波分复用系统WDM结构原理和分类

WDM原理1 波分复用光传输技术 (1)1.1 波分复用的基本概念 (1)1.2 WDM 技术的发展背景 (2)1. 空分复用SDM（Space Division Multiplexer） (2)2. 时分复用TDM（Time Division Multiplexer） (3)3. 波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing） (3)4. TDM 和WDM 技术合用 (4)3 WDM 设备的传输方式 (5)3.1 单向WDM (5)3.2 双向WDM (5)4 开放式与集成式系统 (6)5 WDM 系统组成 (6)6 WDM 的优势 (7)1 波分复用光传输技术1.1 波分复用的基本概念光通信系统可以按照不同的方式进行分类。

如果按照信号的复用方式来进行分类，可分为频分复用系统（FDM-Frequency Division Multiplexing ）、时分复用系统（TDM-Time Division Multiplexing）、波分复用系统（WDM Wavelength Division Multiplexing）和空分复用系统（SDM-Space Division Multiplexing）。

所谓频分、时分、波分和空分复用，是指按频率、时间、波长和空间来进行分割的光通信系统。

应当说，频率和波长是紧密相关的，频分也即波分，但在光通信系统中，由于波分复用系统分离波长是采用光学分光元件，它不同于一般电通信中采用的滤波器，所以我们仍将两者分成两个不同的系统。

波分复用是光纤通信中的一种传输技术，它利用了一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点，把光纤可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。

光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用（OFDM），只是因为光波通常采用波长而不用频率来描述、监测与控制。

随着电-光技术的向前发展，在同一光纤中波长的密度会变得很高。

波分复用系‎统(WDM‎),波分复‎用系统(W‎D M)结构‎原理和分类‎波分复用‎系统简要介‎绍光波‎分复用技术‎是在一根光‎纤中传输多‎波长光信号‎的一项技术‎。

其基本原‎理是在发送‎端将不同波‎长的光信号‎组合起来(‎复用)，并‎耦合到光缆‎线路上的同‎一根光纤中‎进行传输，‎在接收端又‎将组合波长‎的光信号分‎开〔解复用‎)，并进一‎步处理，恢‎复出原信号‎后送入不同‎的终端。

具‎体如下。

‎如图1所‎示。

发送端‎内有N个发‎射机：发射‎机所发出的‎光的波长是‎不同的，它‎们的波长分‎别为波长1‎-N。

每个‎光波承载1‎路信号。

再‎把N个光发‎射机发出的‎光信号(光‎信号1-N‎)集中为1‎个光的群信‎号，送进光‎纤线路，直‎到接收端。

‎若线路很长‎，光信号太‎弱，就加一‎光放大器，‎把光信号放‎大。

在接收‎端有N个光‎滤波器(1‎-N)。

滤‎波器1对载‎有信号1的‎光信号(波‎长1)有选‎择通过的作‎用，……滤‎波器N对载‎有信号N的‎光信号(波‎长N)有选‎择通过的作‎用。

光接收‎机的作用是‎把载有信号‎的光信号还‎原为原信号‎。

光‎波分复用的‎关键器件‎(1)分‎布反馈多量‎子阱激光器‎(DFB ‎M QW—L‎D)(‎2)光滤波‎器(3‎)光放大器‎图‎1波分复‎用系统原理‎波分‎复用系统的‎发展与现状‎WDM‎波分复用‎并不是一个‎新概念在光‎纤通信出现‎伊始人们就‎意识到可以‎利用光纤的‎巨大带宽进‎行波长复用‎传输但是在‎20世纪9‎0年代之前‎该技术却一‎直没有重大‎突破其主要‎原因在于T‎D M 的迅‎速发展从1‎55Mbi‎t/s 到‎622Mb‎i t/s ‎再到2.5‎G bit/‎s系统TD‎M速率一‎直以过去几‎年就翻 4 ‎倍的速度提‎高人们在一‎种技术进行‎迅速的时候‎很少去关注‎另外的技术‎1995 ‎年左右WD‎M系统的‎发展出现了‎转折一个重‎要原因是当‎时人们在T‎D M 10‎G bit/‎s技术上‎遇到了挫折‎，众多的目‎光就集中在‎光信号的复‎用和处理上‎W DM 系‎统才在全球‎范围内有了‎广泛的应用‎。

