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WDM波分复用器术语详解:全面掌握关键技术

信息技术飞速发展的今天,数据传输的速度和质量成为衡量网络性能的关键指标。其中,波分复用(WDM)技术作为一项重要的传输技术,极大地提高了光纤通信传输效率和带宽。本文将深入解析WDM技术,带您了解其基本原理、常用技术及未来发展趋势。
首先,WDM技术是一种利用光波的不同波长来传输多路信息的技术。在发送端,将不同波长的光信号通过复用器汇合在一起,在接收端则通过解复用器将光信号分离。这样,一根光纤就能同时传输多个不同波长的光信号,大大提高了光纤通信的带宽。
WDM技术主要包括两种类型:稀疏波分复用(DWDM)和密集波分复用(DWDM)。DWDM技术通过增大通道间隔,实现了更高的传输速率和更高的通道密度。而DWDM技术则通过减小通道间隔,进一步提高了光纤通信的传输速率。
在WDM技术中,常用的技术主要有以下几种:
1. 介质薄膜滤波器(TFF):TFF技术是一种利用薄膜滤波器实现波分复用的技术。TFF技术具有精度高、体积小等优点,在波分复用商用以来最早得到应用。
2. 阵列波导光栅(AWG):AWG技术是一种利用阵列波导实现波分复用的技术。AWG技术具有成本效益高、通道数多等优点,是目前DWDM系统中应用最广泛的技术之一。
3. 光纤准直器:光纤准直器是一种将光纤中的光信号聚焦到特定位置的光学元件。在WDM技术中,光纤准直器用于将不同波长的光信号聚焦到同一根光纤中进行传输。
4. C-lens和G-lens:C-lens和G-lens是两种常用的波导透镜,用于实现WDM器件中的光信号聚焦、偏转等功能。
WDM设备上的端口类型主要包括通道端口、线路端口和扩容/升级端口。通道端口用于连接WDM设备与光纤,线路端口用于连接WDM设备与传输设备,扩容/升级端口则用于实现WDM设备的扩容和升级。
随着网络技术的发展,WDM技术也在不断演进。未来,WDM技术将朝着以下方向发展:
1. 更高的传输速率:通过提高单个通道的传输速率,实现更高带宽的传输。
2. 更高的通道密度:通过减小通道间隔,实现更多通道的复用。
3. 更低的成本:通过技术创新,降低WDM设备的制造成本。
4. 更好的兼容性:提高WDM设备与其他网络设备的兼容性,实现网络的平滑升级。
总之,WDM技术作为一项重要的光纤通信技术,将在未来网络发展中发挥越来越重要的作用。通过对WDM技术的深入了解,有助于我们更好地把握网络发展趋势,为构建高速、稳定、可靠的网络奠定基础。

快速导读:

WDM波分复用器术语详解:全面掌握关键技术

常用的WDM波分复用技术:介质薄膜滤波器TFF(Thin Film Filter)、阵列波导光栅AWG

WDM器件结构:C-lens和G-lens

光纤准直器(fiber collimator)

WDM器件参数:中心波長、通道数、通道间隔、插入损耗、回波损耗、方向性、偏振相关损耗、温度相关损耗

WDM设备上的端口类型:通道端口、线路端口、扩容/升级端口

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。

常用的WDM波分复用技术

WDM传输的基本元件是光学滤波器,可通过光纤熔融拉锥(FBT)、薄膜滤光片(TFF)、阵列波导光栅(AWG)和光学梳状滤波器等技术实现。TFF和AWG是最常用的两种WDM技术。

介质薄膜滤波器TFF(Thin Film Filter)

薄膜滤波器(TFF)技术是在波分复用商用以来最早得到应用的波分复用技术。与其他技术相比,薄膜滤波器的主要优点是它在小尺寸设备中应用时有极高的准确性。

紧凑型WDM模块结构

TFF技术核心的是TFF滤光片,下面三端口WDM器件的结构可以清楚的看出TFF滤光片如何应用在WDM器件中。基于TFF的三端口WDM器件结构包括一个双光纤准直器、一个单光纤准直器和一个TFF滤光片,TFF滤光片粘贴在双光纤准直器的准直透镜的端面上。

基于TFF的三端口WDM器件结构

为了将所有波长解复用,需要将n个三端口器件串联起来,组成WDM模块,如下图所示,其中每个三端口器件中的TFF滤光片,其透射波长不同。模块中的不同波长经过不同数量的三端口WDM器件,因此产生不同的插入损耗。随着端口数增加,损耗均匀性劣化。

基于三端口WDM器件的WDM模块结构

随着DWDM系统扩展到超过40个或48个信道,需要更大端口数的复用/解复用器。DWDM系统中最早采用的波分复用/解复用模块是基于介质膜滤光片TFF的。但串联结构的WDM模块,信道间隔每压窄一般,就要多镀上百层薄膜来分离和隔离各个波长,容易造成局部薄膜厚度与密度波动产生的缺陷增加,成品率下降,且会在后面端口累积太多功率损耗。基于TFF技术的DWDM模块,其信道数通常不超过16。阵列波导光栅AWG就是采用并行结构,一次性可实现对数十个波长进行复用/解复用操作。

阵列波导光栅AWG

典型的AWG结构如图所示,它包括一个输入波导、一个输入星形耦合器(图中自由传输区域FPR)、一组阵列波导、一个输出星形耦合器和数十根输出波导。DWDM信号从输入波导进入输入星形耦合器,经自由传输之后,被分配到阵列波导之中。这个分配过程是波长无关的,所有波长被无差别的分配到阵列波导之中。阵列波导对多光束产生相位差,各光束的相位成等差级数,这与传统光栅中的情况类似。不同波长被色散展开,并聚焦在输出星形耦合器中的不同位置。不同波长被不同的波导接收,从而实现对DWDM信号的并行解复用。

AWG优于TFF的主要优势在于其成本不依赖于波长计数,因此对于高通道数应用而言,它们具有极高的成本效益。AWG的另一个优点是可以灵活选择通道号和间距。

典型AWG结构

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