CWDM波分复用器工作原理以及内部结构培训资料.ppt

WDM（波分复用器）（波分复用器）Wavelenght Division Multiplexer Flyin Optronics Co., LtdFlyin Optronics Co., Ltd（（（（Business HeadBusiness Head））））AdrAdr：：：：1-3-4C,Donghua Pearl Park, LonghuaTown, Baoan District, 1-3-4C,Donghua Pearl Park, LonghuaTown, Baoan District, Shenzhen Shenzhen Tel: +0086- 29048607 28113498 ext. 2805Tel: +0086- 29048607 28113498 ext. 2805Fax: :+0086-29048624 Fax: :+0086-29048624 E-mail: / E-mail: / 联系人：杨贵健联系人：杨贵健联系人：杨贵健联系人：杨贵健 * *波分复用器的技术和原理波分复用器的技术和原理* *波分复用器的分类及特点波分复用器的分类及特点* *波分复用器的波分复用器的主要特性指标主要特性指标主要特性指标主要特性指标* *波分复用器的应用及相关参数波分复用器的应用及相关参数* *波分复用器的封装形式波分复用器的封装形式 WDM（波分复用器）（波分复用器） * * WDM WDM 是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在发送端经复用器一束，沿着单根光纤传输；在发送端经复用器( (亦称合波器，亦称合波器，Multiplexer)Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进汇合在一起，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，经解复用器行传输的技术；在接收端，经解复用器( (亦称分波器或称去复亦称分波器或称去复用器，用器，Demultiplexer)Demultiplexer)将各种不同波长的光信号分开，然后由将各种不同波长的光信号分开，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。

这种技术可以同时在光接收机作进一步处理以恢复原信号这种技术可以同时在一根光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的一根光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送，这就是一个波长信道在同一根光纤中同时让两光来传送，这就是一个波长信道在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息, ,称称为光波分复用技术为光波分复用技术, , 简称简称WDMWDM 波分复用器技术波分复用器技术波分复用器原理示意图波分复用器原理示意图 用波长分割复用器和解复用器用波长分割复用器和解复用器用波长分割复用器和解复用器用波长分割复用器和解复用器( ( ( (也称合波也称合波也称合波也称合波/ / / /分波器分波器分波器分波器) ) ) )分别分别分别分别置于光纤两端置于光纤两端置于光纤两端置于光纤两端, , , ,实现不同光波的耦合与分离实现不同光波的耦合与分离实现不同光波的耦合与分离实现不同光波的耦合与分离波分复用器种类分类波分复用器种类分类 光波分复用器的种类很多。

应用不同的领域，光波分复用器的种类很多应用不同的领域，WDM 器件的技术要求和制造方法都不相同，大致可分器件的技术要求和制造方法都不相同，大致可分为：为：* *熔融拉锥型（一）熔融拉锥型（一）熔融拉锥型（一）熔融拉锥型（一）* *介质膜型（二）介质膜型（二）介质膜型（二）介质膜型（二）* *光栅型（三）光栅型（三）光栅型（三）光栅型（三）* *阵列波导型阵列波导型阵列波导型阵列波导型(AWG)(AWG)（四）（四）（四）（四）熔融拉锥型波分复用器（一）熔融拉锥型波分复用器（一） 当当2 2根单模光纤的纤芯充分靠近时，单模光纤中根单模光纤的纤芯充分靠近时，单模光纤中的的2 2个机模会通过瞬逝波产生相互耦合，在一定的耦个机模会通过瞬逝波产生相互耦合，在一定的耦合系数和耦合长度下，便可以造成不同波长成分的合系数和耦合长度下，便可以造成不同波长成分的波道分离，而实现分波效果波道分离，而实现分波效果介质膜型波分复用器（二）介质膜型波分复用器（二） 介质膜型波分复用器的基本单元由玻璃衬底上交替地镀介质膜型波分复用器的基本单元由玻璃衬底上交替地镀上折射率不同的两种光学薄膜制成，它实际上就是光学仪器上折射率不同的两种光学薄膜制成，它实际上就是光学仪器中广泛应用的增透膜。

