波分復用（WDM）入門(mén)：為何波分復用技術(shù)的前景如此光明

  清晨的日出總是讓人著(zhù)迷，光學(xué)同樣讓人類(lèi)著(zhù)迷。多年來(lái)，人類(lèi)對光學(xué)的理解不斷加深--我們掌握了光的測量方法，知道了它如何產(chǎn)生以及如何傳播——并因此建立了我們對宇宙的認識。五十年前，我們掌握了如何使用光纖這一具有革命性意義的新材料來(lái)高效地遠距離傳輸光信號。

  波分復用

  如今，借助在光學(xué)領(lǐng)域內最新、最具影響力的創(chuàng )新，使我們能夠利用不同波長(cháng)的光譜(由光分解產(chǎn)生)。這項擁有巨大潛力的技術(shù)被稱(chēng)為波分復用(wavelength division multiplexing ，WDM)技術(shù)，可以幫助網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商在滿(mǎn)足人們日益增長(cháng)的帶寬需求方面保持領(lǐng)先地位。

  想象一下光線(xiàn)穿過(guò)棱鏡的情景。通過(guò)色散作用，光被分成各種顏色的光，我們會(huì )看到一道“小彩虹”。每一種顏色都代表一組波長(cháng)，也就是一個(gè)“波段”，我們可以把不同波長(cháng)的光分離出來(lái)，并獨立于其他波長(cháng)的光來(lái)進(jìn)行操作。在電信領(lǐng)域，我們利用光纖電纜來(lái)傳輸信息，通常是以紅色或綠色激光的形式。在此過(guò)程中，我們利用光譜中“紅”或“綠”部分內的所有波長(cháng)，而不是隔離單個(gè)波長(cháng)。利用波分復用技術(shù)，可以將激光分為不同波長(cháng)的光, 這意味著(zhù)相同的信息以往在傳輸中會(huì )占用整個(gè)“顏色”波段，而現在只會(huì )占用一小部分波段。這就是波分復用技術(shù)在提升網(wǎng)絡(luò )容量方面如此有前景的原因。

  我們在網(wǎng)絡(luò )中使用“多路復用器”(mux)和“解復用器”(demux)來(lái)部署波分復用技術(shù)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這些產(chǎn)品相當于附著(zhù)在有源設備(激光器)上的透鏡，使我們能夠靈活選擇使用激光器內的各個(gè)波長(cháng)，在光纖中進(jìn)行傳輸。光信號的傳輸(可能代表一個(gè)電話(huà)、一條短信或者一段視頻)隨后通過(guò)激光器進(jìn)行發(fā)送，并由多路復用器引導至特定的波長(cháng)。這些信號與其他不同波長(cháng)的傳輸信號共同沿著(zhù)光纖傳播。然后，解復用器接收并處理這些傳輸信號，將各個(gè)信號分離成負責接收信息的收發(fā)器能夠理解的形式。

  可想而知的是：隨著(zhù)光不斷被分解成越來(lái)越多的波長(cháng)，單根光纖的潛在容量會(huì )急劇增長(cháng)。

  這里需要注意的是，波分復用背后的技術(shù)正在快速發(fā)展——我們還未達到在單根光纖中傳輸不同波長(cháng)信號的極限。粗波分復用(CWDM)技術(shù)為第一代波分復用技術(shù)，可提供多達18個(gè)信道。密集波分復用(DWDM)是一種全新的迭代技術(shù)，可提供多達160個(gè)信道。當今互聯(lián)世界面臨的一個(gè)主要問(wèn)題是光纖資源耗盡，即人們對光纖的需求超過(guò)了網(wǎng)絡(luò )中的可用光纖數量。通過(guò)使用更少的光纖來(lái)傳輸和接收多種服務(wù)，波分復用技術(shù)的發(fā)展可以緩解光纖資源耗盡問(wèn)題。

  隨著(zhù)人們對帶寬需求的不斷增長(cháng)，運營(yíng)商正在尋找所有可行的方法，來(lái)加速網(wǎng)絡(luò )的容量部署——無(wú)論是數據中心、城市蜂窩網(wǎng)絡(luò )，甚至是連接城市的長(cháng)途網(wǎng)絡(luò )等等。波分復用技術(shù)的核心價(jià)值在于，該技術(shù)支持運營(yíng)商在無(wú)需鋪設額外光纜的情況下增加容量。這一點(diǎn)在擁擠的地區尤為重要，因為這些地方很難找到空間來(lái)鋪設額外的光纜。鑒于運營(yíng)商目前所面臨的帶寬需求，波分復用技術(shù)正越來(lái)越多地被部署應用到全球各地。

  網(wǎng)絡(luò )部署通常被分為綠地部署(greenfield)和棕地部署(brownfield)兩大類(lèi)。綠地部署指的是新建網(wǎng)絡(luò )——在“綠色”、未開(kāi)發(fā)的土地上部署網(wǎng)絡(luò )。棕地部署建設通常出現在已經(jīng)開(kāi)發(fā)的空間，人們必須利用(或圍繞)現有基礎設施來(lái)開(kāi)展工作。在綠地環(huán)境下，人們可以很容易地在規劃過(guò)程中添加額外的光纖。然而，在棕地環(huán)境下，就需要考慮到現有的空間限制，而不可能總是能夠添加額外的光纖。鑒于此，要滿(mǎn)足5G、物聯(lián)網(wǎng)和智能社區等的帶寬要求極具挑戰性。在這種環(huán)境中，波分復用技術(shù)是在未來(lái)實(shí)現互聯(lián)互通的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。

  波分復用技術(shù)的創(chuàng )新速度意味著(zhù)在技術(shù)進(jìn)步以及實(shí)施方面不斷取得新進(jìn)展。及時(shí)了解與波分復用技術(shù)產(chǎn)品相關(guān)的功能和最佳實(shí)踐將是大勢所趨?？祵幍墓こ處焸兪冀K致力于幫助網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商們充分利用波分復用技術(shù)，我們將竭誠與您分享我們的專(zhuān)業(yè)知識。

  作者：Ashley Cates

  Ashley Cates在通信技術(shù)領(lǐng)域擁有超過(guò)5年的從業(yè)經(jīng)驗，對康寧光通信產(chǎn)品和服務(wù)有深刻的認識。Ashley負責識別和開(kāi)發(fā)FTTx工具和相關(guān)解決方案，以解決運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )大客戶(hù)的關(guān)鍵問(wèn)題。此外，她還負責提供廠(chǎng)內(ISP)應用/市場(chǎng)的專(zhuān)業(yè)知識，特別是波分復用(WDM)技術(shù)方面的專(zhuān)業(yè)知識。Ashley擁有巴克內爾大學(xué)的工商管理學(xué)士學(xué)位，主修市場(chǎng)、創(chuàng )新和設計課程。