WDM模塊培訓(xùn)教材

1、WDM模塊培訓(xùn)教材目錄1.WDM系統(tǒng)簡介12.幾種常見的光學(xué)元器件的結(jié)構(gòu)與功能簡介33.WDM器件的透射與反射曲線44.模塊及器件常用術(shù)語簡介55.幾種常見的模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能66.一些模塊產(chǎn)品71. WDM系統(tǒng)簡介WDM（Wavelength Division Multiplexing波長分解復(fù)用技術(shù)）簡介 WDM定義：WDM（Wavelength波長 Division 分解Multiplexing復(fù)用技術(shù)）是一項(xiàng)把光信號按照波長進(jìn)行分解和復(fù)用的技術(shù)。下圖1的色散實(shí)驗(yàn)就是一種將光分解和合成的實(shí)驗(yàn)。圖1 三棱鏡色散實(shí)驗(yàn)A. 白光（混合色光）從左向右通過三棱鏡后，由于光的折射（不同的波長對應(yīng)的折

2、射率不同），分解為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等單色光（不同的光頻率反映在人的眼睛里會呈獻(xiàn)不同的顏色）組成的彩色光帶，B. 紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等單色光組成的彩色光帶再從右向左通過該三棱鏡又合成為白光（混合色光） 光纖線的結(jié)構(gòu)（如圖2）和功能（詳見表一）序號名 稱直 徑功 能材 料1纖芯單模912m多模50或62.5m光信號的傳輸通道玻璃2包層125m保護(hù)層，承擔(dān)部分光信號傳輸工作玻璃3涂敷層250m保護(hù)層有機(jī)聚合物4900m護(hù)套900m緩沖保護(hù)層有機(jī)聚合物523mm護(hù)套2或3mm緩沖保護(hù)層有機(jī)聚合物表一 光纖線結(jié)構(gòu)和功能對照表圖2 光纖線的刨面結(jié)構(gòu)示意圖 光信號的傳輸方式（如圖3）纖芯圖

3、3 纖芯內(nèi)部光信號的傳輸方式纖芯內(nèi)部光信號的傳輸：利用光的全反射原理在纖芯內(nèi)部波浪形傳播。*可見光波長范圍380780nm，光通訊所利用的波長范圍12601620nm。*光速29,9792,458米/秒。WDM通訊系統(tǒng)簡介光放大器光源1光源2光源nMUX合波器分波器DEMUX光纖線檢測器1檢測器2檢測器n信道1信道2信道nOADM圖1 簡單的WDM系統(tǒng)示意圖 如圖1所示簡單的WDM系統(tǒng)按照功能可分為以下七個部分： 光源：產(chǎn)生包含各種信息的光信號。 合波器（MUX）：將多路光信號耦合進(jìn)一條光纖線中進(jìn)行傳輸。 光放大器：放大光信號，以抵消傳輸過程中的衰減，從而增加傳輸距離。 上下載模塊（OADM）

4、：作為中繼站對光信號進(jìn)行調(diào)整。 光纖線：光信號的傳輸載體。 分波器（DEMUX）：將一根光纖線中的多路光信號重新分開。 探測器：檢測并再現(xiàn)由遠(yuǎn)處光源所發(fā)送的光信號，便于在本地加以利用。2. 幾種常見的光學(xué)元器件的結(jié)構(gòu)與功能簡介WDM (Wavelength Division Multiplexing)器件2.1.1 分類：按照通道間隔分為100Ghz、200Ghz和CWDM。（外觀如圖2）圖2 標(biāo)準(zhǔn)的三端口WDM器件外觀(左圖為有外套，右圖為無外套器件照片) 0.1通道器件透射端公共端反射端12nn1212n2.1.2 功能（如圖3）圖3三端口WDM器件功能示意圖波長包含1，2，n通道的光信號

