光波分復(fù)用技術(shù)的原理

在同一根光纖中同時(shí)讓兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波長(zhǎng)信號(hào)通過(guò)不同光信道各自傳輸信息,稱為光波分復(fù)用技術(shù),簡(jiǎn)稱WDM。光波分復(fù)用包括頻分復(fù)用和波分復(fù)用。光頻分復(fù)用(FDM)技術(shù)和光波分復(fù)用(WDM)技術(shù)無(wú)明顯區(qū)別,因?yàn)楣獠ㄊ请姶挪ǖ囊徊糠?/font>,光的頻率與波長(zhǎng)具有單一對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常也可以這樣理解,光頻分復(fù)用指光頻率的細(xì)分,光信道非常密集。光波分復(fù)用指光頻率的粗分,光信道相隔較遠(yuǎn),甚至處于光纖不同窗口。

光波分復(fù)用一般應(yīng)用波長(zhǎng)分割復(fù)用器和解復(fù)用器(也稱合波/分波器)分別置于光纖兩端,實(shí)現(xiàn)不同光波的耦合與分離。這兩個(gè)器件的原理是相同的。光波分復(fù)用器的主要類型有熔融拉錐型,介質(zhì)膜型,光柵型和平面型四種。其主要特性指標(biāo)為插入損耗和隔離度。通常,由于光鏈路中使用波分復(fù)用設(shè)備后,光鏈路損耗的增加量稱為波分復(fù)用的插入損耗。當(dāng)波長(zhǎng)11,l2通過(guò)同一光纖傳送時(shí),在與分波器中輸入端l2的功率與11輸出端光纖中混入的功率之間的差值稱為隔離度。光波分復(fù)用的技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)如下:

(1)充分利用光纖的低損耗波段,增加光纖的傳輸容量,使一根光纖傳送信息的物理限度增加一倍至數(shù)倍。目前我們只是利用了光纖低損耗譜(1310nm-1550nm)極少一部分,波分復(fù)用可以充分利用單模光纖的巨大帶寬約25THz,傳輸帶寬充足。

(2)具有在同一根光纖中,傳送2個(gè)或數(shù)個(gè)非同步信號(hào)的能力,有利于數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的兼容,與數(shù)據(jù)速率和調(diào)制方式無(wú)關(guān),在線路中間可以靈活取出或加入信道。

(3)對(duì)已建光纖系統(tǒng),尤其早期鋪設(shè)的芯數(shù)不多的光纜,只要原系統(tǒng)有功率余量,可進(jìn)一步增容,實(shí)現(xiàn)多個(gè)單向信號(hào)或雙向信號(hào)的傳送而不用對(duì)原系統(tǒng)作大改動(dòng),具有較強(qiáng)的靈活性。

(4)由于大量減少了光纖的使用量,大大降低了建設(shè)成本、由于光纖數(shù)量少,當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),恢復(fù)起來(lái)也迅速方便。

(5)有源光設(shè)備的共享性,對(duì)多個(gè)信號(hào)的傳送或新業(yè)務(wù)的增加降低了成本。

(6)系統(tǒng)中有源設(shè)備得到大幅減少,這樣就提高了系統(tǒng)的可靠性。目前,由于多路載波的光波分復(fù)用對(duì)光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)等設(shè)備要求較高,技術(shù)實(shí)施有一定難度,同時(shí)多纖芯光纜的應(yīng)用對(duì)于傳統(tǒng)廣播電視傳輸業(yè)務(wù)未出現(xiàn)特別緊缺的局面,因而WDM的實(shí)際應(yīng)用還不多。但是,隨著有線電視綜合業(yè)務(wù)的開展,對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的日益增長(zhǎng),各類選擇性服務(wù)的實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造經(jīng)濟(jì)費(fèi)用的考慮等等,WDM的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在CATV傳輸系統(tǒng)中逐漸顯現(xiàn)出來(lái),表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,甚至將影響CATV網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展格局。