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4.4.2 介质薄膜型波分复用器
介质薄膜滤波器型波分复用器是由介质薄膜（DTF）构成的一类芯交互型波分复用器。DTF干涉滤波器是由几十层不同材料、不同折射率和不同厚度的介质膜，按照设计要求组合起来，每层的厚度为1/4波长，一层为高折射率，一层为低折射率，交替叠合而成。当光入射到高折射层时，反射光没有相移；当光入射到低折射层时，反射光经历1800相移。由于层厚1/4波长（900），因而经低折射率层反射的光经历3600相移后与经高折射率层的反射光同相叠加。这样在中心波长附近各层反射光叠加，在滤波器前端面形成很强的反射光。在这高反向射区之外，反射光突然降低，大部分光成为透射光。据此可以使薄膜干涉型滤波器对一定波长范围呈通带，而对另外波长范围呈阻带，形成所要求的滤波特性。薄膜干涉型滤波器的结构原理如图1-21所示。
介质薄膜滤波器波分复用器的主要特点是，设计上可以实现结构稳定的小型化器件，信号通带平坦且与极化无关，插入损耗低，通路间隔度好。缺点是通路数不会很多。具体特点还与结构有关，例如薄膜滤波器型波分复用器在采用软型材料的时候，由于滤波器容易吸潮，受环境的影响而改变波长；采用硬介质薄膜时材料的温度稳定性优于0.0005nm/℃。另外，这种器件的设计和制造过程较长，产量较低，光路中使用环氧树脂时隔离度不易很高，带宽不易很窄。
λ1-4λ1滤波器自聚焦棒透镜λ1λ3滤波器λ2λ3λ4玻璃 图1-21 薄膜干涉滤光器型分波器原理
在波分复用系统中，当只有4至16个波长波分复用时，使用该型波分复用器件，是比较理想的。
2004-01-12
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4.4.3 熔锥型波分复用器
光纤耦合器有两类，应用较广泛的是熔拉双锥（熔锥）式光纤耦合器，即将多根光纤在热熔融条件下拉成锥形，并稍加扭曲，使其熔接在一起。由于不同的光纤的纤芯十分靠近，因而可以通过锥形区的消失波耦合来达到需要的耦合功率。第二种是采用研磨和抛光的方法去掉光纤的部分包层，只留下很薄的一层包层，再将两根经同样方法加工的光纤对接在一起，中间涂有一层折射率匹配液，于是两根光纤可以通过包层里的消失波发生耦合，得到所需要的耦合功率。熔锥式波分复用器件制造简单，应用广泛。
4.4.4 集成光波导型波分复用器
集成光波导型波分复用器是以光集成技术为基础的平面波导型器件，典型制造过程是在硅片上沉积一层薄薄的二氧化硅玻璃，并利用光刻技术形成所需要的图案并腐蚀成型。该器件可以集成生产，在今后的接入网中有很大的应用前景，而且，除了波分复用器之外，还可以作成矩阵结构，对光信道进行上/下分插（OADM），是今后光传送网络中实现光交换的优选方案。 使用集成光波导波分复用器较有代表性的是日本NTT公司制作的阵列波导光栅（Arrayed Waveguide Grating）光合波分波器，它具有波长间隔小、信道数多、通带平坦等优点，非常适合于超高速、大容量波分复用系统使用。其结构示意图如图1-22所示。
波导光栅λ1……λ2自由空间扇形波导扇形波导
图1-22 AWG 波分复用器原理
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4.4.5 波分复用器件性能比较
器件类型 衍射光栅型 介质薄膜型 熔锥型 集成光波导型 机理 角色散 干涉/吸收 波长依赖型 平面波导 表1 各种波分复用器件性能的比较 批量生通道间隔通道数 串音（dB） 产 （nm） 0.5~10 131 一般 ≤-30 1~100 2~32 一般 ≤-25 2~6 较容易 10~100 ≤-（10~45） 1~5 4~32 容易 ≤-25 插入损耗（dB） 3~6 2~6 0.2~1.5 6~11 主要缺点 温度敏感 通路数较少 通路数少 插入损耗大 4.4.6 对光复用器件的基本要求
波分复用器件是波分复用系统的重要组成部分，为了确保波分复用系统的性能，对波分复用器件提出了基本要求，主要是插入损耗小、隔离度大、带内平坦、带外插入损耗变化陡峭，温度稳定性好，复用通路数多，尺寸小等。 1.合波器（OMU）
WDM系统的合波器可以采用各种技术来实现，目前常用的16通路和32通路合波器有集成光波导型和介质薄膜滤波器型，它的相关参数应满足表2合波器参数要求。
表2 合波器参数要求 单位 16通路指标 <10 >40 1548-1561 <0.5 >22 >25 <2 项目 插入损耗 光反射系数 工作波长范围 偏振相关损耗 相邻通路隔离度 非相邻通路隔离度 各通路差损的最大差异 dB dB nm dB dB dB dB 32通路指标 <12 >40 1530-1561 <0.5 >22 >25 <3 2.分波器（ODU）
