波分複用技術

在同一根光纖中同時讓兩個或兩個以上的光波長信號通過不同光信道各自傳輸信息，稱為光波分複用技術，簡稱WDM。光波分複用包括頻分複用和波分複用。光頻分複用（frequency-division multiplexing,FDM）技術和光波分複用（WDM）技術無明顯區別，因為光波是電磁波的一部分，光的頻率與波長具有單一對應關係。通常也可以這樣理解，光頻分複用指光頻率的細分,光信道非常密集。光波分複用指光頻率的粗分，光信道相隔較遠，甚至處於光纖不同窗口。

光波分複用一般應用波長分割複用器和解複用器（也稱合波/分波器）分別置於光纖兩端，實現不同光波的耦合與分離。這兩個器件的原理是相同的。光波分複用器的主要類型有熔融拉錐型，介質膜型，光柵型和平面型四種。其主要特性指標為插入損耗和隔離度。通常，由於光鏈路中使用波分複用設備後，光鏈路損耗的增加量稱為波分複用的插入損耗。當波長L1,L2通過同一光纖傳送時，在與分波器中輸入端L2的功率與L1輸出端光纖中混入的功率之間的差值稱為隔離度。

（1）充分利用光纖的低損耗波段，增加光纖的傳輸容量，使一根光纖傳送信息的物理限度增加一倍至數倍。我們只是利用了光纖低損耗譜（1310nm-1550nm）極少一部分，波分複用可以充分利用單模光纖的巨大帶寬約25THz，傳輸帶寬充足。

(2）具有在同一根光纖中，傳送2個或數個非同步信號的能力，有利於數字信號和模擬信號的兼容，與數據速率和調製方式無關，在線路中間可以靈活取出或加入信道。

(3）對已建光纖系統，尤其早期鋪設的芯數不多的光纜，只要原系統有功率餘量，可進一步增容，實現多個單向信號或雙向信號的傳送而不用對原系統作大改動，具有較強的靈活性。

(4）由於大量減少了光纖的使用量，大大降低了建設成本、由於光纖數量少，當出現故障時，恢復起來也迅速方便。

(5）有源光設備的共享性，對多個信號的傳送或新業務的增加降低了成本。

(6）系統中有源設備得到大幅減少，這樣就提高了系統的可靠性。

由於多路載波的光波分複用對光發射機、光接收機等設備要求較高，技術實施有一定難度，同時多纖芯光纜的應用對於傳統廣播電視傳輸業務未出現特別緊缺的局面，因而WDM的實際應用還不多。但是，隨着有線電視綜合業務的開展，對網絡帶寬需求的日益增長，各類選擇性服務的實施、網絡升級改造經濟費用的考慮等等，WDM的特點和優勢在CATV傳輸系統中逐漸顯現出來，表現出廣闊的應用前景，甚至將影響CATV網絡的發展格局。一般的WDM複用設備具備至少兩種或兩種信號以上。可分為兩波、四波、八波、十六波等。以兩波為列下設帶光/電模塊的switch音頻信號可設PCM設備和轉換接口設備。一般提供兩路備份。

時分複用（ TDM）、頻分複用（ FDM）、碼分複用（ CDM）、波分複用（ WDM）。

(1）時分複用（TDM）：當信道達到的數據傳輸率大於各路信號的數據傳輸率總和時，可以將使用信道的時間分成一個個的時間片（時隙），按一定規則將這些時間片分配給各路信號，每一路信號只能在自己的時間片內獨佔信道進行傳輸，所以信號之間不會互相干擾。

(2）頻分複用（FDM)

當信道帶寬大於各路信號的帶寬時，可以將信道分割成若干個子信道，每個子信道用來傳輸一路信號。或者説是將頻率劃分成不同的頻率段，不同路的信號在不同的頻段內傳送，各個頻段之間不會相互影響，所以不同路的信號可以同時傳送。

(3）碼分複用（CDM)

這種技術多用於移動通信，不同的移動台（或手機）可以使用同一個頻率，但是每個移動台（或手機）都被分配帶有一個獨特的“碼序列”，該序列碼與所有別的“碼序列”都有不同，所以各個用户相互之間也沒有干擾。因為是靠不同的“碼序列”來區分不同的移動台（或手機），所以又叫做“碼分多址”技術

(4）波分複用（WDM)

這是FDM在光纖信道的一個變例。是指在一根光纖上不只是傳送一個載波，而是同時傳送多個波長不同的光載波。這樣一來，原來在一根光纖上只能傳送一個光載波的單一信道變為可傳送多個不同波長光載波的信道，從而使得光纖的傳輸能力成倍增加。

光波分複用是將兩種或多種不同波長的光載波信號（攜帶有名種類型的信息），在發送端經複用器（亦稱合波器，multiplexer）把這些光載波信號匯合在一起，並耦合到光線路中同一根光纖中進行傳輸；在接收端經分波器（亦稱解複用器或去複用器，demulti-plexer）將各種波長的光載波進行分離，然後由光接收機相應的進一步處理恢復信號。這種複用方式稱為波分複用。可以是單向傳輸，也可以是雙向傳輸。

WDM本質上是光域上的頻分複用（FDM）技術，WDM系統的每個信道通過頻域的分割來實現。每個信道佔用一段光纖的帶寬，與過去同軸電纜FDM技術不同的是：

(1）傳輸媒介不同，WDM系統是光信號上的頻率分割，而同軸系統是電信號上的頻率分割。

(2）在每個通路上，同軸電纜系統傳輸的是模擬的4KHZ語音信號，而WDM系統每個通路上傳輸的是數字信號SDH2.5Gbit/s或更高速率的數字信號。