[科普中国]-超密集波分复用

超密集波分复用的概念

超密集波分复用（ultra dense wavelength-division multiplexer;UDWDM）是指波长间隔0.2nm以下(相应频率间隔小于25GHz)的波分复用。

光波分复用技术是在一根光纤中同时传输多个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），并作进一步处理，恢复出原信号后送人不同的终端，因此将此项技术称为光波分分割复用技术，简称光波分复用技术。

早期的波分复用（WDM）通常是指只具有1310nm和1550nm两个通道（波长）的系统，由于没有合适的光放大器，它只为一些短距离的应用提供双倍（例如2*2.5Gbit/s）的传输容量；随着工作于1550nm窗口的掺铒光纤放大器（EDFA）的实用化，目前波分复用系统是在1550nm波长区段内同时使用8、16或更多个波长，在一对光纤上或单根光纤上构成的光通信系统，其中每个波长之间的间隔为1.6nm，0.8nm或更低，对应约200GHz，100GHz或更窄的带宽。在这种情况下，为区别于前者，把在同一窗口（1550nm）中信道间隔较小的波分复用称为密集波分复用（DWDM）。

WDM技术对网络的扩容升级、发展宽带业务（如CATV、HDTV和B-ISDN等）、充分挖掘光纤带宽潜力、实现超高速通信等具有十分重要的意义，尤其是WDM加上掺铒光纤放大器（EDFA）更是对现代网络具有强大的吸引力。

如果某一个区域内所有的光纤传输链路都升级为WDM传输，我们就可以在这些WDM链路的交叉处设置以波长为单位对光信号进行交叉连接设备（OXC），或进行光波长上/下路的光分插复用器（OADM），形成新一代的·全光传送网络。1

超密集波分复用的基本原理一般来说，WDM系统主要由以下五部分组成：光发射机、光中继放大、光接收机、光监控信道和网络管理系统。

光发射机是WDM系统的核心，除了对WDM系统中发射激光器的中心波长有特殊的要求外，还需要根据WDM系统的不同应用（主要是传输光纤的类型和无电中继传输的距离）来选择具有一定色度色散容限的发射机。在发送端首先将终端设备（如SDH端机）送来的光信号，利用光波长转换器（OTU）把非特定波长的光信号转换成具有稳定的特点波长的光信号；利用合波器多通路光信号合成一路；然后通过光功率放大器（BA）放大输出，注入光纤线路。

经过长距离光纤传输后（80~120km），需要对光信号进行光中继放大。目前使用的光放大器多数为EDFA。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，同时，还要考虑到不同数量的光信道同时工作的各种情况，能够保证光信道的增益竞争不影响传输性能。在应用时，根据EDFA的放置位置，可将EDFA用作“中继放大或线路放大（LA）”、“后置功率放大（BA）”和“前置放大（PA）”。

在接收端，光前置放大器（PA）放大经传输而衰减的主信道光信号后，利用分波器从主信道光信号中分出特定波长的光信号送往各终端设备。接收机不但要满足一般接收机对光信号灵敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受有一定光噪声的信号，要有足够的电带宽性能。

光监控信道主要功能是监控系统内各信道合波输出；在接收端，将接收到的光信号分波，输出波长的光监控信号和业务信道光信号。

网络管理系统通过对光监控信道物理层传输开销字节到其他节点或接收来自其他节点的开销字节对WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能，并与上层管理系统相连。2