高意WDM
《教学分析》-WDM原理基础知识介绍
ITU-T将单模光纤在1260nm以上的频带划分了O、E、S、C、L、U几个波段
决定光纤衰减常数的损耗主要是吸收损耗和散射损耗
常规光纤损耗随波长变化曲线图
损 耗
dB/km 5
多
4
模
光
纤
3
（
2
O波段 E波段 S C L U OH-
850~900nm
1
）
900
1200 1300 1400 1500 1600
波长不同，损耗不同
1380nm附近由于氢氧根粒子吸收，光纤损耗急剧加大，俗称水峰
波分系统里用的都是单模光纤
光纤的损耗特性
光纤的衰减或损耗是一个非常重要的、对光信号的传播产生制约作用的特性。 光纤的损耗限制了光信号的传播距离。光纤的损耗主要包含吸收损耗、散射 损耗、弯曲损耗三种损耗。 ➢ 光纤吸收损耗是制造光纤的材料本身造成的，包括紫外吸收、红外吸收和 杂质吸收； ➢ 由于材料的不均匀使光散射而引起的损耗称为瑞利散射损耗。瑞利散射损 耗是光纤材料二氧化硅的本征损耗； ➢ 光纤的弯曲会引起辐射损耗；
2 N2
N1 1 N1>N2
折射定律以及全反射定律
N1Sin 1= N2Sin 2 Sin c=N2/N1
1 >= c
光纤的结构
d2
d1
涂层
包层
n2
纤芯
n1
包层
n2
涂层
光纤的结构
纤芯的折射率n1 和包层的折射率 n2 哪个更大一些？
单模/多模光纤
随着纤芯直径的粗细不同，光纤中传输模式的数量多少也不同。因此 光纤按照传输模式的数量多少，分为单模光纤和多模光纤 ：
WDM 耦合器
OSC 1510 nm
WDM基本原理简介
波分复用原理简介产生背景传输带宽的需求增长，传输系统需扩容：✧增加系统数量(光纤数量)：敷设光缆，没有有效利用光纤带宽✧提高系统速率(TDM时分复用PDH/SDH)：10Gb/s,40Gb/s电子器件技术极限/成本/G.652光纤1550nm窗口的高色散✧波分复用（WDM）技术EDFA(erbium-doped fiber amplifier掺铒光纤放大器)的成熟和商用化基本概念波分复用(WDM)充分利用单模光纤低损耗区的巨大带宽资源，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，将多种不同波长的光载波信号在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输；在接收端，经解复用器(亦称分波器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
波分复用在本质上是光域上的频分复用（FDM）技术。
通道间隔的不同，可分为：–CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing稀疏/粗波分复用）信道间隔为20nm–DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing密集波分复用）信道间隔从0.2nm 到1.2nm。
波分复用技术的优点(1) 传输容量大，可以充分利用光纤的巨大带宽资源，节约宝贵的光纤资源。
(2) 对各类业务信号“透明”，可以传输不同类型、多种格式的业务信号。
对于“业务”层信号来说，WDM的每个波长就像“虚拟”的光纤一样。
(3) 扩容方便。
WDM技术是理想的扩容手段。
对于早期芯数不多的光纤系统，利用此技术，不必做较大改动，就可以轻松扩容。
增加一个附加光波长就可以引入任意新业务或扩充容量。
(4) 组建动态可重构的光网络，在网络节点使用光分插复用器（OADM）或者使用光交叉连接设备（OXC），可以组成具有高度灵活性、高可靠性、高生存性的全光网络。
光波分复用(WDM)技术
光波分复用(WDM)技术一、波分复用技术的概念波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)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(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。
按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。
CWDM 的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。