光波分复用的基本原理光波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）是利用多个不同波长的光信号在一根光纤中传输的技术。

它是一种高效、高速的光通信方式，可以提高光纤通信的容量和速度。

WDM技术是通过将多个信号分别调制成不同波长的光信号，然后将这些光信号合并在一根光纤中传输，最后再将这些信号通过波分复用器（WDM器）进行分离，达到同时传输多个信号的目的。

本文将详细介绍WDM的基本原理及其应用。

一、WDM的原理WDM的基本原理是利用不同波长的光信号在一根光纤中传输，这些光信号可以同时传输，并且不会相互干扰。

WDM具体实现过程可以分为三个步骤：波长选择、光信号的多路复用、光信号的分路解复用。

1.波长选择在WDM中，每个光通道都有一个不同的波长，因此需要选择合适的波长区间。

一般来说，波长区间可以是常见的几个光纤谱段，例如1320~1360nm、1460~1625nm，或者是更小的波长间隔，如0.4nm、0.8nm或1.6nm。

2.光信号的多路复用当多个不同波长的光信号传递到一个单一光纤中时，它们会相互影响并干扰对方。

因此必须将它们在合适的位置上合并成单一的光束，这个过程称为多路复用。

在多路复用的过程中，需要用到一系列光学器件，例如：波分复用器（WDM器）、光衰减器、滤波器、耦合器、放大器、修补器、反射器等。

3.光信号的分路解复用在传输结束后，需要将合成的光信号恢复成原始的多个信号，这个过程称为分路解复用。

分路解复用的关键是在合适的位置上使用波分复用器（WDM器），将多个信号根据波长进行区分并进行分离。

分离后，可以通过调制解码等方法将信号恢复成原始数据。

二、WDM的应用WDM技术在光通信领域中的应用广泛，以下列出几个主要应用：1. 宽带网宽带网是一种将多种网络服务集成在一起的网络。

WDM技术可以在该网络中提供高达10Gbps的带宽，满足不同用户对网络传输速率、稳定性等方面的需求。

波分复用原理简介产生背景传输带宽的需求增长，传输系统需扩容：✧增加系统数量(光纤数量)：敷设光缆，没有有效利用光纤带宽✧提高系统速率(TDM时分复用PDH/SDH)：10Gb/s,40Gb/s电子器件技术极限/成本/G.652光纤1550nm窗口的高色散✧波分复用（WDM）技术EDFA(erbium-doped fiber amplifier掺铒光纤放大器)的成熟和商用化基本概念波分复用(WDM)充分利用单模光纤低损耗区的巨大带宽资源，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，将多种不同波长的光载波信号在发送端经复用器(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；在接收端，经解复用器(亦称分波器，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。

波分复用在本质上是光域上的频分复用（FDM）技术。

通道间隔的不同，可分为：–CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing稀疏/粗波分复用）信道间隔为20nm–DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing密集波分复用）信道间隔从0.2nm 到1.2nm。