5、通過1通道器件后，在透射端接收到的光信號只包含1通道，而在反射端接收到的光信號包括除1通道外的所有光信號。2.2耦合器（Coupler）2.2.1分類：按照端口分為：1×2，1×3,，1×N，2×2等；按照功能分為：50：50，95：5，99：1等。（外觀如圖4）圖4 1×2耦合器的外觀50：50耦合器10.50.5端口1端口22.2.2 功能（如圖5和圖6）正向傳輸端口3圖5 分光比為50：50的1×2耦合器正向傳輸功能示意圖反向傳輸50：50耦合器111端口1端口2圖5中的功能是將端口3中輸入的光信號功率平均分成兩份然后分別由兩個

6、端口輸出。每個端口的功率為入射端的50。端口3圖6 分光比為50：50的1×2耦合器反向傳輸功能示意圖圖6中的功能是將端口1和端口2中的光信號功率耦合到端口3中，而端口3中的光信號功率為端口1中光信號功率的50加上端口2中光信號功率的50。2.2.3 WDM器件與耦合器功能的區(qū)別耦合器通常用來分功率，而WDM器件用來分波長。3. WDM器件的透射與反射曲線3.1透射曲線以及各參數(shù)定義（如圖7）IL(dB)Wavelength (um)ITUadjITUadjITU30dBBandWidth0.5dBBandWidthILRipplePass band0dB Reference0.5d

7、B30dBAdjacent IsolationStop BandStop BandTransmission (CommonT )圖7器件透射指標(biāo)定義示意圖3.2 反射曲線以及各參數(shù)定義（如圖8）Wavelength (um)IL(dB)0dB ReferenceITUILrRippleISOradjITUadjITUReflection (CommonR)圖8器件反射指標(biāo)定義示意圖4. 模塊及器件常用術(shù)語簡介圖7和圖8中各參數(shù)和指標(biāo)的中英文名稱對照及參數(shù)定義表（如表1）：英文縮寫英文名稱中文名稱定 義WLWavelength工作波長用來承載光信號的波長. (ITU) CWLITU Center

8、 WavelengthITU波長由國際電信聯(lián)盟（ITU）規(guī)定的代表某光信號(通道)的波長BWXdBBand Width XdBXdB帶寬透射曲線中峰值向下XdB與曲線相交兩點(diǎn)的波長之差CWXdBCenter WavelengthXdBXdB中心波長透射曲線中峰值向下XdB與曲線相交兩點(diǎn)的波長之和的一半CWACenter Wavelength Accuracy中心波長精度某通道的XdB中心波長與ITU波長之差CSChannel Spacing通道間隔相鄰兩通道的中心波長之差PBPass Band透射帶任意通道的波長范圍SBStop Band截止帶所有工作波長內(nèi)除透射帶之外的所有通道的透射帶。IL

9、Insertion Loss插入損耗工作帶寬內(nèi)光信號強(qiáng)度通過器件后的衰減程度。ILpIL pass port透射插損在器件透射端測得的最大插入損耗ILrIL reflect port反射插損在器件反射端測得的最大插入損耗RIPRipple抖動透射帶(反射帶)內(nèi)最大與最小插損之差I(lǐng)SOadjAdjacent Isolation相鄰隔離度透射插損與左右兩相鄰?fù)ǖ劳干鋷?nèi)的最小插損之差。ISOn-adjNon-adjacent Isolation非相鄰隔離度透射插損與左右兩非相鄰?fù)ǖ劳干鋷?nèi)的最小插損之差。ISOrIsolation reflect port反射隔離度器件反射端所接收到的透射信號的插

10、損與其他通道插損之差。PDLPolarization Dependent Loss偏振相關(guān)損耗確定的溫度和帶寬下, 所有偏振態(tài)中插損的最大值與最小值之差PMDPolarization Mode Dispersion偏振模式色散確定的溫度和帶寬下, 所有偏振態(tài)中傳輸時間的最值之差CDChromatic Dispersion色散透射帶內(nèi)光信號通過器件后的時間延遲RLReturn Loss回?fù)p器件對某通道的光信號反射的能力DIRDirectivity方向性透射帶內(nèi),從通道透射端輸入光源,反射端輸出的最小光功率損耗TDLThermal Dependent Loss溫度相關(guān)損耗透射帶內(nèi)，由于工作溫度變化