CWDM和DWDM的区别主要有二点：一是CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。
由于在一个很宽的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，成本也很高。
CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。
CWDM是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。
在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。
二、波分复用技术的优点WDM技术之所以在近几年得到迅猛发展是因为它具有下述优点：(1) 传输容量大，可节约宝贵的光纤资源。
对单波长光纤系统而言，收发一个信号需要使用一对光纤，而对于WDM系统，不管有多少个信号，整个复用系统只需要一对光纤。
例如对于16个2.5Gb/s系统来说，单波长光纤系统需要32根光纤，而WDM系统仅需要2根光纤。
WDM原理
1 波分复用光传输技术1.1 波分复用的基本概念光通信系统可以按照不同的方式进行分类。
如果按照信号的复用方式来进行分类，可分为频分复用系统（FDM-Frequency Division Multiplexing ）、时分复用系统（TDM-Time Division Multiplexing）、波分复用系统（ WDM-Wavelength Division Multiplexing）和空分复用系统（ SDM-Space Division Multiplexing）。
所谓频分、时分、波分和空分复用，是指按频率、时间、波长和空间来进行分割的光通信系统。
应当说，频率和波长是紧密相关的，频分也即波分，但在光通信系统中，由于波分复用系统分离波长是采用光学分光元件，它不同于一般电通信中采用的滤波器，所以我们仍将两者分成两个不同的系统。
波分复用是光纤通信中的一种传输技术，它利用了一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点，把光纤可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。
光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用（ OFDM），只是因为光波通常采用波长而不用频率来描述、监测与控制。
随着电 -光技术的向前发展，在同一光纤中波长的密度会变得很高。
因而，使用术语密集波分复用（DWDM-Dense Wavelength Division Multiplexing），与此对照，还有波长密度较低的 WDM系统，较低密度的就称为稀疏波分复用（CWDM-Coarse Wave Division Multiplexing）。
这里可以将一根光纤看作是一个“多车道”的公用道路，传统的 TDM系统只不过利用了这条道路的一条车道，提高比特率相当于在该车道上加快行驶速度来增加单位时间内的运输量。
而使用 DWDM技术，类似利用公用道路上尚未使用的车道，以获取光纤中未开发的巨大传输能力。
1.2 WDM技术的发展背景随着科学技术的迅猛发展，通信领域的信息传送量正以一种加速度的形式膨胀。
wdm
DWDM能够在同一根光纤中，把不同的波长同时进行组合和传输。为了保证有效，一根光纤转换为多个虚拟光 纤。所以，如果你打算复用8个光纤载波（OC），即一根光纤中传输8路信号，这样传输容量就将从2.5 Gb/s提高 到20 Gb/s。由于采用了DWDM技术，单根光纤可以传输的数据流量最大达到40Gb/s。随着厂商在每根光纤中加入 更多信道，每秒兆兆位的传输速度指日可待。
WDM服务使实现一个用于Windows NT和Windows 95快速反应的模型成为可能。WDM提供了多个执行优先级包 括核心态和非核心态线程、IRQ级别、和被延缓的程序调用（DPC）。所有的WDM类和微型驱动程序都作为核心态 （第0层）的特权级线程（不会被CPU调度程序中断）执行。32个IRQ级可以被用于区分硬件中断服务的优先级。 对于每个中断，DPC被排入队列等到被启用中断的IRQ服务例程完成后再执行。DPCs通过有效的减少中断被禁止的 时间，使系统对中断的响应获得了很大的提高。对于使用多处理器的基于x86的PC系统，在Windows NT下对中断 的支持是以Intel的多处理器规范1.4版本为基础的。
