波分復(fù)用（WDM）光纖通信系統(tǒng)技術(shù)及運(yùn)用研究

張艷冰

摘要：本文首先簡(jiǎn)要闡述了波分復(fù)用（WDM）的應(yīng)用特點(diǎn)，進(jìn)而分別從光源選擇、光纖信號(hào)輸出、設(shè)計(jì)復(fù)用器以及解復(fù)用器等方面分析波分復(fù)用（WDM）光纖通信系統(tǒng)技術(shù)中的具體應(yīng)用情況，并對(duì)技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)和光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做出分析，旨在充分發(fā)揮波分復(fù)用（WDM）的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)光纖通信系統(tǒng)的高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞：波分復(fù)用（WDM）;光纖通信系統(tǒng);光纖信號(hào)

引言：

伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用和普及，社會(huì)生活出現(xiàn)了方方面面的變化，光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用予以人們生活諸多便利，通信網(wǎng)絡(luò)打破了時(shí)間和空間的限制，人與人的距離越來越近、人與通信網(wǎng)絡(luò)的距離也在不斷拉近。光纖技術(shù)不同于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，無論是傳輸效率，還是傳輸安全性都具有顯著優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前較為廣泛的技術(shù)類別。

一、波分復(fù)用（WDM）的應(yīng)用特點(diǎn)

波分復(fù)用（WDM）具有多方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中，不僅可以顯著提高光纖傳輸容量、同步傳送多個(gè)非同步信號(hào)，而且應(yīng)用起來較為簡(jiǎn)單靈活、切實(shí)減少噪聲干擾問題，還可以減少光纖使用數(shù)量，促使光纖通信系統(tǒng)更好地發(fā)揮自身功效、提高工作效率。

第一，應(yīng)用波分復(fù)用（WDM）于光纖通信系統(tǒng)中，能夠充分利用光纖傳輸中的低損耗波段，實(shí)現(xiàn)低損耗波段的最大化利用，破除既往光纖通信系統(tǒng)傳輸容量有限的問題，促使現(xiàn)有的光纖傳輸容量能夠達(dá)到原有光纖傳輸容量的一倍、甚至幾倍。當(dāng)前階段，對(duì)于光纖低損耗的應(yīng)用還不是十分全面，將波分復(fù)用技術(shù)一同應(yīng)用其中，則可以很好地發(fā)揮光纖低損耗的應(yīng)用效能，促使單模光纖寬帶始終保持在25THz，信息傳輸可供利用的傳輸帶寬也十分充足且方便。

第二，應(yīng)用波分復(fù)用（WDM）于光纖通信系統(tǒng)中，可以充分提高信號(hào)傳輸效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)的兼容作用，在同一時(shí)間段內(nèi)，便可以直接運(yùn)用一根光纖完成信號(hào)傳輸，整個(gè)信號(hào)傳輸過程中，還可以隨時(shí)添加信道。

第三，波分復(fù)用技術(shù)自身的應(yīng)用靈活性較高，升級(jí)改造也較為直接方便，減少噪聲干擾。過去，光纖傳輸系統(tǒng)通信信號(hào)極易受到噪聲干擾，促使信號(hào)傳輸質(zhì)量受損。在波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用后，則可以顯著降低噪聲危害，促使光纖信號(hào)傳輸更加穩(wěn)定安全，這樣一來，不僅能夠提高信號(hào)傳輸穩(wěn)定性和傳輸效率，還可以減少多余的成本投入，切實(shí)推動(dòng)光纖通信系統(tǒng)的大范圍推廣。

第四，波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中，能夠相應(yīng)減少光纖數(shù)量，整個(gè)信號(hào)傳輸不再需要大量的光纖便能夠完成，促使光纖成本投入大大減少、光纖通信系統(tǒng)建設(shè)成本減少，光纖減少的同時(shí)，還能夠同步降低對(duì)用戶的不良干擾、提高工作效率，充分彰顯出波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中的自適應(yīng)優(yōu)勢(shì)。