图下所示中广泛应用的增透膜图下所示: :光栅型波分复用器（三）光栅型波分复用器（三） 用于用于WDMWDM中的主要是闪耀光栅，它的刻槽具有一定的中的主要是闪耀光栅，它的刻槽具有一定的形状，如图所示，当光纤阵列中某根输入光纤中的光信号形状，如图所示，当光纤阵列中某根输入光纤中的光信号经透镜准直后，以平行光束射向闪耀光栅由于光栅的衍经透镜准直后，以平行光束射向闪耀光栅由于光栅的衍射作用，不同波长的光信号以方向略有差异的各种平行光射作用，不同波长的光信号以方向略有差异的各种平行光束返回透镜传输，再经透镜聚焦后，以一定规律分别注入束返回透镜传输，再经透镜聚焦后，以一定规律分别注入输出光纤之中输出光纤之中 阵列波导型阵列波导型(AWG)波分复用器（四）波分复用器（四） 波导阵列型光栅（波导阵列型光栅（Arrayed Arrayed Waveguied GratingWaveguied Grating，，AWGAWG）器件）器件的结构如右所示，由输入输出波的结构如右所示，由输入输出波导群，两个盘形波导及导群，两个盘形波导及AWGAWG一一起集成在衬底上而构成。

各波导起集成在衬底上而构成各波导路径长度差所产生的效应与闪耀路径长度差所产生的效应与闪耀光栅沟槽作用相当，从而起到光光栅沟槽作用相当，从而起到光栅之用，输入和输出端通过扇形栅之用，输入和输出端通过扇形波导与波导与AWGAWG相连当某根输入相连当某根输入光纤中含有多波长信号时，则在光纤中含有多波长信号时，则在输出端的各光纤中分别具有相关输出端的各光纤中分别具有相关波长的光信号波长的光信号目前目前CWDMCWDM技术中应用的复用器技术中应用的复用器 滤波片型（一）滤波片型（一）滤波片型（一）滤波片型（一） 目前目前CWDMCWDM技术中应用的复用器主要是薄膜滤波片型商技术中应用的复用器主要是薄膜滤波片型商业化的业化的8 8通道（通道（1470-1610nm1470-1610nm）薄膜滤波片型复用器的工作带宽）薄膜滤波片型复用器的工作带宽可达可达13nm13nm，相邻通道隔离度，相邻通道隔离度30dB30dB以上，插损小于，偏振相关损以上，插损小于，偏振相关损耗不到，稳定性好目前耗不到，稳定性好目前CWDMCWDM薄膜滤波片型复用器的缺点是薄膜滤波片型复用器的缺点是随着通道数的增加，插入损耗增大，另外还需进一步降低其成随着通道数的增加，插入损耗增大，另外还需进一步降低其成本。

本 熔融拉锥技术就是两根相同的光纤平行靠近，对其接触熔融拉锥技术就是两根相同的光纤平行靠近，对其接触部分高温熔融，然后进行拉伸成锥两个输出端口的光功率部分高温熔融，然后进行拉伸成锥两个输出端口的光功率与波长相关，从而可以用来制作复用器与波长相关，从而可以用来制作复用器/ /解复用器拉伸经解复用器拉伸经历历6060个耦合周期，波长间隔就可以达个耦合周期，波长间隔就可以达20nm20nm熔融拉锥型复熔融拉锥型复用器是全光纤型器件，具有插科损耗低和与光纤易耦合等优用器是全光纤型器件，具有插科损耗低和与光纤易耦合等优点，更重要的是其单通道成本远远低于薄膜滤波片型复用器点，更重要的是其单通道成本远远低于薄膜滤波片型复用器的生产成本，十分适合城域网和接入网低成本的要求不过的生产成本，十分适合城域网和接入网低成本的要求不过由于偏振的影响，目前熔融拉锥型复用器的相邻通道隔离度由于偏振的影响，目前熔融拉锥型复用器的相邻通道隔离度不高，国外和台湾推出的产品的相邻通道隔离度一般为不高，国外和台湾推出的产品的相邻通道隔离度一般为13-13-15dB15dB同时其稳定性能也不好改善的一个办法就是熔融。

