第四章 光波分复用器

光波分复用器原理
“哎呀，这光到底是咋回事呢？”我正和小伙伴们在公园里玩耍，突然想到了一个问题。

咱先来说说光波分复用器是啥玩意儿吧。

这就好比一个神奇的大盒子，里面有好多关键部件呢。

有能把不同颜色光分开的小镜子，就像咱们分糖果一样，把各种颜色的光分得清清楚楚。

还有一些小管道，让光在里面乖乖地跑。

这些部件可厉害啦！小镜子能准确地把不同波长的光送到不同的地方，就像快递员叔叔把包裹送到正确的地址一样。

那小管道呢，就像小火车的轨道，光在里面跑得可顺溜啦！
那它的工作原理是啥呢？嘿，你想想看，不同颜色的光就像不同的小伙伴，它们都有自己的特点。

光波分复用器呢，就能认出这些不同的光小伙伴，然后把它们安排到不同的道路上去。

比如说红色光走这条路，蓝色光走那条路。

这可太神奇啦！就好像我们在玩游戏的时候，给每个小伙伴都分配了不同的任务。

那光波分复用器在生活中有啥用呢？有一次，我和爸爸妈妈一起看电视。

我就想啊，这电视信号是咋传过来的呢？原来啊，光波分复用器在这中间可起了大作用呢。

它能把好多不同的信号，像电视信号、电话信号、网络信号啥的，都放在一束光里传过来。

这就像一个超级大卡车，能把好
多不同的货物一起运过来。

要是没有它，那我们的生活可就没这么方便啦！说不定电视会卡顿，电话也打不通呢。

所以说啊，光波分复用器可真是个神奇的东西。

它让我们的生活变得更加丰富多彩，就像一个魔法盒子，给我们带来了好多惊喜。

我觉得它超级厉害，以后我也要好好学习，了解更多关于它的知识。

光波分复用(WDM)技术一、波分复用技术的概念波分复用(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。

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（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。

CWDM 的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。

CWDM和DWDM的区别主要有二点：一是CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。

冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。

由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。

CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。

CWDM是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。

在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。

二、波分复用技术的优点WDM技术之所以在近几年得到迅猛发展是因为它具有下述优点：(1) 传输容量大，可节约宝贵的光纤资源。

对单波长光纤系统而言，收发一个信号需要使用一对光纤，而对于WDM系统，不管有多少个信号，整个复用系统只需要一对光纤。

例如对于16个2.5Gb/s系统来说，单波长光纤系统需要32根光纤，而WDM系统仅需要2根光纤。

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。

光波分复用（WDM）技术第一章：了解光波分复用(WDM)把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送（每个波长承载一个TDM 电信号）的方式统称为波分复用。

波分复用是一种光纤传输技术，这种技术在一根光纤上使用不同的波长传输多种光信号。

现在，在为远程通信设计的高端WDM系统中，每种光信号（通常是指一个信道或一种波长）最多可以达到2．5Gps或10Gbps的传输速率。

当前的系统能够支持32到64个信道，厂商承诺将在不久的将来提供支持96信道或128信道的系统。

这将使得一根光纤就能够传送几百Gps的信息。

密集波分复用（DWDM）一词经常被用来描述支持巨大数量信道的系统，在这里，“密集”没有明确的定义。

相反，在一根光纤上使用两个或者四个信道有时也被称为WDM。

＜WDM光传输技术简介＞波分复用（WDM）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，每个波段用作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。

通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有差别，按照通道间隔差异，WDM可以细分为W-WDM、M-WDM、D-WDM。

我们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上的一条车道，而使用D-WDM技术，类似于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。

＜波分复用技术的发展＞波分复用技术在光纤通信出现伊始就出现了。

从1995年开始，WDM发展进入了快车道，Lucent率先推出了8*2.5G波分复用系统，Ciena推出了16*2.5G系统。

我国已完成了4*2.5G的现场实验，8*2.5G实验系统已通过签定。

WDM发展迅速的主要原因在于：（1）光电器件的迅速发展。

（2）TDM 10Gb/s面临着电子元器件响应时间的挑战。

（3）光纤色散和偏振模色散限制了10Gb/s的传输。

90年代初，EDFA（掺铒光纤放大器）的迅速商用化解决了WDM 复用器带来的插入损耗问题。

实验五 光波分复用器一、 实验目的1、 使学生深入了解WDM 器件的各种特性及特点2、 熟悉WDM 器件的应用方法3、 让学生通过对光纤器件的连接建立一个感性认识，增加学习的兴趣，熟悉光纤无源器件的使用方法二、 实验仪器1、 ZH7002型光纤通信多功能综合实验系统 一台2、 光功率计 一台3、 摄像头 一个4、 监视器一台三、 实验原理光波分复用器（WDM ）是对光波波长进行分离与合成的光无源器件。

光波分复用器在解决光缆线路扩容或复用中起着关键性的作用。

它能将多个光载波进行合波或分波，使光纤通信的容量成倍增加。

波分复用器包括复用器(或光合波器)和解复用器(或光分波器)两部分。

复用器用在光纤通信系统的发送端，其作用是将不同频率的光信号组合起来，送入一根光纤。

解复用器用在接收端，其作用是将光纤送来的多路信号按频率一一分开。

两波长波分复用器的原理如图2.5.1所示。

表征波分复用器特性的参数是：复用中心波长、信道通信带宽、插入损耗、回波损耗、隔离度、最大光功率、温度稳定性等等。

(1) 信道通信带宽信道通信带宽指允许的中心波长变化的范围。

(2) 插入损耗插入损耗指对同一波长（i ），器件输出端光功率（i P ，i ＝1或2）与输人端光功率（oi P ，i ＝1或2）的比的分贝数，表示为：()dB P P 10lgIL 0iii ＝－ (3) 回波损耗回波损耗指光信号从指定端口输入时，由于器件引起反向回传的光能量。

(4) 隔离度隔离度指器件输出端口的光进入非指定输出口的光能量（'1P 或'2P ）与该输出端口的光能量的比的分贝数，表示为：()dB P P 10lgI 2'121＝－， ， ()dB P P 10lg I 1'22,1＝－ (5) 最大光功率最大光功率指器件允许通过的最大光功率值 (6) 温度稳定性温度稳定性指器件插入损耗随温度的变化率在ZH7002型光纤通信多功能综合实验系统之中，WDM 系统采用双信道1310/1550 nm 系统。

光波分复用器
采用光波分复用技术，可以将原一根光纤只传输一个波长光源所携带信息的状态，改变成在一根光纤中能够传输由不同波长的光源所携带的多波长信息的状态，因此其中的完成光复用／解复用技术的核心器件——光波复用器的性能尤为关键，因而在此将就光波复用器的工作原理、结构和性能进行简要分析．
1．光波分复用器的工作原理
光波分复用器是对光波波长进行分离与合成的光器件，其原理如图8-3所示，其中的一个端口作为器件的输出／输入端，而N个端口作为器件的输入／输出端．。