外，承載64個或更多通道（波長）的光纖在市面上已有銷售。這意味著我們可以在一根光纖上以2,560GBIT/S的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。那么，若一根光纜中有48條光纖呢？答案就是一條速率為2,560GBIT/S X 48 = 122,880GBIT/S的鏈路，實(shí)在令人驚嘆。當(dāng)然，這種高速多纖鏈路通常用于互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)的部署。

通過上述例子，您可以看到WDM背后所蘊(yùn)藏著的強(qiáng)大能力。它可在設(shè)備和光纜成本最小化的情況下，顯著地提高光纖鏈路的容量。

WDM系統(tǒng)通過復(fù)用器在發(fā)射端將信號匯合起來，并在接收端通過解復(fù)用器將它們進(jìn)行分離。有了合適的光纖類型，人們就有可能使用光分插復(fù)用器這一裝置同時進(jìn)行信號的發(fā)射與接收。

WDM系統(tǒng)分為兩種不同的波長模式：CWDM和DWDM。 CWDM系統(tǒng)可在石英光纖1550NM附近的C波段中提供8條通道。DWDM使用相同的傳輸窗口，但通道間距更窄。通道設(shè)計(jì)可根據(jù)具體案例而有所不同，但一個標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)通常使用間距為100 GHZ的40通道或間距為50 GHZ的80通道。一些技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)12.5 GHZ的間距（有時被稱為超密集WDM）。這種類型的間距當(dāng)下只有無中繼光傳輸技術(shù)才可以實(shí)現(xiàn)。新的放大選擇（拉曼放大）使得可用波長能夠擴(kuò)展至L波段，將這些數(shù)字?jǐn)U大一倍左右。

關(guān)于CWDM系統(tǒng)的一些提示

簡單來說，一個無源CWDM的實(shí)施方案涉及在網(wǎng)段的每一端放置VAM模塊和升級版的發(fā)射器和接收器。CWDM裝置執(zhí)行兩項(xiàng)功能：1）將光進(jìn)行分離，確保只使用期望的波長組合，2）在一根光纖鏈路上復(fù)用和解復(fù)用信號。

通常，CWDM解決方案可提供8個波長，間距為20NM，從1470NM到1610NM，實(shí)現(xiàn)了相同光纖上8個客戶端接口的傳輸。為了增加波長的數(shù)量，還可使用1310NM的波長，使得CWDM波長數(shù)量可增加至16個。因此，CWDM波長之間相對較大的間距允許CWDM可擴(kuò)展至16個波長。由于通道之間較大的間距使得光放大器不可用，在這種情況下，80KM的網(wǎng)絡(luò)往往需要部署16波長的CWDM系統(tǒng)。

對于許多組織而言，CWDM是降低成本的一個初始切入點(diǎn)。每個CWDM波長通常可支持2.5 GBPS的速率，并能在擴(kuò)展后支持10GBPS的速率。這一傳輸速率足以支持千兆以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)或1/2/4/8/10G FC、STM-1/STM-4/STM-16 / OC3/OC12/OC48以及其他協(xié)議。

在CWDM應(yīng)用中，一對光纖（獨(dú)立發(fā)射和接收）通常通過對每一用戶分配一個特定的波長來服務(wù)多個用戶。在這個過程中，具有各自獨(dú)立波長的多個信號在頭端(HE)或集線器，或局端（CO）經(jīng)過復(fù)用或匯合后，進(jìn)入另一條光纖進(jìn)行下行傳輸。見圖3。無源CWDM復(fù)用器（MUX）使用一系列特定波長的濾波器實(shí)現(xiàn)復(fù)用功能。濾波器以串聯(lián)的方式進(jìn)行連接，將不同的波長進(jìn)行匯合，通過一根光纖傳輸至另一端。在外部設(shè)備中，CWDM解復(fù)用器（DEMUX）模塊，實(shí)質(zhì)上就是與MUX對應(yīng)的凹透鏡，又將每種特定波長從饋線光纖中分離出來，分配給不同的FTTX應(yīng)用。

如下圖所示，每一個CWDM MUX和DEMUX模塊均由多個級聯(lián)帶通濾波器構(gòu)成。這意味著每個濾波器將只允許一個波長或窄范圍的波長經(jīng)過。不在級聯(lián)濾波器范圍內(nèi)的波長，最終會被導(dǎo)向可與另一個濾波器模塊相連的DEMUX輸出端口，或用于系統(tǒng)的檢測或監(jiān)控。

CWDM適用于城域網(wǎng)應(yīng)用，同時也用于有線電視網(wǎng)絡(luò)，在這些應(yīng)用中，人們將不同的波長作為下行和上行信號進(jìn)行使用。在這些系統(tǒng)中，所使用的波長之間通常有一個很大的間距，比如，下行信號可能在1310NM波長上，而上行信號則在1550NM波長上。

CWDM能夠與光纖開關(guān)和網(wǎng)絡(luò)接口裝置共同使用，將來自光纖開關(guān)的多條光纖線路匯集起來。CWDM使成本預(yù)算化，通過低成本、小功率的發(fā)射器使得各項(xiàng)部署最終為用戶帶來預(yù)期的收入。

關(guān)于DWDM系統(tǒng)的一些提示

DWDM，即，密集波分復(fù)用。“密集"的意思是指，波長通道非常狹小并且相互之間非常接近。以100 GHZ密集WDM為例，相鄰?fù)ǖ篱g的間距僅為100 GHZ（或0.8NM）。也就是說，相鄰?fù)ǖ揽梢允?530.33NM、1531.12NM和1531.90NM。

