科普:一分鐘看懂 WDM(波分復(fù)用)

鮮棗課堂 2020/6/10 23:22:14 責(zé)編:騎士
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昨天給大家介紹5G前傳的時(shí)候,有讀者詢(xún)問(wèn),現(xiàn)在經(jīng)??吹紺WDM、DWDM、MWDM、LWDM,這些WDM到底是什么意思,有什么區(qū)別。

今天這篇文章,我給大家做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹和對(duì)比。

WDM,英文全稱(chēng)是Wavelength Division Multiplexing,波分復(fù)用。它是將多種不同波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)合波器匯合在一起,并耦合到同一根光纖中,以此進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。

WDM的工作原理

波長(zhǎng)×頻率=光速(恒定值),所以波分復(fù)用其實(shí)就是頻分復(fù)用

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),我們也可以把WDM看作是一個(gè)高速公路——不同類(lèi)型的車(chē)輛涌入這條公路,到了目的地之后再分道揚(yáng)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(duì)于WDM系統(tǒng)來(lái)說(shuō),想要讓它正常工作,顯然要控制各個(gè)光信號(hào)的波長(zhǎng)(頻率)。如果波長(zhǎng)間隔太短,容易“撞車(chē)”。如果波長(zhǎng)間隔太長(zhǎng),利用率又很低。

早期的時(shí)候,技術(shù)條件有限,波長(zhǎng)間隔會(huì)控制在幾十nm。這種比較分散的波分復(fù)用,叫做稀疏波分復(fù)用,也就是CWDM(Coarse WDM)。

后來(lái),技術(shù)越來(lái)越先進(jìn),波長(zhǎng)間隔壓得越來(lái)越短,到了幾nm的級(jí)別,就成了緊密的WDM,叫做密集波分復(fù)用,就是DWDM(Dense WDM)。

CWDM的波長(zhǎng)間隔20nm,波長(zhǎng)范圍從1270nm 到1610nm,有18個(gè)波段。

CWDM 18個(gè)波段的中心波長(zhǎng)

最開(kāi)始的時(shí)候,ITU對(duì)CWDM(ITU-T G.694.2)規(guī)定的波長(zhǎng)范圍為1270至1610nm。

后來(lái)ITU改了一下,將通道中心偏移了1nm,所以中心波長(zhǎng)為1271至1611 nm。

不過(guò),因?yàn)?270-1470nm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(yōu)先使用1470~1610nm的8個(gè)波段。

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

DWDM常用C波段,波長(zhǎng)間隔0.4nm,通路頻率間隔50GHz

匯總對(duì)比一下,就是這樣:

CWDM和DWDM比較常見(jiàn),接下來(lái)我來(lái)說(shuō)說(shuō)MWDM和LWDM。

MWDM,是中等波分復(fù)用。這個(gè)是中國(guó)移動(dòng)的最?lèi)?ài),隨著它的半有源前傳方案(也稱(chēng)Open WDM)一起提出的。

昨天我介紹5G前傳的時(shí)候說(shuō)過(guò),現(xiàn)在5G前傳都要求至少12個(gè)波長(zhǎng)通道,所以,三大運(yùn)營(yíng)商的方案,都以實(shí)現(xiàn)12波為目的。

5G前傳的基本場(chǎng)景

MWDM的原理,就是重用25G CWDM前6波,通過(guò)增加TEC(Thermal Electronic Cooler, 半導(dǎo)體制冷器)溫度控制,左右偏移3.5nm波長(zhǎng),形成12個(gè)波長(zhǎng),方案如下:

6波變12波

這種方案既重用了CWDM的產(chǎn)業(yè)鏈,也能夠滿(mǎn)足中移自己的10km前傳距離需求,同時(shí)也節(jié)約了大量的光纖資源,可謂一舉多得。

再來(lái)看看LWDM。

LWDM是基于以太網(wǎng)通道的波分復(fù)用(LAN WDM),也有人稱(chēng)之為細(xì)波分復(fù)用。

它是按照800GHz的通道間隔,從已有的8波擴(kuò)展到12波。波長(zhǎng)如下圖所示:

LWDM的12個(gè)波

DML指的是光模塊的TOSA發(fā)送端的直接調(diào)制器激光器(Directly Modulated Laser),與之對(duì)應(yīng)的是EML(Electlro-absorption Modulated Laser,電吸收調(diào)制激光器)。EML成本更高。PIN指的光模塊ROSA接收端的二極管。

光模塊的架結(jié)構(gòu)

LWDM是中國(guó)電信的最?lèi)?ài)(中國(guó)聯(lián)通關(guān)注的是DWDM),目前電信正在組織產(chǎn)業(yè)鏈上下游進(jìn)行研討開(kāi)發(fā),處于樣品階段。

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

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