11、所引起的透射插損的變化量與相應(yīng)溫度差的比值TWDThermal Wavelength Drift溫度波長漂移CWXdB在工作溫度范圍內(nèi)的變化量與相應(yīng)溫度差的比值PHPower Handling極限功率通過器件，并能保證器件正常工作的最大光功率OTOperating Temperature工作溫度器件能夠正常工作的溫度范圍STStorage Temperature存儲溫度器件存儲時的溫度范圍FTFiber Type光纖線類型即通常所說的900T，900L，3mm等FL表1 器件主要參數(shù)中英文對照表Fiber Length光纖線長度光纖線的實(shí)際長度5. 幾種常見的模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能5.1 帶有95

12、：5耦合器的1×4CWDM Demux模塊，末端繞死（結(jié)構(gòu)和功能如圖9）耦合器147014901510153014701610nm1470nm1490nm1510nm1530nm14701610nm595圖9帶耦合器的1×4 Demux模塊結(jié)構(gòu)COMMONDemux是分波的意思，所以該模塊的功能是由不同的器件將從模塊公共端（COM端）入射的不同波長的光信號分開。1530器件的反射端繞死，目的是防止光纖線末端將光信號反射回去干涉正常的光信號。其中耦合器的5的分光通道用來作為光信號監(jiān)控，稱作監(jiān)控端（MON端）。5.2帶升級端（Upgrade或Express端）的1×4

13、 100G Mux模塊（結(jié)構(gòu)和功能如圖10）。CH21CH22CH23CH24UpgradeCOM1560.61nm1559.79nm1558.98nm1558.17nm1554.941557.36nm1554.941560.61nm圖10 帶升級端的1×4 Mux模塊結(jié)構(gòu)Mux是合波的意思，所以該模塊的功能就是由不同的器件將不同波長的光信號合成一路從COM端輸出，以便于傳輸。其中CH24器件的末端沒有繞死，而是用來作為升級端。5.3 2×2OADM模塊（結(jié)構(gòu)和功能如圖11）。1471149114911471OUT(com)IN(com)1471nm1491nm1491nm

14、1471nm14711611nm14711611nm圖11 2×2OADM模塊結(jié)構(gòu)REFREFOADM模塊即上下載模塊，功能是將從IN端口輸入的光信號中的若干路光信號進(jìn)行下載利用，然后再把相應(yīng)的光信號進(jìn)行上載，最后從OUT端輸出，以保證光信號傳輸?shù)耐暾?。從圖11中可以看出OADM模塊的結(jié)構(gòu)是對稱的，因此IN和OUT端口可以互換而不影響功能。6. 一些模塊產(chǎn)品6.1 模塊分類：6.1.1 CWDM Mux和Demux模塊；6.1.2 DWDM（包括100G和200G）Mux和Demux模塊；6.1.3 CWDM OADM 模塊；6.1.4 DWDM OADM 模塊。6.2模塊外觀：在

15、殼體背面用激光進(jìn)行打標(biāo)（如圖12和13）。圖13 100GHz 2CH OADM模塊外觀圖圖12 CWDM 1×8 Mux 模塊外觀圖 6.3模塊的批號（PN號）編碼規(guī)則DWDM - XXX - X - XX - XXXX - XXXX - XX - XX A| | | | | | | | BCDEFGHA模塊類型表示模塊類型是DWDM B通道間隔100=100GHz200=200GHzC級別A=公司標(biāo)準(zhǔn)S=客戶定義D通道數(shù)目04= 4 通道08= 8 通道16=16 通道E初始通道CH21=21st channel. CH59=59th channelF光纖線類型900L=900 mm loose tube900T=900 mm tight b