DWDM的工作原理是，在相同的一根光纖上，匯合并同時傳輸多個不同波長的信號。也就是說，一根光纖變成了多條虛擬光纖。因此，若您將8個OC-48信號復(fù)用進(jìn)一根光纖，那么您將使這條光纖的傳輸能力從2.5 GB/S提升至20 GB/S。目前，通過DWDM技術(shù)，數(shù)據(jù)的發(fā)射速率可達(dá)到400GB/S。

DWDM為遠(yuǎn)距離傳輸設(shè)計(jì)，傳輸過程中波長緊密結(jié)合，避免了色散和衰減的發(fā)生。而有了摻鉺光纖放大器（EDFA）-一種為高速通信服務(wù)的性能增強(qiáng)器，這些系統(tǒng)能夠在數(shù)千公里的距離上進(jìn)行工作。DWDM被廣泛用于1550NM波段，以便可以利用EDFA的各項(xiàng)功能。EDFA通常用于1525NM~1565NM（C波段）和1570NM~1610NM（L波段）。

上圖顯示的是EDFA的簡易圖。一個弱信號進(jìn)入摻鉺光纖，同時980NM或1480NM波長的光通過泵浦激光器也被注射進(jìn)入該光纖中。注射光激發(fā)了鉺原子，使其釋放出內(nèi)在的能量，該能量以1550NM波長的光的形式存在。隨著該過程一路發(fā)生，信號不斷變強(qiáng)。EDFA的能量釋放過程同時也給信號添加了噪音；這決定了EDFA的噪音系數(shù)。

DWDM的一個關(guān)鍵優(yōu)勢在于，它與協(xié)議和比特率無關(guān)。DWDM網(wǎng)絡(luò)可以在IP、ATM、SONET/SDH和以太網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)，并且比特率在100 MB/S到2.5 GB/S之間。因此，DWDM網(wǎng)絡(luò)可在一個光通道內(nèi)以不同的速率進(jìn)行不同類型的傳輸。從QOS的角度出發(fā)，DWDM網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了一種低成本的方式，實(shí)現(xiàn)了對客戶帶寬要求和協(xié)議更改的快速響應(yīng)。

收發(fā)器接受標(biāo)準(zhǔn)化單模或多模激光輸入。輸入可來自不同的物理介質(zhì)、協(xié)議和傳輸類型。每個輸入信號的波長均被映射到一個相應(yīng)的DWDM波長上。收發(fā)器的DWDM波長復(fù)用為一個單一的光信號后進(jìn)入光纖。這一系統(tǒng)還可接收直接光信號到復(fù)用器上；此類信號可能來自衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)。光信號在離開系統(tǒng)時，后置放大器可對其進(jìn)行增強(qiáng)操作（可選）。根據(jù)需要，光放大器可沿光纖進(jìn)行使用（可選）。信號在進(jìn)入系統(tǒng)前，前置放大器可對其進(jìn)行增強(qiáng)操作（可選）。輸入的信號經(jīng)解復(fù)用后分離成不同的DWDM拉姆達(dá)（或波長）。不同的DWDM拉姆達(dá)被映射成為要求的輸出類型（如：OC-48單模光纖）后，經(jīng)收發(fā)器發(fā)射出去。

CWDM和DWDM的比較

DWDM和CWDM的概念是相同的，即在一根光纖上使用多個不同的波長，但它們的波長間距、通道數(shù)量、傳輸距離和光空間中放大復(fù)用信號的能力不同。


CWDM	DWDM
按波長定義	按頻率定義
最多16個波長	超過40個波長
近距離通信	遠(yuǎn)距離通信
使用寬范圍頻率	使用窄范圍頻率
波長間距大	波長緊密結(jié)合
有可能發(fā)生波長偏移	要求使用高精度激光器，使通道不偏移
將光譜劃分為幾個大波段	將光譜劃分為若干小波段
無需放大光信號	可能需要放大光信號

北億纖通（WWW.F-TONE.COM）的CWDM和DWDM組件

CWDM和DWDM的重要組件有發(fā)射器、接收器、光放大器、光分插復(fù)用器（OADM）、收發(fā)器、復(fù)用器和解復(fù)用器。這些組件允許CWDM和DWDM系統(tǒng)與其他設(shè)備進(jìn)行連接，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)施光解決方案。

CWDM千兆位接口轉(zhuǎn)換器（GBIC）和小型封裝可插拔（SFP）光模塊均使用標(biāo)準(zhǔn)化的CWDM波長。GBIC和SFP光學(xué)器件的設(shè)計(jì)考慮到了支持SFP接口的舊系統(tǒng)的無縫升級問題。因此，通過簡單的光模塊波長選擇，加上價格低廉的無源光復(fù)用裝置，人們可以輕輕松松地將舊開關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行“轉(zhuǎn)換"，實(shí)現(xiàn)一根光纖上的波長復(fù)用傳輸。


CWDM復(fù)用器和解復(fù)用器	100G DWDM復(fù)用器和解復(fù)用器	50G DWDM復(fù)用器和解復(fù)用器
DWDM 紅/藍(lán) C波段濾波器	CWDM光分插復(fù)用器（OADM）	DWDM光分插復(fù)用器（OADM）
CWDM和DWDM SFP	光放大器	收發(fā)器

北億纖通（WWW.F-TONE.COM）的CWDM和DWDM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有非常強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢，能夠滿足當(dāng)下光傳輸?shù)谋姸嘁蟆Ｈ缦录礊樗鼈兊膬?yōu)勢所在：

低成本初始安裝，有特定的未來增長路徑低邊際成本：“隨成長付費(fèi)"架構(gòu)可輕易升級，以支持10GBPS/40GBPS和100GBPS服務(wù)44+波長輕易轉(zhuǎn)換和升級對低傳輸效率的系統(tǒng)進(jìn)行無縫升級提供可靠、安全和標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)容易安裝和維護(hù)提供全網(wǎng)性能監(jiān)控