魯維德 摘要：本文主要介紹dwdm(密集波分復(fù)用)傳輸系統(tǒng)新技術(shù)與器件應(yīng)用,并著重對(duì)實(shí)用dwdm光發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)與組成特點(diǎn)作分析說(shuō)明。 關(guān)鍵詞：光復(fù)用器 分布反饋式激光器 fec(前向錯(cuò)誤糾正) 數(shù)字封包技術(shù) 調(diào)制器 近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，通信領(lǐng)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(zhǎng)，信息時(shí)代要求越來(lái)越大容量的傳輸網(wǎng)路。 當(dāng)承載長(zhǎng)途傳輸使用的光纖都已經(jīng)被占用時(shí), 為了避免數(shù)據(jù)高速路上的流量堵塞，網(wǎng)絡(luò)提供商需要提供一種快速、靈活、低成本的帶寬擴(kuò)展技術(shù)，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(jìn)行擴(kuò)容。其中之一是轉(zhuǎn)向密集波分復(fù)用（dwdm）數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，它有效增加了現(xiàn)有光纖基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)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(fù)用)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與技術(shù) 所謂密集波分復(fù)用(dwdm)技術(shù)，就是為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資源，根據(jù)每一通路光波的頻率(或波長(zhǎng))不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)通路，把光波作為信號(hào)的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器(光合波器)將不同規(guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)送入一根光纖進(jìn)行傳輸；在接收端，再由一波分復(fù)用器(光分波器)將這些不同波長(zhǎng)承載不同信號(hào)的光載波分開的復(fù)用方式。 由于不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)可以看作互相獨(dú)立(不考慮光纖非線性時(shí))，從而在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。雙向傳輸?shù)膯?wèn)題也很容易解決，只需將兩個(gè)方向的信號(hào)分別安排在不同波長(zhǎng)傳輸即可。根據(jù)波分復(fù)用器的不同，可復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)也不同，從2個(gè)至n個(gè)不等，現(xiàn)在商用化的一般是8波長(zhǎng)、16波長(zhǎng)和32波長(zhǎng)等系統(tǒng)，這取決于所允許的光載波波長(zhǎng)的間隔大小，其圖1為dwdm系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 從圖1中可以看出,光復(fù)用器在解決光纜線路的擴(kuò)容或復(fù)用中起關(guān)鍵性作用,它能將多個(gè)光載波(λ1….. λn)進(jìn)行合波和分波,使光纖纖通信容量成倍提高。 傳統(tǒng)的長(zhǎng)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(xué)窗口（1300nm范圍）內(nèi)的一個(gè)波長(zhǎng)或低損耗第三光學(xué)窗口（1500/1600nm范圍）內(nèi)的一個(gè)波長(zhǎng)，并且總是在一個(gè)特定的速率上傳輸。為了獲得更高的傳輸能力，可以采用時(shí)分復(fù)用（tdm）技術(shù)或在已有光纜旁鋪設(shè)新光纜等二種方法來(lái)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(guò)提高現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)速率來(lái)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(guò)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(fù)用技術(shù)（dwdm）能將帶寬提高160倍。所謂密集，是針對(duì)相臨波長(zhǎng)間隔而言的。過(guò)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(fù)用器件來(lái)選取，如平面波導(dǎo)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(fù)用器件。 dwdm利用一根光纖同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)，多路高速信號(hào)可以在光纖介質(zhì)中同時(shí)傳輸，每路信號(hào)占用不同波長(zhǎng)。 dwdm傳輸?shù)囊粋�(gè)顯著特點(diǎn)是“速率透明”，即光學(xué)器件和技術(shù)在系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，如光復(fù)用/解復(fù)用器，光線路放大器，以及將來(lái)超長(zhǎng)距離傳輸?shù)墓?r再生技術(shù)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(lái)獲得更高的速率。 2、dwdm系統(tǒng)器件與應(yīng)用 2.1 dwdm傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成 dwdm傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成是光復(fù)用器、光線路放大器（ola）和光解復(fù)用器（圖2）。一個(gè)光復(fù)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(gè)波長(zhǎng)復(fù)用的光信號(hào)。現(xiàn)在的技術(shù)可以達(dá)到波長(zhǎng)間隔0.4nm或者更密，可用波長(zhǎng)160個(gè)。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(gè)。而且1300nm窗口的光線路放大器還沒有實(shí)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(zhǎng)距離傳輸?shù)淖畲笳系K,其ola形式有半導(dǎo)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(yīng)用,具有高增益、高輸出、寬頻帶低噪聲,增長(zhǎng)特性與偏振無(wú)關(guān),以及數(shù)據(jù)速率與格式透明等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以已成為目前大容量長(zhǎng)距離的dwdm系統(tǒng)在傳輸技術(shù)領(lǐng)域必不可少的技術(shù)手段。 一個(gè)edfa包括980nm或者1480nm的泵浦激光，它將電子搬運(yùn)到高能級(jí)上。如果入射光波長(zhǎng)在l或c波段，這些高能級(jí)的電子回遷到低能級(jí)，釋放出同入射光相同波長(zhǎng)的光子。光域的放大結(jié)果同速率沒有關(guān)系。根據(jù)光復(fù)用和解復(fù)用器之間的距離，可以采用不同數(shù)量的edfa進(jìn)行級(jí)聯(lián)，其典型間隔為100公里。該技術(shù)