簡述WDM技術的四大分類：CWDM、MWDM、LWDM

摘要：

WDM，波分復用，英文全稱是Wavelength Division Multiplexing，WDM技術是一種比較先進的光纖通信技術，稱之為光波分復用技術。它是將多種不同波長不同速率的光信號在不同的光信道里通過合波器匯合在一起，耦合到同一根光纖中，以此進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g。

這些不同波長的光信號所承載的數(shù)字信號可以是相同速率、相同格式，也可以是不同速率不同數(shù)據(jù)格式。

系統(tǒng)的基本構成

WDM系統(tǒng)的基本構成主要分雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種方式。單向WDM是指所有光通路同時在一根光纖上沿同一方向傳送，在發(fā)送端將載有各種信息的具有不同波長的已調(diào)光信號通過光延長用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸，由于各信號是通過不同波長的光攜帶的，所以彼此間不會混淆，在接收端通過光的復用器將不同波長的光信號分開，完成多路光信號的傳輸，而反方向則通過另一根光纖傳送。 百度文檔

雙向WDM是指光通路在一要光纖上同時向兩個不同的方向傳輸，所用的波長相互分開，以實現(xiàn)彼此雙方全雙工的通信聯(lián)絡。

WDM系統(tǒng)一般由四個部分組成：光發(fā)射機、光中繼放大器、光接收機、光監(jiān)控信道。

在整個WDM系統(tǒng)中，光波分復用器和解復用器是WDM技術中的關鍵部件，其性能的優(yōu)劣對系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量具有決定性作用。將不同光源波長的信號結合在一起經(jīng)一根傳輸光纖輸出的器件稱為復用器；

反之，將同一傳輸光纖送來的多波長信號分解為個別波長分別輸出的器件稱為解復用器。從原理上說，該器件是雙向可逆的，即只要將解復用器的輸出端和輸入端反過來使用，就是復用器。光波分復用器性能指標主要有接入損耗和串擾，要求損耗及頻偏要小，接入損耗要小于1.0～2.5db，信道間的串擾小，隔離度大，不同波長信號間影響小。

工作原理

波長×頻率＝光速（恒定值），所以波分復用其實就是頻分復用。光波分復用包括頻分復用和波分復用。光頻分復用（FDM）技術和光波分復用（WDM）技術無明顯區(qū)別，因為光波是電磁波的一部分，光的頻率與波長具有單一對應關系。

在接收端又將這些組合在一起的不同波長的信號分開，并進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端。因此將此技術稱為光波分割復用，簡稱光波分復用技術。

這里可以將一根光纖看作是一個“多車道”的公用道路，傳統(tǒng)的TDM系統(tǒng)只不過利用了這條道路的一條車道，提高比特率相當于在該車道上加快行駛速度來增加單位時間內(nèi)的運輸量。而使用DWDM技術，類似利用公用道路上尚未使用的車道，以獲取光纖中未開發(fā)的巨大傳輸能力。以此提升光纖的傳輸容量，提高光纖資源的利用效率。 無

對于WDM系統(tǒng)來說，想要讓它正常工作，顯然要控制各個光信號的波長（頻率）。如果波長間隔太短，容易“撞車”。如果波長間隔太長，利用率又很低。

WDM技術對網(wǎng)絡的擴容升級，發(fā)展寬帶業(yè)務，挖掘光纖帶寬能力，實現(xiàn)超高速通信等均具有十分重要的意義。

存在的優(yōu)勢

1、超大容量、超長距離傳輸：

目前使用的普通光纖可傳輸?shù)膸捠呛軐挼?，但其利用率還很低。使用DWDM技術可以使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸容量增加幾倍、幾十倍乃至幾百倍。現(xiàn)在最高容量光纖傳輸系統(tǒng)為3.2Tbit／s 。

2、數(shù)據(jù)的透明傳輸：

由于DWDM系統(tǒng)按光波長的不同進行復用和解復用，而與信號的速率和電調(diào)制方式無關，即對數(shù)據(jù)是“透明”的。WDM系統(tǒng)完成的是透明傳輸，對于“業(yè)務”層信號來說，WDM系統(tǒng)中的各個光波長通道就像“虛擬”的光纖一樣 。

