波分复用技术的发展

光纤通信飞速发展，光通信网络成为现代通信网的基础平台。光纤通信系统经历了几个发展阶段，从80年代末的PDH系统，90年代中期的SDH系统，WDM系统，光纤通信系统快速地更新换代。双波长WDM(1310/1550nm)系统80年代在美国AT&T网中使用，速率为2×17Gb/s。　应用WDM技术第一次把复用方式从电信号转移到光信号，在光域上用波分复用(即频率复用)的方式提高传输速率，光信号实现了直接复用和放大，并且各个波长彼此独立，对传输的数据格式透明。当前研究的热点之一是DWDM，DWDM实验室水平可达到100╳10Gbit/s，中继距离400km;30╳40Gbit/s，中继距离85km;64╳5Gbit/s，中继距离720km。密集波分复用DWDM商用水平为320Gbit/s，即一对光纤可传送400万话路。目前商用系统的传输能力仅是单根光纤可能传输容量为数十Tbit/s的1/100。中国开展WDM技术的研究起步比较晚，首先在长途干线上采用WDM技术进行点到点扩容，后在节点上采用OADM、OXC技术进行上/下话路。中国于1997年引进第一套8波长WDM系统，并安装在西安至武汉的干线上。1998年中国开始大规模引进8×2.5Gb/sWDM系统，对总长达2万多km的12条省际光缆干线进行扩容改造。同时各省内干线也相继采用WDM技术扩容，如在“南昌-九江”光缆扩容工程中，采用的就是AT&T公司的设备和双窗口WDM系统，即在G.652光纤的1310nm、1550nm两个低损耗工作窗口分别运行一个系统。这样可在不拆除1310nm窗口原有PDH设备的情况下，利用未使用的1550nm窗口，加开SDH2.5Gb/s系统。为保证中国干线网的高速率、大容量并有足够的余量确保网络安全和未来发展的需要，采用WDM技术的工作已全面展开。

90年代中期，WDM系统发展速度并不快主要原因TDM(时分复用)技术的发展，155Mb/s-622Mb/s-2.5Gb/sTDM技术相对简单。据统计，在2.5Gb/s系统以下(含2.5Gb/s系统)，系统每升级一次，每比特的传输成本下降30%左右。因此在系统升级中，人们首先想到并采用的是TDM技术波分复用器件不成熟。波分复用器/解复用器和光放大器在90年代初才开始商用化，1995年开始WDM技术发展很快，特别是基于掺铒光纤放大器EDFA的1550nm窗口密集波分复用(DWDM)系统。Ciena推出了16×2.5Gb/s系统，Lucent公司推出8×2.5Gb/s系统，目前试验室已达Tb/s速率。

发展迅速的原因光电器件的迅速发展，特别是EDFA的成熟和商用化，使在光放大器(1530～1565nm)区域采用WDM技术成为可能利用TDM方式已接近硅和镓砷技术的极限，TDM已无太多的潜力，且传输设备价格高已敷设G.652光纤1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb/s系统的传输，光纤色散的影响日益严重。从电复用转移到光复用，即从光频上用各种复用方式来提高复用速率，WDM技术是能够商用化最简单的光复用技术。

WDM技术具有很多优势，得到快速发展。可利用光纤的带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍;多波长复用在单模光纤中传输，在大容量长途传输时可大量节约光纤;对于早期安装的电缆，芯数较少，利用波分复用无需对原有系统作较大的改动即可进行扩容操作;由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信业务信号的综合与分离，包括数字信号和模拟信号，以及PDH信号和SDH信号的综合与分离;波分复用通道对数据格式透明，即与信号速率及电调制方式无关。一个WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号，如ATM、IP等;在网络扩充和发展中，是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务(例如CATV、HDTV和B-ISDN等)的有利手段，增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量;利用WDM技术实现网络交换和恢复，从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络;在国家骨干网的传输时，EDFA的应用可以减少长途干线系统SDH中继器的数目，从而减少成本。