二、波分復(fù)用（WDM）光纖通信系統(tǒng)技術(shù)中的具體應(yīng)用

（一）光源選擇

事實(shí)上，雖然光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用，帶動(dòng)了信息傳輸工作的高效能展開，但光纖通信系統(tǒng)自身抗干擾能力較差，在一定程度上制約了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定進(jìn)行，需要相應(yīng)采取措施，不斷提高光纖通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)容量和抗干擾能力，更好地滿足人們的通信需求。正是出于對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量和抗干擾能力的需求，波分復(fù)用技術(shù)相應(yīng)出現(xiàn)。波分復(fù)用技術(shù)（WDM）充分利用光纖的強(qiáng)大支撐力，實(shí)現(xiàn)信息的快速傳輸和分配。波分復(fù)用（WDM）所應(yīng)用的光纖具備較強(qiáng)的信息傳輸量，無論是圖片信息、電話信息，還是視頻信息，抑或是控制信號(hào)，都可以直接傳輸給多個(gè)用戶。在信息接收端，還可以進(jìn)行信息組合，基于不同的用戶需求進(jìn)行信號(hào)分發(fā)。波分復(fù)用（WDM）應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中，則能夠在一定程度上優(yōu)化光源選擇。對(duì)于光源選擇問題，過去，主要運(yùn)用發(fā)光二極管作為基本的光源，發(fā)光二極管雖然能夠達(dá)成基本應(yīng)用效能，但是由于自身功率小、能量低，促使長(zhǎng)期使用往往難以達(dá)成理想的應(yīng)用效果。在現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展下，除了原有的發(fā)光二極管，激光二極管開始慢慢進(jìn)入人們的視線，成為一種光源選擇方式。激光二極管和原有發(fā)光二極管相比，能夠有效克服發(fā)光二極管的不足，不僅能夠直接生成短波長(zhǎng)的光、減少波導(dǎo)之間的相互干擾，還可以實(shí)現(xiàn)信息傳輸效率的顯著提高，盡可能排除信息傳輸過程中的干擾性因素，促使信息傳輸更加直接和方便，在一定程度上促使光源能夠更加穩(wěn)定地發(fā)揮自身應(yīng)用效果。需要注意的是，激光二極管很容易受到環(huán)境溫度的影響，當(dāng)環(huán)境溫度隨之變化時(shí)，激光二極管的輸出功率、發(fā)射波長(zhǎng)也會(huì)隨之發(fā)生諸多轉(zhuǎn)變。鑒于此，想要合理選擇光源、設(shè)計(jì)光纖傳輸系統(tǒng)，則應(yīng)當(dāng)合理把控環(huán)境溫度，盡可能營(yíng)造一個(gè)穩(wěn)定、和諧的系統(tǒng)環(huán)境，保證激光二極管的正常處理和使用。

（二）光纖信號(hào)輸出

對(duì)于光纖信號(hào)輸出，應(yīng)用波分復(fù)用（WDM）則能夠起到重要的應(yīng)用價(jià)值。基于波分復(fù)用技術(shù)，則可以充分發(fā)揮容量拓展的功效，促使光纖傳輸系統(tǒng)能夠更好地發(fā)揮自身效果，整個(gè)信號(hào)傳輸過程更加穩(wěn)定安全，光纖通信系統(tǒng)也能夠保持完整可靠狀態(tài)。需要明確的是，將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)明顯表現(xiàn)便是信號(hào)輸出情況。通常而言，如果選擇不同的光源、光源型號(hào)存在差別，在輸出端往往也可以直接輸出不同類別的信號(hào)，這也就在一定程度上能夠更好地保障信息自身的安全性和穩(wěn)定性。

（三）設(shè)計(jì)復(fù)用器以及解復(fù)用器

無論是生產(chǎn)復(fù)用器與解復(fù)用器，還是設(shè)計(jì)復(fù)用器與解復(fù)用器，都需要對(duì)生產(chǎn)成本、應(yīng)用性能進(jìn)行考量，確保復(fù)用器能夠更好地發(fā)揮自身效用。在使用復(fù)用器和解復(fù)用器時(shí)，也需要對(duì)其自身的能耗情況進(jìn)行分析，促使復(fù)用器和解復(fù)用器不僅能夠滿足基本的工作質(zhì)量要求，而且還能夠不斷減小能耗，切實(shí)推進(jìn)光纖通信系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。當(dāng)前階段應(yīng)用較為廣泛的復(fù)用器主要包括介質(zhì)薄膜濾波型波分復(fù)用器以及解復(fù)用器、光柵型波分復(fù)用器以及解復(fù)用器。對(duì)于介質(zhì)薄膜濾波型波分復(fù)用器，自身溫度特性較好，光纖參數(shù)往往也不會(huì)影響到器件設(shè)計(jì)情況。對(duì)于光柵型波分復(fù)用器，基于光柵結(jié)構(gòu)的作用，可以較為精準(zhǔn)地把控中心發(fā)射波長(zhǎng)，形成良好的作用效果，反射率最高可達(dá)100%，但是這種復(fù)用器及解復(fù)用器自身回波反射過高，為了減小這種回波，往往還需要額外使用光隔離器。

對(duì)波分復(fù)用（WDM）光纖通信系統(tǒng)技術(shù)展開系統(tǒng)研究和分析，需要嚴(yán)格把控波導(dǎo)寬度，如果波導(dǎo)寬度不符合規(guī)范，則極易促使后續(xù)復(fù)用器以及解復(fù)用器的使用出現(xiàn)質(zhì)量問題。在此情況下，則需要合理把控波導(dǎo)寬度，并能夠?qū)Σㄩg變動(dòng)情況展開系統(tǒng)研究和分析，還可以在波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用過程中的實(shí)際表現(xiàn)進(jìn)行勘測(cè)，挖掘波間變動(dòng)中可能會(huì)出現(xiàn)的溫度不合理問題。并且，復(fù)用器和解復(fù)用器無論是在外觀，抑或是設(shè)計(jì)方法、制造工藝都存在明顯差別，但是在實(shí)際使用期間，則不需要對(duì)二者進(jìn)行明顯區(qū)分，可以直接基于工作要求按照波長(zhǎng)長(zhǎng)短靈活選擇設(shè)備類別，還可以相應(yīng)測(cè)試波導(dǎo)，完成波光敏感度的智能化測(cè)試和分析。