3、高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟型和可靠性：

利用WDM技術構成的新型通信網(wǎng)絡比用傳統(tǒng)的電時分復用技術組成的網(wǎng)絡結構簡化，而且網(wǎng)絡層次分明，各種業(yè)務的調(diào)度只需調(diào)整相應光信號的波長即可實現(xiàn)。由此而帶來的網(wǎng)絡的靈活性、經(jīng)濟性和可靠性是顯而易見的。

WDM的分類

1、CWDM（Coarse WDM）稀疏波分復用

由于早期技術條件有限，波長間隔會控制在幾十nm，是一種較為分散的波分復用。

CWDM的波長間隔20nm，波長范圍從1270nm 到1610nm，有18個波段。

最開始的時候，國際電信聯(lián)盟ITU對CWDM（ITU－T G.694.2）規(guī)定的波長范圍為1271至1611nm。

不過，因為1270－1470nm波段有明顯的衰減增加，很多舊型光纖不能正常使用，所以CWDM一般優(yōu)先使用1470～1610nm的8個波段。

2、DWDM（Dense WDM）密集波分復用

波長間隔壓得越來越短，到了幾nm的級別，就成了緊密的WDM——DWDM。

而DWDM的波長間隔可以是1.6nm、0.8nm、0.4nm、0.2nm，可以容納40、80、160個波（最大可支持192波）。DWDM的波長范圍為1525nm至1565nm（C波段）和1570nm至1610nm（L波段）。

DWDM常用C波段，波長間隔0．4nm，通路頻率間隔50GHz

MWDM 中等波分復用，Metro Wave Division Multiplexing

這是2019年6月，由中國移動伴有源前傳方案（也稱Open WDM）一起提出的。

MWDM重用25G CWDM前6波產(chǎn)業(yè)鏈低成本DML光芯片，快速推進12波長WDM系統(tǒng)，大幅節(jié)省寶貴的前傳光纖資源，并適應當前5G商用的迫切性。

MWDM半有源5G前傳方案的現(xiàn)網(wǎng)試點，有力支撐了MWDM技術成熟，并將加速半有源5G前傳方案的商用進程。

5G前傳都要求至少12個波長通道，所以，三大運營商的方案，都以實現(xiàn)12波為目的。

通過增加TEC（Thermal Electronic Cooler， 半導體制冷器）溫度控制，左右偏移3．5nm波長，形成12個波長。

這種方案既重用了CWDM的產(chǎn)業(yè)鏈，也能夠滿足中移自己的10km前傳距離需求，同時也節(jié)約了大量的光纖資源，可謂一舉多得。

3、LWDM

LWDM是基于以太網(wǎng)通道的波分復用（LAN WDM），也有人稱之為細波分復用。

它是按照800GHz的通道間隔，從已有的8波擴展到12波。

DML指的是光模塊的TOSA發(fā)送端的直接調(diào)制器激光器（Directly Modulated Laser），與之對應的是EML（Electlro－absorption Modulated Laser，電吸收調(diào)制激光器）。EML成本更高。PIN指的光模塊ROSA接收端的二極管。

應用場景

5G 前傳以25G 灰光為主，中國移動在2019 年9 月光博會上的表態(tài)：我們認為在CRAN 場景下，有光纖資源的地方主要采用25GBiDi，沒有光纖資源的地方主要采用波分方案。

半有源情況下，單站也是12 個光模塊：我們認為半有源A 型（24 個光模塊）成本較高，目前在現(xiàn)網(wǎng)沒有得到應用，現(xiàn)網(wǎng)的MWDM 半有源均采用的B型，只需要12 個光模塊。

移動擴頻、電聯(lián)共享（中國電信與中國聯(lián)通共建共享一張5G網(wǎng)）帶來單站12 光模塊需求，CWDM 需要擴展到12 波。

而移動2.6GHz 頻譜擴展到160MHz，電聯(lián)共享擴展到200MHz，因此對于64TRX 的站型而言，單站需要在12 個光模塊 64TRX站型下，12 波方案預計將成主流，該站型長期來看預計占50％。

MWDM 方案成本更高，由于其有中移動加持，故將獲得產(chǎn)業(yè)鏈支持，而LWDM 從產(chǎn)業(yè)鏈成熟度上、成本上、功耗上相對MWDM 都更有優(yōu)勢，或會成后續(xù)12 波建設的主要方案。

編輯：jq