同时其稳定性能也不好改善的一个办法就是熔融拉锥耦合器与马赫拉锥耦合器与马赫- -曾德进干涉仪相结合，但是马赫曾德进干涉仪相结合，但是马赫- -曾德干曾德干涉仪精度难以控制，仍然需进一步研究另外封装也需解决涉仪精度难以控制，仍然需进一步研究另外封装也需解决 熔融拉锥（二）熔融拉锥（二）熔融拉锥（二）熔融拉锥（二）滤波片型波分复用器滤波片型波分复用器* *宽带波分复用器宽带波分复用器宽带波分复用器宽带波分复用器 WDMWDM* *三网合三网合三网合三网合一一 WDM-PONWDM-PON* *粗波分复用器粗波分复用器粗波分复用器粗波分复用器CWDM—Coarse Wavelength Division CWDM—Coarse Wavelength Division Multiplexing Multiplexing * *细波分复用器细波分复用器细波分复用器细波分复用器DWDM—Dense Wavelength Division DWDM—Dense Wavelength Division Multiplexing Multiplexing * *OADMOADM光分插复用器光分插复用器光分插复用器光分插复用器——Optical Add/Drop MultiplexerOptical Add/Drop Multiplexer• •特殊波长波分复用器特殊波长波分复用器特殊波长波分复用器特殊波长波分复用器产品特点产品特点产品特点产品特点····低插入损耗低插入损耗 ····低偏振相关损耗低偏振相关损耗····高波长带宽隔离度高波长带宽隔离度····环境稳定性好环境稳定性好应用范围应用范围····WDMWDM系统系统 ····CATVCATV宽带波分复用器宽带波分复用器 WDMWDM WDM-T1550R1310/1490 WDM-T1550R1310/1490可实现可实现1550,1490/13101550,1490/1310两通两通信窗光信号的合波（复用）与分波（解复用），使单根光纤信窗光信号的合波（复用）与分波（解复用），使单根光纤传输容量倍增，还可实现单纤双向通信，广泛应用于光纤网传输容量倍增，还可实现单纤双向通信，广泛应用于光纤网络升级、扩容或引入综合新业务络升级、扩容或引入综合新业务( (广播电视、电信、互联网广播电视、电信、互联网三网合一三网合一) )等方面。

等方面产品特点产品特点产品特点产品特点· ·低插入损耗低插入损耗· ·低偏振相关损耗低偏振相关损耗· ·高波长带宽隔离度高波长带宽隔离度· ·环境稳定性好环境稳定性好应用范围应用范围应用范围应用范围·WDM·WDM系统系统 ·CATV ·CATV ··激光器封装激光器封装三网合三网合—WDM-PONWDM-PON PON-WDM-T1550R1310/1490PON-WDM-T1550R1310/1490用于光模块的封装，可实现用于光模块的封装，可实现1550,1490/13101550,1490/1310两通信窗光信号的合波（复用）与分波（解两通信窗光信号的合波（复用）与分波（解复用），使单根光纤传输容量倍增，还可实现单纤双向通信，复用），使单根光纤传输容量倍增，还可实现单纤双向通信，广泛应用于光纤网络升级、扩容或引入综合新业务广泛应用于光纤网络升级、扩容或引入综合新业务( (广播电广播电视、电信、互联网三网合一视、电信、互联网三网合一PON+EOC)PON+EOC)等方面产品特点产品特点产品特点产品特点· ·低插入损耗低插入损耗· ·低偏振相关损耗低偏振相关损耗· ·高波长隔离度高波长隔离度· ·环境稳定性好环境稳定性好 应用范围应用范围应用范围应用范围· ·宽带波分复用系统宽带波分复用系统· ·城域网光纤城域网光纤·CATV·CATV系统系统粗波分复用器粗波分复用器CWDMCWDM CWDM CWDM能有效节省光纤资源和组网成本，它解决了光纤短缺和多业能有效节省光纤资源和组网成本，它解决了光纤短缺和多业务透明传输两个问题，主要应用在城域网汇聚和接入层，并且可在短时务透明传输两个问题，主要应用在城域网汇聚和接入层，并且可在短时间建设网络并开展业务。

