基礎知識篇導引

波分復用器及其性能參數的概念

瀏覽：11923 來源：通信人在線日期：2021-07-24

一、波分復用器件的定義

波分復用器是波分復用（WDM）系統的核心部件，日常所說的“波分復用器”，事實上是指光波長復用器/光波長解復用器（optical wavelength multiplexer/demultiplexer，簡寫為MUX/DMUX）。在ITU-T G.671中把MUX和DMUX統稱為WDM器件（WDM Device）。在我國通信行業標準YD/T 1327-2004中對WDM器件的定義為：一種波長選擇性分支器件（用于WDM傳輸系統），光信號根據信號的波長在兩個預設的端口間傳遞。波長（包括波分）復用器也稱為光合波器（OMU，Optical Multiplexer Unit）即具有兩個或多個輸入端口和一個輸出端口的分支器件，每個輸入端口的光波長限定在一個預選的波長范圍內，輸出端口的光是來自輸入端口的光的復合，如下圖1(a)所示。波長(包括波分)解復用器也成為光分波器（ODU，Optical De-multiplex Unit），即一種執行與波分復用器相反運作的器件，輸入為由兩個或多個波長范圍的光構成的光信號，每個端口的輸出是不同的預選波長范圍的光信號，如下圖1(b)所示。

圖1：波分復用器件示意圖

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二、波分復用器件的分類及實現

1、分類

對于WDM器件的分類，在早期的我國通信行業標準中，是按其制造方法給出了四大類，制造的器件各有特點，已被廣泛商用的WDM器件中；在后來的標準中又按其工作機理給出了五大類。具體匯總于下表2-1中。

表2-1：WDM器件的分類

2、實現

對于通路數較少時，可以直接利用上述器件來實現為復用器/解復用器。但對于通路數比較多時難于直接實現。在我國通信行業標準YD/T 1274-2003中，介紹了160通路和80通路×10Gbit/s WDM系統的WDM器件的實現方法。C/L波段內80波的可以通過梳狀濾波器將兩個基礎波長間隔為100GHz 40波復用器交織復用構成，也可以直接采用50GHz復用器件構成。實際應用的1.6Tbit/s系統C波段和L波段是完全分開的，其中C/L波段各具有80個波長。160波系統再通過波分復用器或耦合器將兩個波段80波復用起來，其中C/L兩個波段各自80波。

下面首先以采用間隔100GHz的基本單位復用器和50GHz/100GHz梳狀濾波器為例，介紹160波構成方案。1.6Tbit/s光傳輸系統中的波長間隔是50GHz，而傳統光復用器/解復用器都是100GHz，要實現50GHz間隔波長復用，可以采用梳狀濾波器。梳狀濾波器是一個三端子器件，兩個輸入端是兩路波長間隔均為100GHz的N波群路信號，輸出端則為波長間隔為50GHz的2N波信號。梳狀濾波器像梳子一樣將兩個群路信號復用/解復用。圖2-2(a)所示的為采用梳狀濾波器方案160波的復用和放大框圖。

圖2-2：160波復用和放大示意

如圖2-2(a)所示，采用梳狀濾波器方案，要完成C波段80波的復用，需要兩個C波段復用器（其中兩個波段波長間距為50GHz）和1個梳狀濾波器。160波的復用則需要兩個C波段復用器（其中波長間隔為50GHz）、1個C波段梳狀濾波器、兩個L波段復用器（其中波長間距為50GHz）、1個L波段梳狀濾波器以及1個C/L濾波器。160/80波復用也可以直接由間隔為50GHz的復用器件來完成。圖2-2(b)所示的是由80波復用器直接構成來完成的160波復用（即80波直接復用方案）。

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三、波分復用器件的性能參數定義與參數值的要求

1、性能參數的定義

為了確保波分復用系統的性能，對波分復用器件提出了基本的要求，主要是插入損耗小，隔離度大，帶內平坦，帶外插入損耗變化陡峭，溫度穩定性好，復用通路數多，尺寸小等。

由YDN 120-1999給出的波分復用器件的常用指標參數，包括插入損耗（IL）、回波損耗（RL）、反射系數（R）、工作波長范圍、偏振相關損耗（PDL）、遠端串音等，詳見下表表3-1-1；YD/T 1327-2004又給出了相鄰通路隔離度、非相鄰通路隔離度、1 dB通帶寬度、通帶平坦度、通路插入損耗均勻性、波長熱穩定性、插入損耗熱穩定性等參數的定義，詳見下表3-1-2，其中某些參數定義的示意分別詳見下圖3-1-1和圖3-1-2。