波分复用技术的优点(1) 传输容量大，可以充分利用光纤的巨大带宽资源，节约宝贵的光纤资源。

(2) 对各类业务信号“透明”，可以传输不同类型、多种格式的业务信号。

对于“业务”层信号来说，WDM的每个波长就像“虚拟”的光纤一样。

(3) 扩容方便。

WDM技术是理想的扩容手段。

对于早期芯数不多的光纤系统，利用此技术，不必做较大改动，就可以轻松扩容。

增加一个附加光波长就可以引入任意新业务或扩充容量。

(4) 组建动态可重构的光网络，在网络节点使用光分插复用器（OADM）或者使用光交叉连接设备（OXC），可以组成具有高度灵活性、高可靠性、高生存性的全光网络。

光纤波分复用器原理
光纤波分复用器（WDM）是一种利用光子技术将多个不同波长的
光信号同时传输在同一根光纤中的设备。

其原理基于光的波长分立
特性，允许在同一光纤中传输多个不同波长的光信号，从而实现了
光纤通信的高密度和高带宽传输。

光纤波分复用器的原理主要包括两个方面，波长选择和波长复用。

首先，波长选择是指通过一定的光学元件（如光栅、滤波器等）选择特定波长的光信号，然后将这些不同波长的光信号合并在一起。

这样的波长选择过程可以通过光栅等光学元件实现，光栅可以分散
不同波长的光信号，并将它们聚焦到不同的位置上，从而实现波长
的选择。

其次，波长复用是指将多个不同波长的光信号合并在一起传输
到光纤中。

这一过程可以通过光学耦合器实现，光学耦合器可以将
多个不同波长的光信号合并成一个复合的光信号，然后通过光纤传
输到目的地。

总的来说，光纤波分复用器的原理是利用波长选择和波长复用技术，将多个不同波长的光信号合并在一起传输到光纤中，从而实现了光纤通信的高密度和高带宽传输。

这种技术在光纤通信中得到了广泛的应用，极大地提高了光纤通信系统的传输容量和效率。

波分复用器原理波分复用 (Wavelength Division Multiplexing，WDM) 是一种光传输方式，它可以将多个光信号在同一根光纤中传输，从而提高光纤的利用率。

波分复用器可以实现波分复用技术。

接下来我们将对波分复用器的原理进行介绍。

一、波分复用器的基本概念波分复用器是一种光学器件，可以将多个信号的不同波长分别定向传输，通过光波分离和光波合成实现多信号的同时传输。

波分复用器的特点是在同一根光纤中可以传输多个信号，从而提高光纤的利用率。

二、波分复用器的结构波分复用器通常由分波器、合波器和滤波器三个主要部分组成。

1. 分波器：分波器可以将多路信号分离成不同波长的信号，并将每路信号导入不同通道，实现波长的复用。

2. 合波器：合波器则将不同波长的信号从各个通道中合成为一个信号，并将其输出。

3. 滤波器：滤波器可以滤掉非目标波长的光信号，使目标波长的信号通过。

三、波分复用器的工作原理波分复用器的工作原理可以分为两个步骤：波长分离和波长合成。

1. 波长分离：首先，波分复用器将传输过来的多路信号通过分波器分离成不同波长的光信号，然后导入不同的通道中，在光纤中互不干扰地传输。

2. 波长合成：在接收端，波分复用器将各个通道中的信号通过合波器合成为一个信号，然后输出。

在这个过程中，滤波器可以滤掉非目标波长的光信号，使目标波长的信号通过。

四、波分复用器的应用波分复用技术广泛应用于光传输领域。

主要应用于长距离通信、光纤传感、光纤放大器、光波谱分析仪等领域。

同时，波分复用技术也是未来光纤通信网络发展的一个重要方向。

综上所述，波分复用器是一种光学器件，主要由分波器、合波器和滤波器三个部分组成。

波分复用器的工作原理是通过波长分离和波长合成实现多路信号的同时传输。

波分复用技术被广泛应用于光传输领域。

波分复用技术原理波分复用,波分复用的原理和分类有哪些?WDM是用于光缆的FDM(频分复用)技术，其中，多个光信道是在单根光纤上以不同的光波波长承载的。

这些信道也称为lambda;电路。

可以将每个波长想象成可以携带数据的红外范围内不同颜色的光。

WDM技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率(或波长)不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。

在接收端，再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。

由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时)，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

将两个方向的信号分别安排在不同波长传输即可实现双向传输。

根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同，从2个至几十个不等，一般商用化是8波长和16波长系统，这取决于所允许的光载波波长的间隔大小。

光缆将光从一端导向另一端。

信号由LED(发光二极管)或半导体激光器在光缆的一端注入。

石英基光纤激光器在称为“窗口”的范围内产生光。

这些窗口占据近红外区域，波长为850nm(即1m的10亿分之一)、l320nm、l400nm、l550nm和l620nm。

例如，人们可能看到把一个系统说成是l550nm系统。

光复用器将窗口分割成许多个独立的λ。

图W-1显示的是一个工作在1530到l565nm区的16信道WDM 系统的输出。

每个λ电路能够传输2.5Gbit/s，总计为40Gbit/S。

图W-1 16信道WDM系统如上所述，光系统是以其波长(以nm为单位)来讨论的。

作为比较，红血球与红外区的波长具有大约相同的尺寸。

l550nm波长的频率是l94000GHz。

波长越短，频率越高。

波长仅减小lnm着会使频率增加l33GHz. Avanex在其功率复用器光复用器中利用了这一点。

WDM技术原理及结构分析本文简要介绍光波分复用系统的基本原理、结构组成、功能配置、关键技术部件和技术特点，说明光波分复用WDM系统是今后光通信发展的方向。

一、光波分复用（WDM）技术光波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号，而每个光载波可以通过FDM或TDM方式，各自承载多路模拟或多路数字信号。

