WDM模块培训教材

1、WDM模块培训教材目录1.WDM系统简介12.几种常见的光学元器件的结构与功能简介33.WDM器件的透射与反射曲线44.模块及器件常用术语简介55.几种常见的模块内部结构及功能66.一些模块产品71. WDM系统简介WDM（Wavelength Division Multiplexing波长分解复用技术）简介 WDM定义：WDM（Wavelength波长 Division 分解Multiplexing复用技术）是一项把光信号按照波长进行分解和复用的技术。下图1的色散实验就是一种将光分解和合成的实验。图1 三棱镜色散实验A. 白光（混合色光）从左向右通过三棱镜后，由于光的折射（不同的波长对应的折

2、射率不同），分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等单色光（不同的光频率反映在人的眼睛里会呈献不同的颜色）组成的彩色光带，B. 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等单色光组成的彩色光带再从右向左通过该三棱镜又合成为白光（混合色光） 光纤线的结构（如图2）和功能（详见表一）序号名 称直 径功 能材 料1纤芯单模912m多模50或62.5m光信号的传输通道玻璃2包层125m保护层，承担部分光信号传输工作玻璃3涂敷层250m保护层有机聚合物4900m护套900m缓冲保护层有机聚合物523mm护套2或3mm缓冲保护层有机聚合物表一 光纤线结构和功能对照表图2 光纤线的刨面结构示意图 光信号的传输方式（如图3）纤芯图

3、3 纤芯内部光信号的传输方式纤芯内部光信号的传输：利用光的全反射原理在纤芯内部波浪形传播。*可见光波长范围380780nm，光通讯所利用的波长范围12601620nm。*光速29,9792,458米/秒。WDM通讯系统简介光放大器光源1光源2光源nMUX合波器分波器DEMUX光纤线检测器1检测器2检测器n信道1信道2信道nOADM图1 简单的WDM系统示意图 如图1所示简单的WDM系统按照功能可分为以下七个部分： 光源：产生包含各种信息的光信号。 合波器（MUX）：将多路光信号耦合进一条光纤线中进行传输。 光放大器：放大光信号，以抵消传输过程中的衰减，从而增加传输距离。 上下载模块（OADM）

4、：作为中继站对光信号进行调整。 光纤线：光信号的传输载体。 分波器（DEMUX）：将一根光纤线中的多路光信号重新分开。 探测器：检测并再现由远处光源所发送的光信号，便于在本地加以利用。2. 几种常见的光学元器件的结构与功能简介WDM (Wavelength Division Multiplexing)器件2.1.1 分类：按照通道间隔分为100Ghz、200Ghz和CWDM。（外观如图2）图2 标准的三端口WDM器件外观(左图为有外套，右图为无外套器件照片) 0.1通道器件透射端公共端反射端12nn1212n2.1.2 功能（如图3）图3三端口WDM器件功能示意图波长包含1，2，n通道的光信号

5、通过1通道器件后，在透射端接收到的光信号只包含1通道，而在反射端接收到的光信号包括除1通道外的所有光信号。2.2耦合器（Coupler）2.2.1分类：按照端口分为：1×2，1×3,，1×N，2×2等；按照功能分为：50：50，95：5，99：1等。（外观如图4）图4 1×2耦合器的外观50：50耦合器10.50.5端口1端口22.2.2 功能（如图5和图6）正向传输端口3图5 分光比为50：50的1×2耦合器正向传输功能示意图反向传输50：50耦合器111端口1端口2图5中的功能是将端口3中输入的光信号功率平均分成两份然后分别由两个

6、端口输出。每个端口的功率为入射端的50。端口3图6 分光比为50：50的1×2耦合器反向传输功能示意图图6中的功能是将端口1和端口2中的光信号功率耦合到端口3中，而端口3中的光信号功率为端口1中光信号功率的50加上端口2中光信号功率的50。2.2.3 WDM器件与耦合器功能的区别耦合器通常用来分功率，而WDM器件用来分波长。3. WDM器件的透射与反射曲线3.1透射曲线以及各参数定义（如图7）IL(dB)Wavelength (um)ITUadjITUadjITU30dBBandWidth0.5dBBandWidthILRipplePass band0dB Reference0.5d

7、B30dBAdjacent IsolationStop BandStop BandTransmission (CommonT )图7器件透射指标定义示意图3.2 反射曲线以及各参数定义（如图8）Wavelength (um)IL(dB)0dB ReferenceITUILrRippleISOradjITUadjITUReflection (CommonR)图8器件反射指标定义示意图4. 模块及器件常用术语简介图7和图8中各参数和指标的中英文名称对照及参数定义表（如表1）：英文缩写英文名称中文名称定 义WLWavelength工作波长用来承载光信号的波长. (ITU) CWLITU Center

