波分复用（WDM）是什么意思？波分复用技术原理介绍

波分复用（WDM）是一种将各种数据流（即将激光颜色的不同波长的光载波信号）调制到单根光纤上的技术。波分复用类似于频分复用（FDM），但是参考光的波长和光的频率。

波分复用是在电磁频谱的IR部分中进行的，而不是在射频（RF）处进行。每个IR信道携带与频分复用或时分复用（TDM）组合的若干RF信号。每个多路复用的红外通道在最后一点被分离或解复用为原始信号。通过在每个IR信道中使用频分复用或时分复用并结合波分复用，可以在单个光纤上同时传输不同格式和不同速度的数据。它允许网络容量逐步且经济高效地增加。

基本概念

波分复用可实现双向通信并成倍增加信号容量，每束激光束均由一组单独的信号调制。由于波长和频率成反比关系（波长越短频率越高），因此波分复用和频分复用都包含相同的技术。

在接收端，使用波长敏感滤光片、可见光彩色滤光片的红外模拟。第一个波分复用技术是在20世纪70年代初概念化的。后来，波分复用系统能够处理160个信号，这将使用单个光纤对导体的10Gbit/秒系统扩展到超过1.6Tbit/秒（即1,600Gbit/s）。第一个波分复用系统是使用1310nm和1550nm波长的双通道系统。

波分复用系统可以通过复用器将信号组合起来，并通过解复用器将它们分开。波分复用系统深受电信公司欢迎，因为它们允许电信公司通过使用波分复用和光放大器来扩展网络容量，从而无需铺设更多光纤。

这两个设备作为分插复用器 (ADM) 工作，即同时添加光束，同时分出其它光束并将其重新路由到其它目的地和设备，并且这种类型的光束过滤可以通过etalons（称为法布里-珀罗干涉仪的设备）实现。使用薄膜镀膜光学玻璃。

一般来说，波分复用系统使用单模光纤（SMF），其中只有单束光线，其纤芯直径为百万分之九米 (9µm)。其它具有多模光纤电缆（MMF）的系统（也称为驻地电缆）的芯直径约为50 µm。

目前现代系统可以处理多达128个信号，并且可以将基本的9.6 Gbps光纤系统扩展至超过1000 Gbps的容量。它主要用于光纤通信，在波长略有变化的多个通道中传输数据。波分复用可以提高点对点系统的总比特率。

主要用途

• 波分复用使光纤通信系统的有效带宽成倍增加。
• 一种称为铒放大器的光纤中继器设备可以使波分复用具有成本效益，并且是长期解决方案。
• 降低了成本并增加了电缆承载数据的容量。
• 波分复用使用多个波长（光的颜色）通过单根光纤传输信号。
• 使用不同颜色的光来创建许多信号路径。
• 利用光学棱镜在接收端分离不同的颜色，并且光学棱镜不需要电源。
• 这些系统使用温度稳定的激光器来提供所需的通道数。

波分复用系统根据波长分为粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）。粗波分复用采用8个通道（即8根光纤电缆）运行，被称为“C波段”或“铒窗口”，波长约为1550nm（纳米或十亿分之一米，即1550 x10-9米）。密集波分复用也在C频段运行，但具有100GHz间隔的40个通道或50GHz间隔的 80个通道。

大多数波分复用系统在芯直径为9µm的单模光纤电缆上运行。所以，简单来说，波分复用是一种将不同波长的光信号组合、传输和分离的技术。

从棱镜获得的每种颜色都能够承载10Gbps至40Gbps。16色解决方案基于每种颜色10Gbps，可产生160Gbps的总网络容量。每种颜色都可以在多个节点处脱离网络，并且所有这些节点都端接在一个或多个数据中心，允许电路之间的弹性路由以及“入口”服务。

如上所示，光纤中的波分复用，输入信号被分配一个波长，在一根光纤上组合传输，在接收前分离。

密集波分复用

密集波分复用（DWDM）是一种允许多个信号同时以不同波长在单根光纤上传输的技术，也是一种用于增加现有光纤网络带宽的光复用技术。由于掺铒光纤放大器具有较宽的放大带宽，因此通常可以在单个设备中放大所有通道。密集波分复用系统具有高通道数和更长的传输距离。

在此技术中，不需要另一根光纤，并且密集波分复用单根光纤能够以高达400GB/s的速度传输数据。该技术提供了卓越的性能特征，包括在通过滤波器的频率范围内窄通道分离和宽通道带通。

CWDM和DWDM的区别

CWDM表示粗波分复用技术：

• CWDM由波长定义的。
• CWDM是短距离通信。
• 使用广泛的频率并扩展波长

DWDM表示密集波分复用技术：

• DWDM是根据频率来定义的。
• DWDM专为波长紧密排列的长距离传输而设计。
• 密集波分复用是一种用于远距离传输大量信息或数据的技术或技术。

波分复用和频分复用的区别

波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）和频分复用（Frequency Division Multiplexing，FDM）都是用于在通信系统中同时传输多个信号的技术，但它们在信号传输和复用方面有一些重要的区别，具体表现在以下几个方面：

1. 基本原理：

   • 波分复用：不同波长的光信号被用于传输不同的数据流。每个波长代表一个独立的通信通道。这种技术通常用于光纤通信，其中每个波长可以携带独立的数据流。

   • 频分复用：不同的信号被调制到不同的频率范围内，然后这些频率范围叠加在一起进行传输。每个频率范围代表一个独立的通信通道。FDM通常用于电信号传输，如广播电视和无线通信。

2. 应用领域：

   • 波分复用：主要应用于光纤通信领域，特别是长距离和高容量的光纤通信网络中，如光纤骨干网和数据中心互连。

   • 频分复用：常用于电信领域，包括广播电视、广播通信和一些无线通信系统中。

3. 传输媒介：

   • 波分复用：主要应用于光纤通信，因为它可以充分利用光纤的宽带传输能力。

   • 频分复用：可以应用于多种传输媒介，包括电信号、无线电波、光信号等，但通常在电信领域中使用。

4. 复用和解复用设备：

   • 波分复用：需要专门的WDM设备来复用和解复用光信号。这些设备通常包括光滤波器和波长复用器/解复用器。

   • 频分复用：需要频分复用器和解频分复用器来处理信号的复用和解复用过程。

5. 带宽利用率：

   • 波分复用：通常能够实现更高的带宽利用率，因为不同波长的光信号可以非常紧密地堆叠在光纤中。

   • 频分复用：带宽利用率通常较低，因为不同频率范围之间需要一定的间隔来避免干扰。

总结

因此，通过不同波长的光将信号发送到光纤中的技术无非是光纤通信中的波分复用。在此，使用不同波长的激光将多个光载波信号复用在单根光纤上以产生不同的信号。