其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。

因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。

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，尤其是加上掺铒光纤放大器（EDFA）的WDM对现代信息网络更具有强大的吸引力。

二、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。

目前单向的WDM系统在开发和应用方面都比较广泛，而双向WDM由于在设计和应用时受各通道干扰、光反射影响、双向通路间的隔离和串话等因素的影响，目前实际应用较少。

三、双纤单向WDM系统的组成以双纤单向WDM系统为例，一般而言，WDM系统主要由以下5部分组成：光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统。

WDM波分复用技术是多路复用技术的一种。

多路复用技术包括：时分复用( TDM)、频分复用( FDM)、码分复用( CDMA)、波分复用( WDM)。

WDM又叫波分复用技术是新一代的超高速的光缆技术，所谓波分复用技术，它充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，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(亦称分波器或去复用器)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。

波分复用原理图WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术。

每个波长通路通过频域的分割实现，每个波长通路占用一段光纤的带宽。

与电频分复用（SDH）不同，波分复用（WDM）是把基带带宽不同的多个信息通道，调制到不同的光载波上，然后通过波分复用器将这些光信号合成一个光信号，经光纤信道传输。

波分复用解调，采用光纤法布里—珀罗滤波器或者采用相干检测技术，首先把各个光载波分离和重现出来，然后用带通滤波器和各信道的频率选择器把基带信号分离和重现出来。

当通信信道间距变得和比特率接近时（密集的FDM），就必须使用相干检测技术，而信道间间距较大时（>100GHz），可以采用直接检测技术。

通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。

按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM和DWDM。

CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM 的信道间隔从0.2nm 到1.2nm。

波分复用技术，通常有3种复用方式，即1 310 nm和1 550 nm波长的波分复用、稀疏波分复用(CWDM)和密集波分复用(DWDM)。

石英光纤有两个低损耗窗口，即1310 nm与1550 nm，但由于目前尚无工作于1310 nm窗口的实用化放大器，所以WDM系统的工作波长区为1530～1565 nm。

wdm基本原理一、概述WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术是一种光纤通信中常用的技术，它能够利用一根光纤同时传输多个不同波长的光信号，从而提高了光纤的传输效率。

本文将从WDM技术的基本原理、构成要素和应用场景三个方面进行详细介绍。

二、基本原理WDM技术的基本原理是利用不同波长的光信号在同一根光纤中传输，通过在发射端将不同波长的光信号复合到一起发送，在接收端将这些信号分离出来。

其实现方式主要有两种：单向传输和双向传输。

1. 单向传输单向传输又称为单向波分复用（OWDM），是指将多个发射机产生的不同波长的光信号通过耦合器组合到一个输出端口上，然后通过一个共享的单向光纤进行传输。

在接收端，使用分离器将这些信号分离出来，并送入相应的接收机进行解调。

2. 双向传输双向传输又称为双向波分复用（DWDM），是指在同一根光纤上同时进行正反两个方向的波分复用传输。

其实现方式是将两个相互独立的单向波分复用系统通过一个光纤耦合器相连，从而实现了双向传输。

三、构成要素WDM技术的构成要素主要包括：发射机、光纤、接收机和复用器/解1. 发射机发射机是WDM系统中产生不同波长光信号的设备，它通常由激光器和调制器组成。

激光器产生一束具有特定波长的激光光束，调制器则负责对这个激光信号进行调制，使其能够携带数字或模拟信号。

2. 光纤光纤是WDM系统中承载多个不同波长的信号进行传输的媒介。

在WDM系统中，通常采用单模或多模光纤作为传输介质。

3. 接收机接收机是WDM系统中将多个不同波长信号分离出来并进行解调的设备。

它通常由解复用器和探测器组成。

解复用器负责将多路信号分离出来，探测器则负责将这些信号转换为电信号进行处理。

4. 复用器/解复用器复用器和解复用器是WDM系统中将多个不同波长信号组合到一起或者将多路信号分离出来的设备。

复用器通常由耦合器和滤波器组成，它将多个不同波长的光信号耦合到一个输出端口上。

光波分复用技术摘要：本文从光波分复用基本原理入手，介绍了光波分复用系统的组成及各部分功能，和系统的分类。

对wdm技术在实际应用中存在的问题及影响wdm系统性能因素进行了初步的探讨，并提出了光波分复用系统的安全保护方法。

关键词：光波分复用；扩容一、光波分复用技术（wdm）的原理wdm本质上是光域上的频分复用技术。

其基本原理是根据每一信道光波频率（或波长）的不同将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来进入一根掺铒光纤放大器对光信号进行放大，再送入一根光纤进行传输。

