科普:一分鐘看懂 WDM(波分復用)

2020-11-23 IT之家

昨天給大家介紹5G前傳的時候,有讀者詢問,現在經常看到CWDM、DWDM、MWDM、LWDM,這些WDM到底是什麼意思,有什麼區別。

今天這篇文章,我給大家做一個簡要介紹和對比。

WDM,英文全稱是Wavelength Division Multiplexing,波分復用。它是將多種不同波長的光信號通過合波器匯合在一起,並耦合到同一根光纖中,以此進行數據傳輸的技術。

WDM的工作原理

波長×頻率=光速(恆定值),所以波分復用其實就是頻分復用

簡單來說,我們也可以把WDM看作是一個高速公路——不同類型的車輛湧入這條公路,到了目的地之後再分道揚鑣。

WDM的作用,就是提升光纖的傳輸容量,提高光纖資源的利用效率。

對於WDM系統來說,想要讓它正常工作,顯然要控制各個光信號的波長(頻率)。如果波長間隔太短,容易「撞車」。如果波長間隔太長,利用率又很低。

早期的時候,技術條件有限,波長間隔會控制在幾十nm。這種比較分散的波分復用,叫做稀疏波分復用,也就是CWDM(Coarse WDM)。

後來,技術越來越先進,波長間隔壓得越來越短,到了幾nm的級別,就成了緊密的WDM,叫做密集波分復用,就是DWDM(Dense WDM)。

CWDM的波長間隔20nm,波長範圍從1270nm 到1610nm,有18個波段。

CWDM 18個波段的中心波長

最開始的時候,ITU對CWDM(ITU-T G.694.2)規定的波長範圍為1270至1610nm。

後來ITU改了一下,將通道中心偏移了1nm,所以中心波長為1271至1611 nm。

不過,因為1270-1470nm波段有明顯的衰減增加,很多舊型光纖不能正常使用,所以CWDM一般優先使用1470~1610nm的8個波段。

而DWDM的波長間隔可以是1.6nm、0.8nm、0.4nm、0.2nm,可以容納40、80、160個波(最大可支持192波)。DWDM的波長範圍為1525nm至1565nm(C波段)和1570nm至1610nm(L波段)。

DWDM常用C波段,波長間隔0.4nm,通路頻率間隔50GHz

匯總對比一下,就是這樣:

CWDM和DWDM比較常見,接下來我來說說MWDM和LWDM。

MWDM,是中等波分復用。這個是中國移動的最愛,隨著它的半有源前傳方案(也稱Open WDM)一起提出的。

昨天我介紹5G前傳的時候說過,現在5G前傳都要求至少12個波長通道,所以,三大運營商的方案,都以實現12波為目的。

5G前傳的基本場景

MWDM的原理,就是重用25G CWDM前6波,通過增加TEC(Thermal Electronic Cooler, 半導體製冷器)溫度控制,左右偏移3.5nm波長,形成12個波長,方案如下:

6波變12波

這種方案既重用了CWDM的產業鏈,也能夠滿足中移自己的10km前傳距離需求,同時也節約了大量的光纖資源,可謂一舉多得。

再來看看LWDM。

LWDM是基於乙太網通道的波分復用(LAN WDM),也有人稱之為細波分復用。

它是按照800GHz的通道間隔,從已有的8波擴展到12波。波長如下圖所示:

LWDM的12個波

DML指的是光模塊的TOSA發送端的直接調製器雷射器(Directly Modulated Laser),與之對應的是EML(Electlro-absorption Modulated Laser,電吸收調製雷射器)。EML成本更高。PIN指的光模塊ROSA接收端的二極體。

光模塊的架結構

LWDM是中國電信的最愛(中國聯通關注的是DWDM),目前電信正在組織產業鏈上下遊進行研討開發,處於樣品階段。

好啦,以上就是DWDM、CWDM、MWDM、LWDM的介紹,大家都看明白沒?

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