8、 WavelengthITU波长由国际电信联盟（ITU）规定的代表某光信号(通道)的波长BWXdBBand Width XdBXdB带宽透射曲线中峰值向下XdB与曲线相交两点的波长之差CWXdBCenter WavelengthXdBXdB中心波长透射曲线中峰值向下XdB与曲线相交两点的波长之和的一半CWACenter Wavelength Accuracy中心波长精度某通道的XdB中心波长与ITU波长之差CSChannel Spacing通道间隔相邻两通道的中心波长之差PBPass Band透射带任意通道的波长范围SBStop Band截止带所有工作波长内除透射带之外的所有通道的透射带。IL

9、Insertion Loss插入损耗工作带宽内光信号强度通过器件后的衰减程度。ILpIL pass port透射插损在器件透射端测得的最大插入损耗ILrIL reflect port反射插损在器件反射端测得的最大插入损耗RIPRipple抖动透射带(反射带)内最大与最小插损之差ISOadjAdjacent Isolation相邻隔离度透射插损与左右两相邻通道透射带内的最小插损之差。ISOn-adjNon-adjacent Isolation非相邻隔离度透射插损与左右两非相邻通道透射带内的最小插损之差。ISOrIsolation reflect port反射隔离度器件反射端所接收到的透射信号的插

10、损与其他通道插损之差。PDLPolarization Dependent Loss偏振相关损耗确定的温度和带宽下, 所有偏振态中插损的最大值与最小值之差PMDPolarization Mode Dispersion偏振模式色散确定的温度和带宽下, 所有偏振态中传输时间的最值之差CDChromatic Dispersion色散透射带内光信号通过器件后的时间延迟RLReturn Loss回损器件对某通道的光信号反射的能力DIRDirectivity方向性透射带内,从通道透射端输入光源,反射端输出的最小光功率损耗TDLThermal Dependent Loss温度相关损耗透射带内，由于工作温度变化

11、所引起的透射插损的变化量与相应温度差的比值TWDThermal Wavelength Drift温度波长漂移CWXdB在工作温度范围内的变化量与相应温度差的比值PHPower Handling极限功率通过器件，并能保证器件正常工作的最大光功率OTOperating Temperature工作温度器件能够正常工作的温度范围STStorage Temperature存储温度器件存储时的温度范围FTFiber Type光纤线类型即通常所说的900T，900L，3mm等FL表1 器件主要参数中英文对照表Fiber Length光纤线长度光纤线的实际长度5. 几种常见的模块内部结构及功能5.1 带有95

12、：5耦合器的1×4CWDM Demux模块，末端绕死（结构和功能如图9）耦合器147014901510153014701610nm1470nm1490nm1510nm1530nm14701610nm595图9带耦合器的1×4 Demux模块结构COMMONDemux是分波的意思，所以该模块的功能是由不同的器件将从模块公共端（COM端）入射的不同波长的光信号分开。1530器件的反射端绕死，目的是防止光纤线末端将光信号反射回去干涉正常的光信号。其中耦合器的5的分光通道用来作为光信号监控，称作监控端（MON端）。5.2带升级端（Upgrade或Express端）的1×4

13、 100G Mux模块（结构和功能如图10）。CH21CH22CH23CH24UpgradeCOM1560.61nm1559.79nm1558.98nm1558.17nm1554.941557.36nm1554.941560.61nm图10 带升级端的1×4 Mux模块结构Mux是合波的意思，所以该模块的功能就是由不同的器件将不同波长的光信号合成一路从COM端输出，以便于传输。其中CH24器件的末端没有绕死，而是用来作为升级端。5.3 2×2OADM模块（结构和功能如图11）。1471149114911471OUT(com)IN(com)1471nm1491nm1491nm

14、1471nm14711611nm14711611nm图11 2×2OADM模块结构REFREFOADM模块即上下载模块，功能是将从IN端口输入的光信号中的若干路光信号进行下载利用，然后再把相应的光信号进行上载，最后从OUT端输出，以保证光信号传输的完整性。从图11中可以看出OADM模块的结构是对称的，因此IN和OUT端口可以互换而不影响功能。6. 一些模块产品6.1 模块分类：6.1.1 CWDM Mux和Demux模块；6.1.2 DWDM（包括100G和200G）Mux和Demux模块；6.1.3 CWDM OADM 模块；6.1.4 DWDM OADM 模块。6.2模块外观：在

15、壳体背面用激光进行打标（如图12和13）。图13 100GHz 2CH OADM模块外观图图12 CWDM 1×8 Mux 模块外观图 6.3模块的批号（PN号）编码规则DWDM - XXX - X - XX - XXXX - XXXX - XX - XX A| | | | | | | | BCDEFGHA模块类型表示模块类型是DWDM B通道间隔100=100GHz200=200GHzC级别A=公司标准S=客户定义D通道数目04= 4 通道08= 8 通道16=16 通道E初始通道CH21=21st channel. CH59=59th channelF光纤线类型900L=900 mm loose tube900T=900 mm tight b