三、波分復(fù)用（WDM）的注意事項(xiàng)

雖然將波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中能夠顯著提高通信信號(hào)傳輸效率，但是在具體應(yīng)用時(shí)，也需要就造價(jià)成本問題和技術(shù)問題進(jìn)行考量。一方面，波分復(fù)用技術(shù)費(fèi)用成本較高，往往需要投入較高的成本，這也促使許多光纖鋪設(shè)廠家雖然想要運(yùn)用波分復(fù)用技術(shù)，但也受制于成本因素。在今后的技術(shù)研究中，則可以從成本造價(jià)問題入手，靈活調(diào)整費(fèi)用投入，例如在設(shè)備生產(chǎn)造價(jià)環(huán)節(jié)，促使波分復(fù)用技術(shù)的費(fèi)用成本能夠更加適用于通信使用。另一方面，波分復(fù)用技術(shù)難度較高，如果是應(yīng)用于城域網(wǎng)，往往還需要同時(shí)運(yùn)用多個(gè)光分插復(fù)用器，這些光分插復(fù)用器則能夠相應(yīng)提高設(shè)備配置的靈活性。但是在我國(guó)，光分插復(fù)用器的研究還十分有限，普及率也不高，需要在今后的技術(shù)研究中，能夠充分關(guān)注光分插復(fù)用器的使用問題，從而設(shè)計(jì)和研制出更多低成本、高性能的高分叉復(fù)用器。

四、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)開始呈現(xiàn)出翻天覆地的變化，無論是信息傳輸效率，還是信息傳輸功能，抑或是信息存儲(chǔ)，都在一次次改進(jìn)和優(yōu)化，光纖通信技術(shù)也開始朝向嶄新的趨勢(shì)演進(jìn)。首先，光纖通信系統(tǒng)將會(huì)不斷朝向超大容量和超高速度的方向演進(jìn)，從而有效應(yīng)對(duì)不斷增大的通信需求。事實(shí)上，之所以波分復(fù)用技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中，很大程度上便在于其能夠增大傳輸容量、提高傳輸效率，促使光纖通信系統(tǒng)更好地滿足人們的通信需求。現(xiàn)階段，時(shí)分系統(tǒng)還有很多大的開發(fā)空間，采用波分復(fù)用系統(tǒng)則能夠?qū)崿F(xiàn)光纖寬帶資源最大化，提高傳輸效率，減少不必要的功能損耗。其次，為了充分利用波分復(fù)用，光纖通信技術(shù)也開始在原有技術(shù)基礎(chǔ)上，改進(jìn)和優(yōu)化波分復(fù)用系統(tǒng)和多種設(shè)備，促使光纖通信技術(shù)能夠朝向光聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，這樣一來，原有的大容量光網(wǎng)絡(luò)不會(huì)受到任何干擾，又能夠滿足日益增大的網(wǎng)絡(luò)容量需求，即使在信號(hào)傳輸過程中出現(xiàn)任何問題，也可以直接進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)和網(wǎng)絡(luò)修復(fù)。再次，光纖通信技術(shù)研發(fā)力度不斷增強(qiáng)，也開始朝向新一代光纖技術(shù)方向演進(jìn)，非零色散光纖則是一種新型技術(shù)類別，本身應(yīng)用效果好，還可以滿足城域網(wǎng)、干線網(wǎng)的多種功能要求。

結(jié)論：綜上所述，對(duì)波分復(fù)用（WDM）光纖通信系統(tǒng)技術(shù)及運(yùn)用情況展開分析具有至關(guān)重要的意義。波分復(fù)用可以顯著增大光纖傳輸容量、降低成本投入，促使光纖通信系統(tǒng)能夠更好地發(fā)揮自身應(yīng)用性能，今后，也應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)技術(shù)研究，著力推進(jìn)光纖通信系統(tǒng)的高效率、高水平、高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]柴俊，張必龍，楊崢崢.一種基于波分復(fù)用的射頻光傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].艦船電子對(duì)抗，2021，44（04）：97-100.

[2]陸卓彥.光纖通信系統(tǒng)中光傳輸技術(shù)分析及維護(hù)[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2021（02）：135-137.

[3]黃媛，趙家鈺，王金東，等.一種基于波分復(fù)用的實(shí)時(shí)光纖信道偏振補(bǔ)償系統(tǒng)[J].光學(xué)學(xué)報(bào)，2020，40（14）：52-61.