WDM的关键目标是通过提供一种灵活的方式来简驱动程序的开发，使在实现对新硬件支持的基础上减少并 降低所必须开发的驱动程序的数量和复杂性。WDM还必须为即插即用和设备的电源管理提供一个通用的框架结构。 WDM是实现对新型设备的简便支持和方便使用的关键组件。
为了实现这些目标，WDM只能以Windows NT I/O子系统提供的一组通用服务为基础。WDM改进了由一组核心 扩展构成的功能实现对即插即用、设备电源管理、和快速反应I/O流的支持。除了通用的平台服务和扩展外，WDM 还实现了一个模块化的、分层次类型的微型驱动程序结构。类型驱动程序实现了支持通用总线、协议、或设备类 所需的功能性接口。类驱动程序的一般特性是为逻辑设备的命令设置、协议、和代码重用所需的总线接口实现标 准化提供必要的条件。WDM对标准类接口的支持减少了Windows 95和Windows NT所需的设备驱动程序的数量和复 杂性。
wdm信道隔离度
wdm信道隔离度wdm信道隔离度是指在波分复用传输系统中，不同信道之间的相互干扰程度。
随着通信技术的不断发展，人们对于高速宽带传输的需求也越来越大，而波分复用技术正是满足这一需求的重要手段之一。
然而，在大规模的波分复用系统中，由于信道之间的相互干扰，会导致信号质量下降，从而降低系统的性能和可靠性。
因此，研究和提高wdm信道隔离度具有重要的理论意义和实际应用价值。
wdm信道隔离度的提高可以增加系统的传输容量。
在波分复用系统中，不同的信道通过不同的波长进行传输，相互之间的隔离度越高，信号传输的质量也越好。
这样一来，可以在同一光纤上同时传输更多的信道，从而提高了系统的传输容量。
例如，对于一个具有较高隔离度的系统，可以实现100个甚至更多的信道传输，大大提高了系统的传输效率。
wdm信道隔离度的提高可以降低信号的串扰和噪声。
在波分复用系统中，由于不同信道之间的波长非常接近，容易产生串扰现象。
而wdm信道隔离度的提高可以有效地降低信号之间的串扰，从而使得信号传输更加稳定可靠。
此外，隔离度的提高还可以减少信号受到外界噪声的影响，进一步提高了系统的抗干扰能力。
wdm信道隔离度的提高可以降低系统的误码率。
在波分复用系统中，由于信号之间的相互干扰，会导致信号的失真和误码率的增加。
而wdm信道隔离度的提高可以减少信号之间的干扰，保证信号传输的完整性和准确性。
这样一来，可以大大降低系统的误码率，提高数据传输的可靠性。
为了提高wdm信道隔离度，可以采取一系列的技术手段。
首先，可以通过优化光纤的设计和制备工艺，减小光纤的色散和损耗，提高信号的传输质量。
其次，可以采用先进的调制和解调技术，提高信号的调制深度和解调灵敏度，降低信号之间的串扰。
此外，还可以采用光纤光栅和光纤分束器等器件，实现对不同信道的分离和隔离，提高系统的隔离度。
需要注意的是，wdm信道隔离度的提高不仅仅依靠技术手段，还需要合理的系统设计和运维。
在系统设计阶段，需要充分考虑信道之间的隔离度要求，并根据实际情况选择合适的技术方案。
WDM是什么？举例说明,通俗易懂
WDM是什么？举例说明，通俗易懂
WDM 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（亦称合波器，MulTIplexer）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（亦称分波器或称去复用器，DemulTIplexer）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。
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，称为光波分复用技术，简称WDM。
复杂难懂？不要着急，看下面简单例子你就明白了。
一年一度春运来了，小明准备开车回家，结果由于经济发展，大家都奔了小康，都准备开车回家。
但道路没法拓宽车越来越多，回去路上缓如乌龟（这里小明就像一个光信号，主道路就像光通信中铺设好的主干光纤，因为数量有限，单根光纤传输信号已经无法满足日益增长的通信需求了）。
这个时候小明想起来大家可以一起去坐高铁啊，又快又方便（高铁始发站就像WDM波分复用技术中的合波，把光信号汇聚在一起，并耦合到同一根光线中进行传输）。