由于间建设网络并开展业务由于CWDMCWDM具有低成本、低功耗、小体积等诸具有低成本、低功耗、小体积等诸多优点，是一种低价格、高性能的传输解决方案现在已经广泛应用于多优点，是一种低价格、高性能的传输解决方案现在已经广泛应用于城域网传输城域网传输产品特点产品特点产品特点产品特点· ·低插入损耗低插入损耗· ·低偏振相关损耗低偏振相关损耗· ·高通道隔离度高通道隔离度· ·环境稳定性好环境稳定性好 应用范围应用范围应用范围应用范围· ·宽带波分复用系统宽带波分复用系统· ·城域网光纤城域网光纤·CATV·CATV系统系统CWDM单器件单器件 CWDM CWDM单器件的工作波长从单器件的工作波长从1260-1610nm1260-1610nm，主要有，主要有1270nm-1610nm 1270nm-1610nm 这这1818个波长！单器件的是一个通道！如图所示：个波长！单器件的是一个通道！如图所示：CWDMCWDMCWDM单器件单器件单器件单器件单器件单器件CWDMCWDM 1470nm1470nm1470nm1470nmDWDM细波分复用器细波分复用器 DWDMDWDM其实和其实和CWDMCWDM技术本质上一样，都是一种波分技术本质上一样，都是一种波分复用技术，一般认为通道间隔小于的为复用技术，一般认为通道间隔小于的为DWDMDWDM。

波长间隔波长间隔小于小于8nm8nm，典型的波长间隔为；而，典型的波长间隔为；而DWDMDWDM的信道间隔从到的信道间隔从到 , 100GHZ DWDM 100GHZ DWDM 波长间隔波长间隔0.8nm, 200GHZ DWDM0.8nm, 200GHZ DWDM波长间隔波长间隔 100G跳片跳片 特点：通带插损小特点：通带插损小特点：通带插损小特点：通带插损小, ,波纹小波纹小波纹小波纹小, ,透射和反射各类度高透射和反射各类度高透射和反射各类度高透射和反射各类度高, ,温度稳温度稳温度稳温度稳定性定性定性定性<1pm/℃<1pm/℃ DWDM DWDM 由于插损很大，有时候根据客户的要求要降低由于插损很大，有时候根据客户的要求要降低由于插损很大，有时候根据客户的要求要降低由于插损很大，有时候根据客户的要求要降低插损，所有我们可以用跳片来降低插损比如插损，所有我们可以用跳片来降低插损比如插损，所有我们可以用跳片来降低插损比如插损，所有我们可以用跳片来降低插损比如1616通道的通道的通道的通道的DWDMDWDM模块可以用模块可以用模块可以用模块可以用8 skip 08 skip 0来降低插损。

来降低插损来降低插损来降低插损4 skip 04 skip 0和和和和4 skip 14 skip 1的区别如图所示：同样的区别如图所示：同样的区别如图所示：同样的区别如图所示：同样8 skip 0 8 skip 0 和和和和8 skip18 skip1也是同意的意思也是同意的意思也是同意的意思也是同意的意思. .OADMOADM光分插复用器光分插复用器 OADMOADM是波分复用（是波分复用（WDMWDM）光网络的关键器件之一，）光网络的关键器件之一，其功能是从传输光路中有选择地上下本地接收和发送某些波其功能是从传输光路中有选择地上下本地接收和发送某些波长信道，同时不影响其它波长信道的传输也就是说，长信道，同时不影响其它波长信道的传输也就是说，OADMOADM在光域内实现了传统的在光域内实现了传统的SDHSDH（电同步数字层次结构）（电同步数字层次结构）分插复用器在时域内完成的功能，而且具有透明性，可以处分插复用器在时域内完成的功能，而且具有透明性，可以处理任何格式和速率的信号，这一点比电理任何格式和速率的信号，这一点比电ADMADM更优越。

