光纤通信技术知多少？WDM技术原理概述，小白也能轻松掌握

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。就是在一根光纤中将不同速率的光混合在一起进行传输，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。

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。

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。

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

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光纤工作波段的简明科普

光纤通信，就是利用光作为信息载体，在纤芯中传输，进行通信。

然而，并不是所有的光，都适合光纤通信。光的波长不同，在光纤中的传输损耗就不同。

光纤的核心——纤芯（石英纤维）

为了尽可能减小损耗，保证传输效果，科研工作者一直在致力于寻找最合适的光。

上世纪70年代初，光纤通信开启实用化落地的进程。当时主要的研发对象，是多模光纤。

多模光纤的纤芯直径更大，容许不同模式的光在一根光纤上传输。

最早被使用的光，是波长为850nm的光，这个波段（band），也被直接称为850nm波段 。

后来，到了70年代末80年代初，单模光纤开始了大规模的应用。

经过测试，工程师们发现，1260nm~1360nm波长范围的光，由色散导致的信号失真最小，损耗最低。

所以，他们将这一波长范围采纳为早期的光通信波段，并命名为O-band （O波段）。O，是“Orignal（原始）”的意思。

此后的三四十过年，经过漫长的摸索和实践，专家们逐渐总结出一个“低损耗波长区域” ，也就是1260nm~1625nm区域。 这个波长区域范围的光，最适合在光纤中传输。

这个区域被进一步划分成了五个波段，分别是O波段，E波段，S波段，C波段和L波段。

随着技术的不断演进变化，专家们还验证了光纤传输损耗和光波波长之间的规律，如下图所示：

最常用的波段，被称为C波段 （1530nm~1565nm）。C，是“conventional（常规）”的意思。

C波段表现出的损耗最低，被广泛用于城域网、长途、超长途以及海底光缆系统。WDM波分复用系统中，也经常用到C波段。

C波段旁边的L波段 （1565nm~1625nm），是损耗第二低的波段，也是行业的主流选择之一。当C波段不足以满足带宽需求的时候，也会采用L波段作为补充。L，是“long-wavelength（长波长）”的意思。

S波段 （1460nm~1530nm），也就是“short-wavelength（短波长）”波段，光纤损耗比O波段要高一些。它经常被用于PON（无源光网络）系统的下行波长。

PON就是家庭光纤宽带的那套系统。 它的上行波长为1310nm，下行波长为1490nm。

最后再来看看E波段 。

这个波段有点特别，它是五个波段中最不常见的波段。E，是“extended（扩展）”的意思。

大家观察刚才那张波长和损耗关系图时，会发现，E波段有一个明显的不规则激凸。

那是因为1370-1410nm波段，氢氧根离子（OH-）吸收，所以损耗急剧加大。这也被称为水峰 。

早期的时候，因为工艺限制，光纤玻璃纤维中，经常残留有水（OH基）杂质，导致E波段的衰减最高，无法正常使用。

后来，玻璃制作过程中的脱水技术发明，E波段中最常用的光纤（ITU-T G.652.D）的衰减变得比O波段低。（这类光纤也被称为低水峰光纤或无水峰光纤。）

然而，由于在2000年之前安装的许多现有光纤光缆在E波段都显示出高衰减，因此，E波段在光通信中仍有一些使用方面的限制。

除了以上波段之外，其实还有一个波段会被用到，那就是U波段 （ultra-long-wavelength band，超长波段：1625-1675 nm）。U频段则主要用于网络监控。

汇总一下，如下表所示：

好了，以上就是光通信波段的简单介绍，都是很基础的内容，希望对大家有所帮助！

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