四種WDM技術(shù)：SWDM、CWDM、DWDM、LWDM

byfibermall

AI大模型、HPC、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等業(yè)務(wù)快速發(fā)展，帶動(dòng)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施快速增長(zhǎng)，對(duì)高速、高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖黾印?/p>

提高光模塊速率的方法有三種：

高階調(diào)制技術(shù)，例如NRZ→PAM4→xQAM

提高光器件的速度（更高的波特率），比如從25G→50G→100G→200G

增加并行通道數(shù)（更多通道）：增加光纖對(duì)數(shù)，如采用4對(duì)多模光纖的SR4，傳輸100G（每通道25G）；采用波分復(fù)用，如采用一對(duì)單模光纖的LR4，傳輸100G（每波長(zhǎng)25G），或采用40GBiDi，傳輸40G（單纖雙向，每波長(zhǎng)20G）

讓我們集中討論一下波分復(fù)用的思想。

什么是波分復(fù)用？

波分復(fù)用（WDM）是光纖通信中用來(lái)增加數(shù)據(jù)傳輸容量和速度的一種技術(shù)，它將光信號(hào)分成多個(gè)波長(zhǎng)，每個(gè)波長(zhǎng)承載獨(dú)立的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)互不干擾的傳輸。

常見(jiàn)WDM分類(lèi)

WDM傳輸方式常見(jiàn)的有兩種，即雙纖單向和單纖雙向。

單纖雙向是指在單根光纖上同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)不同方向傳輸?shù)墓馔ǖ?，所采用的波長(zhǎng)互相分離，每個(gè)波長(zhǎng)往一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)雙方全雙工通信。

雙纖單向是指所有光路同時(shí)在一根光纖上朝同一個(gè)方向傳輸，不同波長(zhǎng)攜帶不同的光信號(hào)，在發(fā)送端合路，通過(guò)一根光纖傳輸，在接收端進(jìn)行解復(fù)用，完成多路光信號(hào)的傳輸，反方向則通過(guò)另一根光纖傳輸，兩個(gè)方向的傳輸分別由兩根光纖完成。

多模光纖和單模光纖環(huán)境中有不同的波分復(fù)用技術(shù)

對(duì)于多模光纖，通常采用短距離波分復(fù)用（SWDM）；對(duì)于單模，則首選長(zhǎng)距離波分復(fù)用。長(zhǎng)距離波分復(fù)用技術(shù)主要有CWDM、DWDM、LAN-WDM等。單纖雙向波分復(fù)用主要以BiDi技術(shù)為代表，既可用于多模環(huán)境，也可用于單模環(huán)境。此外，在400G、800G中，也有波分復(fù)用的使用，如SR4.2、DR4.2、DR8.2等，后面我們會(huì)單獨(dú)介紹。

短波分復(fù)用

SWDM（短波分復(fù)用）與單模上的CWDM類(lèi)似。SWDM將傳統(tǒng)多模光纖使用的850nm延伸到850nm-950nm，延長(zhǎng)了多模光纖的傳輸波長(zhǎng)。它采用高性?xún)r(jià)比的短波垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）光源和優(yōu)化的寬帶多模光纖（WBMMF），將4個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用到1根多模光纖上進(jìn)行傳輸，將所需的光纖芯數(shù)減少到原來(lái)的1/4，同時(shí)增加光纖的有效模態(tài)帶寬（EMB），延長(zhǎng)傳輸距離。SWDM使用的工作波長(zhǎng)從850nm開(kāi)始，每30nm增加一個(gè)波長(zhǎng)，分別是：850nm、880nm、910nm和940nm。

2017年3月，100G短波分復(fù)用多源協(xié)議（SWDMMSA）小組首次發(fā)布了40G和100GSWDM標(biāo)準(zhǔn)，MSA為以太網(wǎng)100Gbit/s光發(fā)射機(jī)定義了4x10Gbps和4x25GbpsSWDM光接口，40G傳輸距離可達(dá)440m，100G傳輸距離可達(dá)150m。

雙向

BiDi（Bidirectional）即單纖雙向，也就是說(shuō)在一根光纖中可以同時(shí)發(fā)送和接收兩個(gè)方向的光信號(hào)。

在數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景下，使用BiDi可以節(jié)省光纖鏈路資源，這一點(diǎn)在老舊的數(shù)據(jù)中心尤為突出。因此，多模40G和100GBiDi模塊經(jīng)常被大量使用。40G/100GBiDiSR光模塊的傳輸波長(zhǎng)通常為850nm和900nm，因此比較準(zhǔn)確的模塊描述模式是40G/100GBiDiSR1.2（相對(duì)于后來(lái)的400GSR4.2）。