WDM系统的分波器可以采用各种技术来实现，目前常用的16通路WDM系统分波器有光纤布喇格光栅型、介质薄膜滤波器型和集成光波导型，它的相关参数应满足表3的要求。
表3 合波器参数要求 单位 16通路指标 100 <8 40 >25 >25 0.5 华为机密，未经许可不得扩散
项目 通路间隔 插入损耗 光反射系数 相邻通路隔离度 非相邻通路隔离度 偏振相关损耗 2004-01-12
GHz dB nm dB dB dB 32通路指标 100 <10 40 >25 >25 0.5 第38页, 共46页
各通路差损的最大差异 温度特性 －1dB带宽 －20dB带宽 WDM原理专题
dB nm/C nm nm <2 * >0.2 * <3 * >0.2 * 文档密级：内部公开
4.5 光监控信道
在SDH系统中，网管可以通过SDH帧结构中的开销字节（如E1、E2、D1～D12等）来处理对网络中的设备进行管理和监控，无论是TM、ADM还是REG。与SDH系统不同，在DWDM系统中，在线路放大设备只对业务信号进行光放大，业务信号只有光-光的过程，无业务信号的上下，所以必须增加一个信号对光放大器的运行状态进行监控；其次如果利用波长承载SDH的开销字节，那么利用哪一路SDH信号呢？况且如果DWDM中的信道所承载的业务不是SDH信号而是其它类型的业务时，怎么办？而且让管理和监控信息依赖于业务是不行的。所以必须单独所用一个信道来管理DWDM设备方便。DWDM系统可以增加一个波长信道专用于对系统的管理，这个信道就是所谓的光监控信道（Optical Supervising Channel－OSC）对于采用掺铒光纤放大器（EDFA）技术的光线路放大器，EDFA 的增益区为 1530 nm ~1565 nm， 光监控通路必须位于EDFA有用增益带宽的外面（带外OSC），为1510 nm。监控通路采用信号翻转码 CMI 为线路码型。
4.5.1 光监控通路要求
DWDM对光监控信道有以下要求： 光监控通道不限制光放大器的泵浦波长； 光监控通道不限制两个光线路放大器之间的距离； 光监控通道不限制未来在1310nm波长的业务； 线路放大器失效时光监控通道仍然可用； 根据以上要求：
（1）光监控信道的波长不能为980nm，1480nm，因为掺铒光纤放大器（EDFA）使用以上波长的激光器作泵浦源，拉曼光纤放大器也使用1480nm附近波长的激光器作泵浦源；
（2）光监控信道的波长不能为1310nm，因为这样会占用了1310窗口的带宽资源，妨碍了1310nm窗口的业务；
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光监控信道的接收灵敏度可以做得很高，这样一来，不会因为OSC的功率问题限制站点距离，具体是两个光放大器之间的距离。因此光监控信道需要采用低速率的光信号，保证较高的接收灵敏度。
（3）光监控信道的波长在光放大器的增益带宽以外，这样光放大器失效时光监控通道不会受影响。对于采用掺铒光纤放大器（EDFA）技术的光线路放大器，EDFA的增益光谱区为1528～1610nm，因此，光监控通道波长必须位于EDFA的增益带宽的之外。通常，光监控信道的波长可以为1510nm，或1625nm。
按照ITU-T的建议，DWDM系统的光监控信道应该与主信道完全独立，主信道与监控信道的独立在信号流向上表现的也比较充分。在OTM站，在发方向，监控信道是在合波、放大后才接入监控信道的；在收方向，监控信道是首先被分离的，之后系统才对主信道进行预放和分波。同样在OLA站点，发方向，是最后才接入监控信道；收方向，最先分离出监控信道。可以看出：在整个传送过程中，监控信道没有参与放大，但在每一个站点，都被终结和再生了。这点恰好与主信道相反，主信道在整个过程中都参与了光功率的放大，而在整个线路上没有被终结和再生，波分设备只是为其提供了一个个通明的光通道。
4.5.2 监控通路接口参数
监控通路的接口参数如表4。
表4 监控通路的接口参数 1510nm 2Mbit/s CMI (0~-7dBm) MLM LD * -48dBm 监控波长 监控速率 信号码型 信号发送功率 光源类型 光谱特性 最小接收灵敏度 4.5.3 监控通路的帧结构
监控通路的2Mbit/s系统物理接口应符合G.703要求。其帧结构和比特率符合G.704的规定，如图1-23所示。
0 1 2 3 ........ 16 17 ....... 29 30 31 图1-23 监控通路的帧结构
时隙0 ：帧同步字节。
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