高铁跑了一段距离后，补给不足，中途停下增加补给后再次驱动前行，不久后就到达了目的地，所有的乘客就此分流各回各家。
（中途的补给相当于光信号经过长距离传输后，信号变弱；增加补给，相当于EDFA对变弱后的光信号增强；高铁的终点站相当于WDM波分复用技术中的分波，将各种光信号进行分离）
WDM波分复用技术可以显著提高光纤的传输容量，提高对光纤资源的利用率。
给生活最直接的影响就是我们上网、看电视、打电话更快速、更畅通了。
WDM波分复用技术，你get到了吗？。
WDM(WavelengthDivisionMultiplexing波分复用)介绍 (1)
WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）是利用多个激光器在单条光纤上同时发送多束不同波长激光的技术。
每个信号经过数据（文本、语音、视频等）调制后都在它独有的色带内传输。
WDM能使电话公司和其他运营商的现有光纤基础设施容量大增。
制造商已推出了WDM系统，也叫DWDM（密集波分复用）系统。
DWDM可以支持150多束不同波长的光波同时传输，每束光波最高达到10Gb/s 的数据传输率。
这种系统能在一条比头发丝还细的光缆上提供超过1Tb/s的数据传输率密集波分复用器(DWDM)是密集波分复用(DWDM)系统中一种重要的无源光纤器件。
由密集波分复用器构成的合波和分波部分是系统的基本组成之一，它直接决定了系统的容量、复用波长稳定性、插入损耗大小等性能参数的好坏。
密集波分复用器还可以衍生为其它多种适用于DWDM的重要功能器件，如波长路由器——用于宽带服务和波长选址的点对点服务的全光通讯网络；上路/下路器——用于指定波长的上/下路；梳状滤波器——用于多波长光源的产生和光谱的测量；波长选择性开关——不同波长信号的路由等，因此对于密集波分复用器的研究和制作具有重要的理论意义和良好的市场前景。
密集波分复用器的核心是窄带光滤波技术。
目前常见的光通信用滤波器主要有以下几种：介质膜滤光片、光纤光栅、阵列波导光栅、M-Z干涉仪和F-P标准具等。
DWDM（密集波分复用）无疑是当今光纤应用领域的首选技术，但其昂贵的价格令不少手头不够宽裕的运营商颇为踌躇。
有没有或能以较低的成本享用波分复用技术呢？面对这一需求，CWDM（稀疏波分复用）应运而生。
CWDM（稀疏波分复用）稀疏波分复用，顾名思义，是密集波分复用的近亲，它们的区别主要有二点：一、CWDM 载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二、CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
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包层：将光封闭在纤芯中 高纯度SiO2，掺杂剂 折射率（n2）低 直径d2=125μm(微米)
涂覆层：保护光纤 有机硅或橡胶等材料 直径d3=250μm（微米）
注意保护，防止线损
光纤的结构（裸光纤）
SiO2 （二氧化硅）是什么？玻璃的主要成分就是SiO2 光纤中间（纤芯和包层）就是一种特殊结构的拉成细丝的 玻璃！外面包裹一层类似与橡胶的保护层（涂覆层） 我们平时用剥线钳剥掉的是哪一层？ 涂覆层 纤芯
×
严格操作 质量第一
学习方法（三问）
第一问：它是什么？
第二问：怎么样做？
？ √
这个东西叫什么名字？ 它的作用是什么？ 有什么特点？ 这道工序的基本步骤是怎样的？ 这个仪器设备怎样使用？ 有哪些注意事项？ 有什么诀窍？ 怎样能够提高效率？
第三问：为什么这样做？ 它的基本原理是什么？
？
为什么一定要这样操作？ 不按照规定会产生什么结果？ N级品产生的原因有哪些？
教程大纲
•光纤通信系统的基本原理和概念
•全胶WDM器件的基本结构和元件
•常用仪器，设备，工具，辅料
•器件生产的工艺流程
•检测方法与原理
•其他
光纤通信的基本原理
货物：冰箱，彩电… 交通工具：汽车，火车 通道：公路，铁轨
电子通信
有何异同
光纤通信
光信号
数据：声音，图片…
信号：电信号（电流） 通道：电话线，网线
WDM系统基本原理和应用
λ1
λ2
将多个信号波 长合在一根光 纤中传输
λ1
合 波 λ3 器
λ4
λ1.2.3.4
将一根光纤中 传输的多个波 长信号分离
分 λ2 波 器 λ3
λ4
波分复用:Wavelength Division Multiplexing