　更优越　OADMOADM的研究进展和技术水平的研究进展和技术水平. . 光分插复用器 (OADM:Optical Add/Drop Multiplexer) 光分插复用器结构示意图光分插复用器结构示意图（（1 1）插入损耗：）插入损耗：IL—Insertion Loss IL—Insertion Loss 由于光链路中使用波分复用由于光链路中使用波分复用设备后设备后, ,光链路损耗的增加量光链路损耗的增加量 （（2 2）回波损耗：）回波损耗：RL---Return LossRL---Return Loss 主要特性指标主要特性指标主要特性指标主要特性指标（（（（3 3）信道隔离度）信道隔离度）信道隔离度）信道隔离度：当波长：当波长：当波长：当波长11,1211,12通过同一光纤传送时通过同一光纤传送时通过同一光纤传送时通过同一光纤传送时, ,在与分波在与分波在与分波在与分波器中输入端器中输入端器中输入端器中输入端1212的功率与的功率与的功率与的功率与1111输出端光纤中混入的功率之间的差值。

输出端光纤中混入的功率之间的差值输出端光纤中混入的功率之间的差值输出端光纤中混入的功率之间的差值CWDMCWDM的相邻隔离度是大于的相邻隔离度是大于的相邻隔离度是大于的相邻隔离度是大于30dB,30dB,非相邻的是大于非相邻的是大于非相邻的是大于非相邻的是大于40dB.40dB.（（（（4 4）方向性：）方向性：）方向性：）方向性：DIR—DirectivityDIR—Directivity（（（（5 5））））PDLPDL：：：：Polarization Dependent LossPolarization Dependent Loss PDL PDL是光器件或系统在所有偏振状态下的最大传输差值它是是光器件或系统在所有偏振状态下的最大传输差值它是是光器件或系统在所有偏振状态下的最大传输差值它是是光器件或系统在所有偏振状态下的最大传输差值它是光设备在所有偏振状态下最大传输和最小传输的比例光设备在所有偏振状态下最大传输和最小传输的比例光设备在所有偏振状态下最大传输和最小传输的比例光设备在所有偏振状态下最大传输和最小传输的比例 PDLPDL定义如下：定义如下：定义如下：定义如下： PDL=-10logPDL=-10log（（（（Tmax/TminTmax/Tmin）））） 其中其中其中其中TmaxTmax和和和和TminTmin分别表示测试器件的最大传输和最小传输。

分别表示测试器件的最大传输和最小传输分别表示测试器件的最大传输和最小传输分别表示测试器件的最大传输和最小传输（（6 6）工作温度）工作温度—Operating Temperature —Operating Temperature （（7 7）储藏温度）储藏温度— Storage Temperature— Storage Temperature主要特性指标主要特性指标 CWDM和和DWDM的区别的区别 CWDM CWDM技术和普通技术和普通WDMWDM技术，技术，DWDMDWDM技术本质上一样，技术本质上一样，都是一种波分复用技术，不同的是都是一种波分复用技术，不同的是CWDMCWDM的通道间隔处于普的通道间隔处于普通通WDMWDM和和DWDMDWDM两者之间一般认为通道间隔小于的为两者之间一般认为通道间隔小于的为DWDMDWDM，通道间隔大于而小于，通道间隔大于而小于25nm25nm的为的为CWDMCWDM而普通WDMWDM则工作在则工作在1310nm1310nm，，1490nm1490nm和和1550nm1550nm两个波长上两个波长上CWDMCWDM和和DWDMDWDM有一定的相似性，区别主要有有一定的相似性，区别主要有3 3点：点：（（1 1））CWDMCWDM光波通道间距较宽，同一根光纤上复用光波长数光波通道间距较宽，同一根光纤上复用光波长数比比DWDMDWDM少少 （（2 2））CWDMCWDM光调制采用非冷却激光，用电子调谐；而光调制采用非冷却激光，用电子调谐；而DWDMDWDM采用的是冷却激光，用温度调谐。

