DWDM技术原理讲解

光纤通信的历史可以追溯到激光器的发明。1960年梅曼制成了世界上第一台激光器---红宝石激光器，这是一台固体激光器，并不适用于光纤通信系统，但却使光通信技术从此起步，开始了其希望之旅。1966年，英藉华人高锟（K.C.Kao）发表了具有历史意义的论文，这篇论文分析了造成损耗的主要原因，认为如果除去玻璃中的杂质，就有可能把损耗降低到每公里20分贝。1970年，林严雄（Hayashi）等人成功地研制出能在室内常温下连续工作的半导体激光器，但连续工作时间只有几个小时。1970年，美国康宁（Corning）公司的三位研究人员马瑞尔（Maurer）等人，首先研制成传输损耗每公里20分贝的光纤，使高锟（K.C.Kao）等人的预言变成了现实。室温半导体激光器和低损耗光纤的出现，使得人们称1970年为“光通信元年”，这一年的技术突破为日后光通信技术的飞速发展打下了良好基础。1977年，室温半导体激光器的连续工作寿命可以达到几万小时。1979年，光纤损耗进一步降至0.2dB/km，已经非常接近理论极限。 1977年，在美国芝加哥和圣塔摩尼卡（Santa Moniea）之间首次开通了商用的光纤通信系统，能同时开通8000路电话（传输速率45兆比/秒）。1988年，在美国与英国、法国之间敷设了越洋的海底光缆（TAT-8）系统，全长6700公里，在海底通信系统中使用光缆的时代也就此开始了。1989年，跨越太平洋的海底光缆（全长13200公里）也建设成功。80年代末、90年代初，AT&T贝尔实验室的厉鼎毅（T.Y.Lee）博士大力倡导波分复用（DWDM）技术。1985年英国南安普顿大学首先研制出掺铒光纤放大器。1990年，比瑞利(Pirelli)研制出第一台商用光纤放大器（EDFA）。1995年，第一套商用DWDM系统在美国佛罗里达获得应用。1997年：我国建设首条DWDM干线（西安—武汉），这也是美国以外地区建设的第一条DWDM传输线路。至2000年，DWDM技术已在全球范围内得到了广泛应用，该技术正迈向成熟。 在过去20年里，光纤通信的发展超乎了人们的想象，光通信网络也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70年代末的PDH系统，90年代中期的SDH系统，以及近来风起云涌的DWDM系统，乃至将来的智能光网络技术，光纤通信系统自身正在快速地更新换代。 DWDM发展迅速的主要原因在于：光电器件的迅速发展，特别是EDFA的成熟和商用化，使在1550nm窗口区域采用DWDM技术成为可能；TDM 10Gb/s以上系统面临着电子元器件的挑战，利用TDM方式已日益接近硅和镓砷技术的极限；已敷设G.652光纤1550nm窗口的高色散限制了TDM 10Gb/s以上系统的传输，光纤色度色散和偏振模色散的影响日益加重。从技术和经济的角度，DWDM技术是目前最经济可行的的扩容技术手段。 波分复用技术从光纤通信出现伊始就出现了，两波长WDM（1310／1550nm）系统80年代就在美国AT&T网中使用，速率为2×1.7Gb／s。但是到90年代中期，WDM系统发展速度并不快，主要原因在于：（1）TDM（时分复用）技术的发展，155Mb／s—622Mb／s—2.5Gb／s TDM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3O％左右。正由于此，在过去的系统升级中，人们首先想到并采用的是TDM技术。（2）波分复用器件还没有完全成熟，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。 1）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。（2）TDM10Gb／s面临着电子元器件的挑战，利用TDM方式已日益接近硅和镓砷技术的极限，TDM已没有太多的潜力可挖，并且传输设备的价格也很高。（3）已敷设G.652光纤1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb／s系统的传输，光纤色度色散和极化模色散的影响日益加重。人们正越来越多地把兴趣从电复用转移到光复用，即从光域上用各种复用方式来改进传输效率，提高复用速率，而WDM技术是目前能够商用化最简单的光复用技术。