如何描述光信号
波长：λ（拉姆达） 单位：nm（纳米）
发展迅猛，前景广阔！
WDM系统基本原理和应用
光通讯行业市场需求增长 （视频电话，宽带网…）
现有通讯网络规模传输能力不足 （光纤线不足）
好的解决方案 （价格低，便于实施）
？
多 少
WDM系统基本原理和应用
铺设更多的光缆？
λ1
λ2 λ3 λ4
λ1
λ2 λ3 λ4
如果有很多很多很多……信号呢？ 浪费时间，劳动力，资金！
包层
为什么熔接前要剥掉涂覆层？
涂覆层
为什么要剥掉涂覆层
涂覆层的材料是橡胶，而纤芯与包层的材料是玻璃， 两者在高温熔接时会产生气泡，使损耗增加。
感光粉
红外线 我们的眼睛是看不到的
感 光 板
各行其道 光纤通讯系统中也要规划出相应的通道。 ITU-国际电信联盟 (International Telecommunications Union)
通道CH 频率：f(GHz) 15 191.500 16 191.600 17 191.700 … …… 71 197.100 72 197.200 波长：λ(nm) 1565.4961 1564.6790 1563.8628 …… 1521.0200 1520.2500
勤于学习，终身受益
生产操作的依据
操作指导书
工艺控制卡
规定太严，太死，影响工作 效率！
每一个操作步骤和细节都是 有目的，有意义的。有的直 上胶时上胶量是多少？ 多 接关系到产品质量，并非随 一点？少一点？ 意制定。 紫外照射的功率是多少？ 大一点？小一点？ 紫外照射的距离是多少？ 远一点？近一点？ 为什么一定要这样做？ ……
全胶WDM 员工培训 基础教程
常见的几个不恰当的观点
1. 我不管它是什么东西，只要做得好做得快就行。 2. 为什么要这样做是工程师的事，与我无关。 3. 指导书上的方法真麻烦，我用我自己的方法做。 4. 我有一个新想法，但是我不愿意告诉工程师， 他们怎么可能会听我的意见呢。 5. 我现在已经工作了，没有必要继续学习。 6. 这些理论都太复杂了，我怎么可能看得懂。
光纤
相同点：
电子通信与光纤通信
两者的作用都是传输数据（声音，文字，图片，视频等） 不同点：
类型 信号 通道 电子通讯 光纤通讯 电信号（电流） 光信号（光线） 电缆，电线（金属） 光缆，光纤（玻璃）
优点：
没有电气危害，不受电磁干扰，传输容量高，速度快，损 耗低，不易泄露，保密性好，体积小，重量轻……
200G
约1.6 0.5
CH 34
CH 33
CH 32
CH 31
CH 30
CH 29
CH 28
CH 27
CH 26
相应通道中的光信号有一个带宽规定，国际上有较通用 的带宽标准 ，我们公司规定100G、200G带宽分别为： 0.20nm、0.50nm
光纤的结构（裸光纤）
光纤(Optical Fiber，OF) 用来导光的透明介质纤维 纤芯 包层 涂覆层
为我们提供通信 服务的营业商必 须按照ITU的相关 规定 各行其道
从表中可以看出，相邻通道的中心波长数值相差约 0.8nm左右。
100G
约0.8 约0.2
CH 34
CH 33
CH 32
CH 31
CH 30
CH 29
CH 28
CH 27
CH 26
规定了中心波长，也就是规定了车道秩序，还要 规定车道的宽度—带宽。
1m =1000mm (毫米) 1mm =1000μm（微米）
频率：f 单位：Hz（赫兹）
1 T（特） = 1000G 1G （吉） = 1000M 1M （兆） = 1000K 1K （仟） = 1000Hz
1 μm=1000nm （纳米）
1 nm = ? m
两个参数的关系：λ× f
dB = 10 log10 ( Pout / Pin )——相对值 dBm = 10 log10 ( P / 1mw)——绝对值 example: –10dBm 表 示 光 功 率 等 于 100uw，即0.1mw。
1G （吉） = ? Hz
= C
其中的 C 是光在真空中的传播速度,约3.0×108米/秒
光纤通信中用到的光信号
平时我们能看到各 种颜色的光，不同 颜色的光的波长是 不一样的
波长越来越大
光纤通信中用到的光信号
光纤通信的波谱在1.67×1014Hz～3.75×1014Hz之间 即波长在0.8μm～1.8μm(800nm ～ 1800nm)之间 属于红外波段 也就是说光信号的波长比红光的波长还要长！ 这个波段的光信号人的眼睛是看不见的找光 的时候需要用到感光板