由于在一个很宽的光波长区采用的是冷却激光，用温度调谐由于在一个很宽的光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，成本也很高本也很高CWDMCWDM避开了这一难点，因而大幅度降低了成本，避开了这一难点，因而大幅度降低了成本，目前目前CWDMCWDM系统成本一般只有系统成本一般只有DWDMDWDM的的30%30%3 3））CWDMCWDM系统的功耗和物理尺寸比系统的功耗和物理尺寸比DWDMDWDM系统小CWDMCWDM主要应主要应 用于用于城域网城域网城域网城域网领域，领域，DWDMDWDM更多是应用于更多是应用于 广域网广域网广域网广域网中熔融拉锥型熔融拉锥型 n n WDM WDM用于光模块的封装，可实现两通信窗光信号的合波用于光模块的封装，可实现两通信窗光信号的合波（复用）与分波（解复用），使单根光纤传输容量倍增，还可（复用）与分波（解复用），使单根光纤传输容量倍增，还可实现单纤双向通信，广泛应用于光纤网络升级、扩容或引入综实现单纤双向通信，广泛应用于光纤网络升级、扩容或引入综合新业务合新业务( (广播电视、电信、互联网三网合一广播电视、电信、互联网三网合一PON+EOC)PON+EOC)等方面。

等方面产品特点产品特点产品特点产品特点· ·低插入损耗低插入损耗· ·低偏振敏感低偏振敏感· ·抗环境变化抗环境变化 应用范围应用范围应用范围应用范围· ·光纤通信系统光纤通信系统· ·局域网局域网· ·光纤传感器光纤传感器·CATV·CATV系统系统滤波片型WDM和熔融拉锥型WDM区别 主要有主要有3 3中不同点：中不同点： （一）（一） 隔离度不一样，熔融拉锥型的隔离度比较低，一般隔离度不一样，熔融拉锥型的隔离度比较低，一般最小的隔离度是大于最小的隔离度是大于17dB,17dB,滤波片型滤波片型WDMWDM的隔离度一般是反射的隔离度一般是反射隔离度是大于隔离度是大于15dB,15dB,透射隔离度一般是大于透射隔离度一般是大于30dB.30dB. （二）成本不一样：熔融拉锥型的价格比较低，滤波片型（二）成本不一样：熔融拉锥型的价格比较低，滤波片型WDMWDM的价格比拉锥的贵点的价格比拉锥的贵点波分复用器的参数波分复用器的参数 *4,8,16,18-Channel CWDM Module*1*2 Port CWDM*100,200G DWDM OADM Module *PON-WDM  4,8,16,18-Channel CWDM Module4,8,16,18-Channel CWDM Module 1*2 Port CWDM1*2 Port CWDM 100,200G DWDM OADM Module 100,200G DWDM OADM Module  PON-WDMPON-WDM滤波片型WDM主要封装形式（一）（一） 钢管封装形式钢管封装形式滤波片型WDM主要封装形式（二）（二）ABS BoxABS Box封装形式封装形式滤波片型WDM主要封装形式（三）（三）LGX LGX 盒子封装形式盒子封装形式滤波片型WDM主要封装形式（四）机架式封装形式（四）机架式封装形式 谢谢谢谢 谢谢谢谢! !珠海飞宇光电科技珠海飞宇光电科技珠海飞宇光电科技珠海飞宇光电科技Http://Http://。