魯維德 摘要：本文主要介紹dwdm(密集波分復用)傳輸系統(tǒng)新技術與器件應用,并著重對實用dwdm光發(fā)射機設計與組成特點作分析說明。 關鍵詞：光復用器 分布反饋式激光器 fec(前向錯誤糾正) 數(shù)字封包技術 調(diào)制器 近幾年來，隨著科學技術的迅速發(fā)展，通信領域的信息傳送量正以一種加速的形式膨脹，因特網(wǎng)流量的快速增加要求數(shù)據(jù)傳輸能力持續(xù)增長，信息時代要求越來越大容量的傳輸網(wǎng)路。 當承載長途傳輸使用的光纖都已經(jīng)被占用時, 為了避免數(shù)據(jù)高速路上的流量堵塞，網(wǎng)絡提供商需要提供一種快速、靈活、低成本的帶寬擴展技術，絕不是在原有路子上增加一條新的光纖,而是盡可能利用已有的光纖進行擴容。其中之一是轉向密集波分復用（dwdm）數(shù)據(jù)傳輸技術，它有效增加了現(xiàn)有光纖基礎設施的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)吞吐能力，其傳輸率己突破大比特(tbit/s)。 1、dwdm(密集波分復用)系統(tǒng)結構與技術 所謂密集波分復用(dwdm)技術，就是為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大帶寬資源，根據(jù)每一通路光波的頻率(或波長)不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個通路，把光波作為信號的載波，在發(fā)送端采用波分復用器(光合波器)將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸；在接收端，再由一波分復用器(光分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式。 由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時)，從而在一根光纖中可實現(xiàn)多路光信號的復用傳輸。雙向傳輸?shù)膯栴}也很容易解決，只需將兩個方向的信號分別安排在不同波長傳輸即可。根據(jù)波分復用器的不同，可復用的波長數(shù)也不同，從2個至n個不等，現(xiàn)在商用化的一般是8波長、16波長和32波長等系統(tǒng)，這取決于所允許的光載波波長的間隔大小，其圖1為dwdm系統(tǒng)結構示意圖。 從圖1中可以看出,光復用器在解決光纜線路的擴容或復用中起關鍵性作用,它能將多個光載波(λ1….. λn)進行合波和分波,使光纖纖通信容量成倍提高。 傳統(tǒng)的長途光纖傳輸系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸總是采用低色散第二光學窗口（1300nm范圍）內(nèi)的一個波長或低損耗第三光學窗口（1500/1600nm范圍）內(nèi)的一個波長，并且總是在一個特定的速率上傳輸。為了獲得更高的傳輸能力，可以采用時分復用（tdm）技術或在已有光纜旁鋪設新光纜等二種方法來提高速率。 但第二種方法成本太高,為了獲得更高的傳輸能力,通過提高現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡速率來增加帶寬是一種合理的選擇。但是成熟、低成本高速ic開發(fā)工藝的缺乏，以及光纖介質(zhì)的物理特性（如光纖的偏振模色散）限制了傳輸速率超過40gbps的商用系統(tǒng)發(fā)展。把單根光纖傳輸速率從2.5gbps提高到10gbps能將帶寬提高四倍，而密集波分復用技術（dwdm）能將帶寬提高160倍。所謂密集，是針對相臨波長間隔而言的。過去的wdm系統(tǒng)是幾十納米的通路間隔，現(xiàn)在的通路間隔則小多了，只有0.8～2nm，甚至小于0.8nm為0.4nm。由于dwdm光載波的間隔很密，因而必須采用高分辨率的波分復用器件來選取，如平面波導型或光纖光柵型等新型光器件，而不能再利用熔融的波分復用器件。 dwdm利用一根光纖同時傳輸多個波長，多路高速信號可以在光纖介質(zhì)中同時傳輸，每路信號占用不同波長。 dwdm傳輸?shù)囊粋�顯著特點是“速率透明”，即光學器件和技術在系統(tǒng)中占據(jù)主導地位，如光復用/解復用器，光線路放大器，以及將來超長距離傳輸?shù)墓?r再生技術等。原則上，鏈路上不存在速率受限的器件，不需要改變光線路元件來獲得更高的速率。 2、dwdm系統(tǒng)器件與應用 2.1 dwdm傳輸系統(tǒng)的基本構成 dwdm傳輸系統(tǒng)的基本構成是光復用器、光線路放大器（ola）和光解復用器（圖2）。一個光復用器將所有接收到的l波段（1530nm〜1565nm）和c波段（1570nm〜1620nm）的光波合路為一個波長復用的光信號�，F(xiàn)在的技術可以達到波長間隔0.4nm或者更密，可用波長160個。l和c波段的限制取決于光線路放大器，目前的光線路放大器僅能放大l或c波段中的一個。而且1300nm窗口的光線路放大器還沒有實用化。 摻鉺光纖放大器(edfa) 用光線路放大器（ola）可以克服了高速長距離傳輸?shù)淖畲笳系K,其ola形式有半導體放大器(soa)和摻鉺光纖放大器(edfa)。 由于摻鉺光纖放大器(edfa)成熟并大量應用,具有高增益、高輸出、寬頻帶低噪聲,增長特性與偏振無關,以及數(shù)據(jù)速率與格式透明等一系列優(yōu)點，所以已成為目前大容量長距離的dwdm系統(tǒng)在傳輸技術領域必不可少的技術手段。 一個edfa包括980nm或者1480nm的泵浦激光，它將電子搬運到高能級上。如果入射光波長在l或c波段，這些高能級的電子回遷到低能級，釋放出同入射光相同波長的光子。光域的放大結果同速率沒有關系。根據(jù)光復用和解復用器之間的距離，可以采用不同數(shù)量的edfa進行級聯(lián)，其典型間隔為100公里。該技術