宾王扑克手机科普:一分钟看懂 WDM(波分复用)

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2020-06-14 13:30

昨天给大家介绍 5G 前传的时候,宾王扑克手机有读者询问,现在经常看到 CWDM、DWDM、MWDM、LWDM,这些 WDM 到底是什么意思,有什么区别。

今天这篇文章,我给大家做一个简要介绍和对比。

WDM,英文全称是 Wavelength Division Multiplexing,波分复用。它是将多种不同波长的光信号通过合波器汇合在一起,并耦合到同一根光纤中,以此进行数据传输的技术。

WDM 的工作原理

波长 × 频率 = 光速(恒定值),所以波分复用其实就是频分复用

简单来说,我们也可以把 WDM 看作是一个高速公路——不同类型的车辆涌入这条公路,到了目的地之后再分道扬镳。

WDM 的作用,就是提升光纤的传输容量,提高光纤资源的利用效率。

对于 WDM 系统来说,想要让它正常工作,显然要控制各个光信号的波长(频率)。如果波长间隔太短,容易 “撞车”。如果波长间隔太长,利用率又很低。

早期的时候,技术条件有限,波长间隔会控制在几十 nm。这种比较分散的波分复用,叫做稀疏波分复用,也就是 CWDM(Coarse WDM)。

后来,技术越来越先进,波长间隔压得越来越短,到了几 nm 的级别,就成了紧密的 WDM,叫做密集波分复用,就是 DWDM(Dense WDM)。

CWDM 的波长间隔 20nm,波长范围从 1270nm 到 1610nm,有 18 个波段。

CWDM 18 个波段的中心波长

最开始的时候,ITU 对 CWDM(ITU-T G.694.2)规定的波长范围为 1270 至 1610nm。

后来 ITU 改了一下,将通道中心偏移了 1nm,所以中心波长为 1271 至 1611 nm。

不过,因为 1270-1470nm 波段有明显的衰减增加,很多旧型光纤不能正常使用,所以 CWDM 一般优先使用 1470~1610nm 的 8 个波段。

而 DWDM 的波长间隔可以是 1.6nm、0.8nm、0.4nm、0.2nm,可以容纳 40、80、160 个波(最大可支持 192 波)。DWDM 的波长范围为 1525nm 至 1565nm(C 波段)和 1570nm 至 1610nm(L 波段)。

DWDM 常用 C 波段,波长间隔 0.4nm,通路频率间隔 50GHz

汇总对比一下,就是这样:

CWDM 和 DWDM 比较常见,接下来我来说说 MWDM 和 LWDM。

MWDM,是中等波分复用。这个是中国移动的最爱,随着它的半有源前传方案(也称 Open WDM)一起提出的。

昨天我介绍 5G 前传的时候说过,现在 5G 前传都要求至少 12 个波长通道,所以,三大运营商的方案,都以实现 12 波为目的。

5G 前传的基本场景

MWDM 的原理,就是重用 25G CWDM 前 6 波,通过增加 TEC(Thermal Electronic Cooler, 半导体制冷器)温度控制,左右偏移 3.5nm 波长,形成 12 个波长,方案如下:

6 波变 12 波

这种方案既重用了 CWDM 的产业链,也能够满足中移自己的 10km 前传距离需求,同时也节约了大量的光纤资源,可谓一举多得。

再来看看 LWDM。

LWDM 是基于以太网通道的波分复用(LAN WDM),也有人称之为细波分复用。

它是按照 800GHz 的通道间隔,从已有的 8 波扩展到 12 波。波长如下图所示:

LWDM 的 12 个波

DML 指的是光模块的 TOSA 发送端的直接调制器激光器(Directly Modulated Laser),与之对应的是 EML(Electlro-absorption Modulated Laser,电吸收调制激光器)。EML 成本更高。PIN 指的光模块 ROSA 接收端的二极管。

光模块的架结构

LWDM 是中国电信的最爱(中国联通关注的是 DWDM),目前电信正在组织产业链上下游进行研讨开发,处于样品阶段。

好啦,以上就是 DWDM、CWDM、MWDM、LWDM 的介绍,大家都看明白没?

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