波分復(fù)用（WDM）入門(mén)：為何波分復(fù)用技術(shù)的前景如此光明

  清晨的日出總是讓人著迷，光學(xué)同樣讓人類(lèi)著迷。多年來(lái)，人類(lèi)對(duì)光學(xué)的理解不斷加深--我們掌握了光的測(cè)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(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。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(yuǎn)距離傳輸光信號(hào)。

  波分復(fù)用

  如今，借助在光學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最新、最具影響力的創(chuàng)新，使我們能夠利用不同波長(zhǎng)的光譜(由光分解產(chǎn)生)。這項(xiàng)擁有巨大潛力的技術(shù)被稱(chēng)為波分復(fù)用(wavelength division multiplexing ，WDM)技術(shù)，可以幫助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的帶寬需求方面保持領(lǐng)先地位。

  想象一下光線穿過(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(zhǎng)，也就是一個(gè)“波段”，我們可以把不同波長(zhǎng)的光分離出來(lái)，并獨(dú)立于其他波長(zhǎng)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(nèi)的所有波長(zhǎng)，而不是隔離單個(gè)波長(zhǎng)。利用波分復(fù)用技術(shù)，可以將激光分為不同波長(zhǎng)的光, 這意味著相同的信息以往在傳輸中會(huì)占用整個(gè)“顏色”波段，而現(xiàn)在只會(huì)占用一小部分波段。這就是波分復(fù)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?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中使用“多路復(fù)用器”(mux)和“解復(fù)用器”(demux)來(lái)部署波分復(fù)用技術(shù)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這些產(chǎn)品相當(dāng)于附著在有源設(shè)備(激光器)上的透鏡，使我們能夠靈活選擇使用激光器內(nèi)的各個(gè)波長(zhǎng)，在光纖中進(jìn)行傳輸。光信號(hào)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(fù)用器引導(dǎo)至特定的波長(zhǎng)。這些信號(hào)與其他不同波長(zhǎng)的傳輸信號(hào)共同沿著光纖傳播。然后，解復(fù)用器接收并處理這些傳輸信號(hào)，將各個(gè)信號(hào)分離成負(fù)責(zé)接收信息的收發(fā)器能夠理解的形式。

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

  這里需要注意的是，波分復(fù)用背后的技術(shù)正在快速發(fā)展——我們還未達(dá)到在單根光纖中傳輸不同波長(zhǎng)信號(hào)的極限。粗波分復(fù)用(CWDM)技術(shù)為第一代波分復(fù)用技術(shù)，可提供多達(dá)18個(gè)信道。密集波分復(fù)用(DWDM)是一種全新的迭代技術(shù)，可提供多達(dá)160個(gè)信道。當(dāng)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(duì)光纖的需求超過(guò)了網(wǎng)絡(luò)中的可用光纖數(shù)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(fù)用技術(shù)的發(fā)展可以緩解光纖資源耗盡問(wèn)題。

  隨著人們對(duì)帶寬需求的不斷增長(zhǎng)，運(yùn)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(shù)據(jù)中心、城市蜂窩網(wǎng)絡(luò)，甚至是連接城市的長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)等等。波分復(fù)用技術(shù)的核心價(jià)值在于，該技術(shù)支持運(yùn)營(yíng)商在無(wú)需鋪設(shè)額外光纜的情況下增加容量。這一點(diǎn)在擁擠的地區(qū)尤為重要，因?yàn)檫@些地方很難找到空間來(lái)鋪設(shè)額外的光纜。鑒于運(yùn)營(yíng)商目前所面臨的帶寬需求，波分復(fù)用技術(shù)正越來(lái)越多地被部署應(yīng)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(shè)通常出現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)的空間，人們必須利用(或圍繞)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)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(guī)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(xiàn)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(qū)等的帶寬要求極具挑戰(zhàn)性。在這種環(huán)境中，波分復(fù)用技術(shù)是在未來(lái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。

  波分復(fù)用技術(shù)的創(chuàng)新速度意味著在技術(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(fù)用技術(shù)產(chǎn)品相關(guān)的功能和最佳實(shí)踐將是大勢(shì)所趨?？祵幍墓こ處焸兪冀K致力于幫助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商們充分利用波分復(fù)用技術(shù)，我們將竭誠(chéng)與您分享我們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

  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(yàn)，對(duì)康寧光通信產(chǎn)品和服務(wù)有深刻的認(rèn)識(shí)。Ashley負(fù)責(zé)識(shí)別和開(kāi)發(fā)FTTx工具和相關(guān)解決方案，以解決運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)大客戶(hù)的關(guān)鍵問(wèn)題。此外，她還負(fù)責(zé)提供廠內(nèi)(ISP)應(yīng)用/市場(chǎng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，特別是波分復(fù)用(WDM)技術(shù)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。Ashley擁有巴克內(nèi)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(shè)計(jì)課程。