淺議波分多路技術(shù)

　　波分多路（WDM：Wavelength Division Multiplex）技術(shù)是利用光域上的頻分復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在一根光纖上同時傳輸多路光信號的光通信技術(shù)。波分多路制式具有系統(tǒng)容量大、光纖利用率高、傳輸距離長、線路傳輸設(shè)備簡單、擴(kuò)容升級方便等優(yōu)點(diǎn)，而成為提供超高速、大容量光纖通信的最佳方案。 

　　一、概述   

　　1966年英籍華人高錕博士根據(jù)介質(zhì)波導(dǎo)理論首次提出光導(dǎo)纖維可用于光通信的科學(xué)論證。197O年美國康寧玻璃公司最先制造出了世界上第一根光導(dǎo)纖維，當(dāng)時每公里的損耗為2OdB，經(jīng)過改進(jìn)不久降為4dB。1976年世界上第一條光纖通信系統(tǒng)的試驗(yàn)線路在美國亞特蘭大的貝爾實(shí)驗(yàn)室地下管道中問世，次年在美國芝加哥進(jìn)行了光纖通信系統(tǒng)的商用試驗(yàn)。在8O年代光纖通信在世界上得到了蓬勃的發(fā)展。8O年代世界上普遍采用的數(shù)字傳輸系統(tǒng)為準(zhǔn)同步（Plesiochronous）系統(tǒng)，但這些準(zhǔn)同步系統(tǒng)存在著體系標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，設(shè)備制式雜亂等情況，并不適合光纖通信的發(fā)展。為此，美國提出了一種以光纖為基礎(chǔ)的同步通信網(wǎng)（SONET：Synchronous Optlcal Network），以作為現(xiàn)代通信的基礎(chǔ)平臺。1988年CCITT根據(jù)SONET概念進(jìn)行了修改并制定了同步通信系統(tǒng)（SDH）標(biāo)準(zhǔn)。由于SDH系統(tǒng)具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口、同步復(fù)用、自動交叉連接、可直接上下支格信號、及具有強(qiáng)大的網(wǎng)管功能而得到了世界各國的普遍使用。目前在世界上使用的光纖通信系統(tǒng)基本上以SDH系統(tǒng)為主。隨著信息時代的來臨，傳輸信息量的劇增，光纖通信日漸向超大容量、超高速的WDM系統(tǒng)發(fā)展。

　　波分復(fù)用技術(shù)的最早使用在光纖的發(fā)源地美國。在80年代由AT&T公司建設(shè)，被稱為"東北走廊" 的光纜干線工程就采用了WDM技術(shù)。WDM技術(shù)可以在光纖的某一波長窗口內(nèi)，也可用在不同窗口。在9O年代由于時分復(fù)用（TDM）技術(shù)的迅速發(fā)展及其技術(shù)的簡單、實(shí)用，而在光通信領(lǐng)域占了主導(dǎo)地位，WDM發(fā)展得并不迅速，直到1995年以后WDM技術(shù)才進(jìn)入了旺盛的發(fā)展期。Lucent率先推出了8X2.5Gb／s系統(tǒng)，而后Ciena推出了16X2.5Gb／s系統(tǒng)。目前在試驗(yàn)室已達(dá)Tb/s的速率。

　　光纖通信的復(fù)用技術(shù)一開始采用的是原來同軸電纜上使用的PCM脈沖編碼調(diào)制方式，把模擬信號變成數(shù)字信號再利用時分復(fù)用技術(shù)組成一次群～五次群等。這種系統(tǒng)就是我們所稱的PDH系統(tǒng)。后來改進(jìn)的SDH系列，有：STM－1（155Mbit／s），STM－4（622Mbit／s）和STM－16（ 2.5Gbit／s）等，其采用的復(fù)用技術(shù)仍為TDM技術(shù)。由于目前電的TDM已大多使用2.5Gbit／s，且當(dāng)傳輸超過IOGbit／s時，就會遇到一些困難。目前一根光纖上利用多個波長進(jìn)行傳輸光信號的WDM技術(shù)已得到了業(yè)界的認(rèn)可，井被認(rèn)為是光纖通信的主要發(fā)展技術(shù)，利用WDM技術(shù)可以在每根光纖上同時傳輸n路光載波，從而可使其容量迅速擴(kuò)大n倍。在目前SDH系統(tǒng)速率已達(dá)2.5Gbit／s的情況下，傳輸速率已不再是現(xiàn)代通信的性能瓶頸，人們更多的追求在于光纖系統(tǒng)的超大容量和寬頻帶。

　　二、波分多路的相關(guān)技術(shù)

　　WDM技術(shù)是指在光纖低損耗與色散系數(shù)很小的155Onm窗口，利用分波器和合液器，采用光域上的頻分復(fù)用FDM技術(shù)，將每個波長通路通過頻域的分割實(shí)現(xiàn)多路光信號在一個光纖中同時傳輸?shù)募夹g(shù)。各傳輸信號的波長彼此獨(dú)立，每個波長通路可以傳輸SDH2.5Gbit／s數(shù)字信號或更高速率的數(shù)字系統(tǒng)。在發(fā)送端須采用波分復(fù)用器（合波器）將不同波長的光載波信號合并起來送入同一根光纖中；在接收端再利用波分復(fù)用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波加以分離。根據(jù)波分復(fù)用器的不同，可以復(fù)用的波長數(shù)也不一樣，從幾個到幾十個不等�，F(xiàn)在商用化的一般為8波長系統(tǒng)和16波長系統(tǒng)。

　　WDM技術(shù)的發(fā)展一方面得力于發(fā)送激光器和接收濾波技術(shù)的改進(jìn)，使得在不引起路際串?dāng)_的情況下可以將光載波的波長間隙縮小，從而提高光纖系統(tǒng)的傳輸容量。另一方面得力于EDFA技術(shù)的成功，使得多路光信號可以從同一EDFA中獲得增益，且能在更大的波寬寬度內(nèi)提供平坦的增益，這樣，間隙很小的多路光載波可以合用同一EDFA。    實(shí)現(xiàn)WDM的配套技術(shù)主要有：光源技術(shù)、光纖技術(shù)。光接收濾波技術(shù)、分波合波技術(shù)、光放大技術(shù)及監(jiān)控技術(shù)等。