在接收端由波分复用器（分波器）将这些不同波长、承载不同信号的光载波分开，送往不同波长的光检测器，再对每个信号进行处理。

因为每个光源以不同的波长工作，所以当在接收端转换成电信号时，可以完整的保持来自每个光源的独立信息，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输[1]。

二、wdm系统的组成和分类1、wdm系统的组成及各部分功能wdm系统一般包括光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统五部分。

光发射机是光波分复用系统的核心，它发出的光信号波长不同，但精度和稳定度满足一定要求，信号经过光波分复用器合成一路送入光功率放大器放大，然后耦合到光纤上进行传输。

光中继放大器一般采用掺铒光纤放大器（edfa），主要是用于补偿光信号由于长距离传输所造成信号衰减。

光接收机主要由前置放大器、光分波器等组成。

光前置放大器首先放大经传输而衰减的光信号，然后利用分波器分离各特定波长的光信号而后进行接收；网络管理系统是通过光监控信道的物理层传送开销字节到其它节点或接收其它节点的开销字节对光波分复用系统迸行管理。

主要实现配置、故障、性能、安全管理等功能，并与上层管理系统相连。

2、wdm系统的分类光波分复用系统按照结构原理可分为双纤单向传输光波分复用系统和单纤双向传输光波分复用系统；按照线路中是否配置掺铒光纤放大器又可分为有线路放大器波分复用系统和无线路放大器波分复用系统；按照有无波长转发器还可分为集成式波分复用系统和开放式波分复用系统。

波长调制技术波长调制技术，简称WDM技术，是一种将多个不同波长的光信号紧密耦合在一起，通过光纤传输的技术。

它可以实现在同一光纤内传输多个信号，从而提高光纤的利用率和传输容量，广泛应用于光纤通信、光纤传感、光谱分析等领域。

本文将重点介绍WDM技术的原理、分类、应用、未来发展趋势等方面。

一、WDM技术的原理WDM技术的核心原理是将多个不同波长的光信号通过耦合器耦合在一起，经过光纤传输到达目的地后再通过分离器分离出各个信号。

这种技术是基于波分复用（Wavelength Division Multiplexing，简称WDM）的原理，所谓“波分复用”就是利用不同的波长将多个信号合成一个信号，以实现复用和扩展传输容量的技术。

利用WDM 技术，不同波长的光信号可以在同一光纤上进行传输，这样就可以显著提高光纤的传输能力和利用效率。

在实际运用中，WDM技术需要使用三个主要的光学部件来实现：光路分离器、光纤耦合器和光路合并器。

光路分离器将多个波长的光信号分离出来，光纤耦合器将多个信号耦合在一起，而光路合并器则将多个信号合并成一个信号输出。

这种技术需要高度可靠的光学元件和精密的光纤对接技术，以保证光信号的稳定和传输质量。

二、WDM技术的分类WDM技术广泛应用于光纤通信和光纤传感领域，根据应用需求和技术特点，可以将其分为两类：单向WDM和双向WDM。

单向WDM：单向WDM是指光信号只在一个方向上传输的技术，主要用于光纤通信中的长距离传输。

单向WDM中最常见的技术是CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing，粗波分复用）技术，它通常使用20个不同波长的光信号在同一光纤中传输，波长范围为1260~1625nm，相邻波长之间的距离为20nm。

双向WDM：双向WDM是指光信号在两个方向上传输的技术，可以实现在同一光纤上同时传输上行（发送）和下行（接收）数据。

双向WDM中最常见的技术是DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing，密波分复用）技术，它可以在一个光纤中同时传输40个及以上不同波长的光信号，波长间隔为0.4nm或更小，用于高速传输和长距离传输。