除了數(shù)據(jù)中心使用的多模BiDi，還有用于長(zhǎng)距離傳輸?shù)膯文iDi模塊，如果傳輸距離在40km以?xún)?nèi)，光模塊的波長(zhǎng)通常為1310nm/1550nm，1310nm/1490nm，如果傳輸距離超過(guò)40km，波長(zhǎng)通常為1550nm/1490nm。

粗波分復(fù)用

CWDM（粗波分復(fù)用器）具有18個(gè)不同的波長(zhǎng)通道。每個(gè)通道的不同波長(zhǎng)相隔20nm，使用波長(zhǎng)范圍從1270nm到1610nm。CWDM支持的通道比DWDM少，因此緊湊且經(jīng)濟(jì)高效，是短距離通信的理想解決方案。CWDM系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)是成本低。

100GCWDM4QSFP28是CWDM4MSA組織于2014年公布的標(biāo)準(zhǔn)，采用1271nm、1291nm、1311nm、1331nm四個(gè)中心波長(zhǎng)進(jìn)行光信號(hào)傳輸。該標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)有的100GSR4QSFP28和100GLR4QSFP28基礎(chǔ)上，提供了兼容的覆蓋距離（2km）和低成本的解決方案。

密集波分復(fù)用

DWDM即密集波分復(fù)用，信道間隔為1.6/0.8/0.4nm（200GHz/100GHz/50GHz）。與CWDM信道相比，每個(gè)信道占用20nm空間，在同一根光纖上可以復(fù)用更多的波長(zhǎng)，從而提高傳輸容量。DWDM系統(tǒng)可以提供最大160波的單纖傳輸容量，使單根光纖的傳輸容量提高幾十倍到幾百倍，大大節(jié)省光纖資源，降低線路建設(shè)成本。主要用于干線網(wǎng)中長(zhǎng)距離、大容量的數(shù)據(jù)傳輸。在EDFA（摻鉺光纖放大器）的幫助下，DWDM系統(tǒng)可以在數(shù)千公里的范圍內(nèi)工作。

局域網(wǎng)絡(luò)

LAN-WDM基于以太網(wǎng)信道的波分復(fù)用，其信道間隔為200~800GHz，介于DWDM（100GHz、50GHz）與CWDM（約3THz）之間。LAN-WDM波長(zhǎng)范圍采用1269nm至1332nm波段內(nèi)波長(zhǎng)間隔為4nm的12個(gè)波長(zhǎng)（1269.23、1273.54、1277.89、1282.26、1286.66、1291.1、1295.56、1300.05、1304.58、1309.14、1313.73、1318.35nm）。LAN-WDM工作波長(zhǎng)的特點(diǎn)是位于零色散附近，色散小，穩(wěn)定性好。LAN-WDM最多可以支持12個(gè)波長(zhǎng)和25G，增加了容量，可以進(jìn)一步節(jié)省光纖。最常用的是LAN-WDM4，傳輸距離約10km，使用波長(zhǎng)為1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm、1309.14nm。

SR4.2、DR4.2、DR8.2

400G、800G也采用SR4.2、DR4.2、DR8.2等波分復(fù)用技術(shù)。以400GBASE-SR4.2為例，光收發(fā)器速率為400Gbps，SR表示連接距離在150m以?xún)?nèi)，4表示4對(duì)光纖（8芯），2表示每芯承載2個(gè)波長(zhǎng)。采用BiDi和PAM4（50Gbps）技術(shù)，采用850nm和910nm兩波長(zhǎng)復(fù)用，通過(guò)8根光纖并行傳輸實(shí)現(xiàn)400Gbps。

多模應(yīng)用場(chǎng)景中的多模光纖

新建數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心往往更多使用OM4光纖，OM4的有效帶寬是OM3的兩倍以上，傳輸距離更長(zhǎng)。OM5相比OM4主要拓寬了高帶寬通道，可以支持850nm~950nm波段的傳輸，在使用波分復(fù)用時(shí)，比OM4提供更高的有效帶寬和更長(zhǎng)的傳輸距離。在40G/100G/400G非WDM場(chǎng)景下，OM4和OM5性能沒(méi)有區(qū)別，在使用WDM（如BiDi、SWDM、SR4.2）時(shí)，OM5可以提供比OM4更長(zhǎng)的傳輸距離。因此，在數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心進(jìn)行布線時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇多模光纖的類(lèi)型。

生成海報(bào)

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來(lái)自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí)，并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁(yè)或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書(shū)面權(quán)利通知或不實(shí)情況說(shuō)明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開(kāi)相關(guān)鏈接。