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(jiǎn)介12.幾種常見的光學(xué)元器件的結(jié)構(gòu)與功能簡(jiǎn)介33.WDM器件的透射與反射曲線44.模塊及器件常用術(shù)語(yǔ)簡(jiǎn)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(jiǎn)介WDM（Wavelength Division Multiplexing波長(zhǎng)分解復(fù)用技術(shù)）簡(jiǎn)介 WDM定義：WDM（Wavelength波長(zhǎng) Division 分解Multiplexing復(fù)用技術(shù)）是一項(xiàng)把光信號(hào)按照波長(zhǎng)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(zhǎng)對(duì)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(huì)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?gòu)挠蚁蜃笸ㄟ^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(hào)名 稱直 徑功 能材 料1纖芯單模912m多模50或62.5m光信號(hào)的傳輸通道玻璃2包層125m保護(hù)層，承擔(dān)部分光信號(hào)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(duì)照表圖2 光纖線的刨面結(jié)構(gòu)示意圖 光信號(hào)的傳輸方式（如圖3）纖芯圖

3、3 纖芯內(nèi)部光信號(hào)的傳輸方式纖芯內(nèi)部光信號(hào)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(zhǎng)范圍380780nm，光通訊所利用的波長(zhǎng)范圍12601620nm。*光速29,9792,458米/秒。WDM通訊系統(tǒng)簡(jiǎn)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(cè)器1檢測(cè)器2檢測(cè)器n信道1信道2信道nOADM圖1 簡(jiǎn)單的WDM系統(tǒng)示意圖 如圖1所示簡(jiǎn)單的WDM系統(tǒng)按照功能可分為以下七個(gè)部分： 光源：產(chǎn)生包含各種信息的光信號(hào)。 合波器（MUX）：將多路光信號(hào)耦合進(jìn)一條光纖線中進(jìn)行傳輸。 光放大器：放大光信號(hào)，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(duì)光信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。 光纖線：光信號(hào)的傳輸載體。 分波器（DEMUX）：將一根光纖線中的多路光信號(hào)重新分開。 探測(cè)器：檢測(cè)并再現(xiàn)由遠(yuǎn)處光源所發(fā)送的光信號(hào)，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(jiǎn)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(zhǎng)包含1，2，n通道的光信號(hào)

5、通過1通道器件后，在透射端接收到的光信號(hào)只包含1通道，而在反射端接收到的光信號(hào)包括除1通道外的所有光信號(hào)。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(hào)功率平均分成兩份然后分別由兩個(gè)

6、端口輸出。每個(gè)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(hào)功率耦合到端口3中，而端口3中的光信號(hào)功率為端口1中光信號(hào)功率的50加上端口2中光信號(hào)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(zhǎng)。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(yǔ)簡(jiǎn)介圖7和圖8中各參數(shù)和指標(biāo)的中英文名稱對(duì)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(zhǎng)用來承載光信號(hào)的波長(zhǎng). (ITU) CWLITU Center

8、 WavelengthITU波長(zhǎng)由國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）規(guī)定的代表某光信號(hào)(通道)的波長(zhǎng)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(zhǎng)之差CWXdBCenter WavelengthXdBXdB中心波長(zhǎng)透射曲線中峰值向下XdB與曲線相交兩點(diǎn)的波長(zhǎng)之和的一半CWACenter Wavelength Accuracy中心波長(zhǎng)精度某通道的XdB中心波長(zhǎng)與ITU波長(zhǎng)之差CSChannel Spacing通道間隔相鄰兩通道的中心波長(zhǎng)之差PBPass Band透射帶任意通道的波長(zhǎng)范圍SBStop Band截止帶所有工作波長(zhǎng)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(hào)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(cè)得的最大插入損耗ILrIL reflect port反射插損在器件反射端測(cè)得的最大插入損耗RIPRipple抖動(dòng)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(hào)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(shí)間的最值之差CDChromatic Dispersion色散透射帶內(nèi)光信號(hào)通過器件后的時(shí)間延遲RLReturn Loss回?fù)p器件對(duì)某通道的光信號(hào)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(zhǎng)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(chǔ)溫度器件存儲(chǔ)時(shí)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(duì)照表Fiber Length光纖線長(zhǎng)度光纖線的實(shí)際長(zhǎng)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(zhǎng)的光信號(hào)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(hào)反射回去干涉正常的光信號(hào)。其中耦合器的5的分光通道用來作為光信號(hào)監(jiān)控，稱作監(jiān)控端（MON端）。5.2帶升級(jí)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(jí)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(zhǎng)的光信號(hào)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(jí)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(hào)中的若干路光信號(hào)進(jìn)行下載利用，然后再把相應(yīng)的光信號(hào)進(jìn)行上載，最后從OUT端輸出，以保證光信號(hào)傳輸?shù)耐暾?。從圖11中可以看出OADM模塊的結(jié)構(gòu)是對(duì)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(hào)（PN號(hào)）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(jí)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