CWDM粗波分复用-中国通信标准化协会.DOCVIP

 粗波分复用关键技术及应用 张成良 粗波分复用CWDM）技术的出现使运营商找到一种低价格、高性能传输解决方案，由于CWDM低成本、低功耗、小体积等诸多优点，在城域网有了应用。 1、CWDM 系统优点 CWDM 系统的最大的优势在于成本低，其主要表现在器件、功耗、集成度几个方面。 1.1器件成本低 CWDM技术将大大降低建设和运维成本，特别是激光器和复用器/解复用器成本。对于波长间隔小于50GHz DWDM系统，激光器需要采用精密的温度控制电路来控制波长，有时需要采取波长锁定器等来保证波长的准确性和稳定性。光复用器（滤波器型）则需要精确的上百层多层介质膜器件，为了防止同频和异频串扰，还必须采用多次滤波等。而CWDM 则不需要激光器制冷、波长锁定和精确镀膜等复杂技术，大大降低了设备成本。 1.2功耗低 DWDM系统激光器集成了Peltier致冷器，采用的温度检测和控制电路消耗较大的功率，每波长需要消耗4瓦左右，CWDM的无致冷激光器及其控制电路每波长只需要约0.5瓦左右。对于多波长和高速率的DWDM系统，单盘功耗控制是系统设计中的一个困难问题。采用无致冷激光器的CWDM系统的低功耗减少电源备用蓄电池，降低成本。 1.3体积小，集成度高 CWDM激光器物理尺寸上远小于DFB激光器。DWDM光发射机尺寸是CWDM光发射机的5倍左右。由于CWDM激光器结构和简单的控制电路，单个模块可以实现多路光收发，目前商用器件已经做到4路transceiver集成在一个尺寸仅为16cm(9cm(1.65cm的模块，相当于一路DWDM系统光转发器大小。CWDM系统不使用光放大器，因此有可能设计成结构紧凑的台式或者是盒式设备，非常方便安装和维护。 2、CWDM 关键技术 2.1 波长选择 国际电联（ITU）建议 G.694.2定义了18个从1270nm～1610nm CWDM标称波长，波长间隔为20nm，这种间隔允许在使用无致冷光源条件下，波长的同时传输，CWDM涵盖了单模光纤系统的O、E、S、C、L等五个波段。(管壳温度)范围为0(C~70(C，其热漂移系数约为0.08nm/(C。 标称中心波长值是指在常温下即23(C激光器输出波长。 无源器件滤波特性（如复用器）几乎不随温度变化，一般认为无源器件标称中心波长应该对准激光器35(C时的输出信号波长，因为35(C在整个工作温度范围的中间。也就是说，无源器件标称中心波长应该是(0加上激光器输出从23(C 到35(C的波长漂移值，即(0 + 0.08nm/(C *(35(C -23(C) = (0+1nm。为了解决激光器波长标称温度与实际工作温度不同造成的波长差异问题。ITU将建议G.694.2波长上移1nm（为1271nm/1291nm/…/1611nm），从而使激光器波长在实际环境刚好工作在（1270nm/1290nm/…/1610nm）。 标称中心波长(nm) 1271 1291 1311 1331 1351 1371 1391 1411 1431 1451 1471 1491 1511 1531 1551 1571 1591 1611 表1 CWDM系统标称中心波长 实际应用中，CWDM 产品主要有两种形式，8波长系统和16波长系统。8波长系统是目前应用比较多的系统。从理论上讲，从ITU给出的18个波长选择中任意选择8个都可以作为工作波长。但是考虑到已经敷设光纤的类型和损耗特性，8波长一般选在（1460－1620）nm，也就是S+C+L波段，避开了光纤水峰E波段和损耗较大的O 波段，不需要对光纤提出额外要求。16波长的系统将对光纤的类型提出要求，也就是必须采用损耗平坦的“全波”光纤，而目前此类光纤应用很少。CWDM 主要用于光纤缺乏的接入区域，8波的容量可以满足系统要求。 根据目前激光器制造技术，无致冷激光器在工作条件下及其整个寿命期内，其波长变化应在+/-6~7nm 之内。考虑到足够的相邻通道隔离度和一定的的保护带(一般为最小通道间隔约三分之一)，ITU建议 G.694.2选取20nm为CWDM系统的通道间隔。 CWDM系统无制冷激光器在0(C~70(C输出光波长变化6nm左右，再加上激光器制造过程波长偏差约(3nm，总波长变化不会超过(6nm。光滤波器通带以及相邻通道间波长间隔都必须足够宽以满足无致冷激光器波长偏移的要求，如图1所示。 图1 无致冷激光器输出波长随温度变化 通常CWDM系统通道间隔为20nm，而滤波器通带宽度为13nm左右。激光器中心波长偏移必须考虑与滤波器通带宽度相一致，必须确保激光器输出波长在滤波