波分复用器：一文带你了解是什么？从工作原理、应用领域、隔离度、作用、连接方式、结构、分类、与耦合器的区别到价格全解析

  波分复用器（WDM,Wavelength Division Multiplexer），在5G网络普及、数据中心流量爆炸式增长的今天，如同光纤中的“交通指挥官”，通过将不同波长的光信号“分装”到同一根光纤的不同“车道”，实现传输容量的指数级提升。四川88858cc永利集团将从技术原理到应用场景，全面解析这一光纤通信的核心器件。

  一、波分复用器是什么？

  波分复用器是一种基于光波长复用技术的全光纤无源器件，其核心功能是将多个不同波长的光信号合并（合波）或分离（分波），实现单根光纤的多路信号并行传输。例如，在城域网中，一根光纤可同时传输8路、16路甚至96路不同波长的光信号，每路信号独立承载数据，互不干扰。

  1、技术本质：

  光波分复用（WDM）与光频分复用（FDM）本质相同，均利用光的频率与波长的单一对应关系实现信号分离。区别在于，WDM的波长间隔较大（如CWDM的20nm间隔），而FDM的波长间隔极小（如DWDM的0.4nm间隔），适用于不同场景。

  2、典型应用场景：

  电信骨干网：实现跨省、跨国的大容量数据传输

  数据中心互联：解决数据中心间海量数据交互需求

  5G前传网络：支撑5G基站与核心网的高带宽连接

  企业专网：为金融、医疗等行业提供高安全性通信链路

  二、波分复用器的工作原理：光信号的“分装与拆分”

  波分复用器的工作流程可分为合波与分波两个阶段，其核心原理基于光的干涉与衍射效应。

  1、合波过程（发送端）

  在发送端，多个不同波长的光信号（如λ₁=1271nm、λ₂=1291nm、λ₃=1311nm）通过光纤输入到波分复用器的公共端（Common Port）。复用器内部的多层介质膜滤波器（TFF）会选择性透过特定波长的光，同时反射其他波长。例如：

  λ₁通过第一个滤波器后直接输出到合波端口；

  λ₂和λ₃被第一个滤波器反射，进入第二个滤波器；

  λ₂通过第二个滤波器后输出，λ₃被反射至第三个滤波器并最终输出。

  通过多级滤波器的级联，所有波长信号被合并到同一根光纤中传输。

  公式表达：

  合波损耗（Insertion Loss）计算公式：

  其中，Pout为输出功率，Pin为输入功率。

  2、分波过程（接收端）

  在接收端，混合光信号进入波分解复用器后，每个滤波器会反向操作：仅允许特定波长透过，其余波长被反射。例如：

  第一个滤波器透过λ₁，反射λ₂和λ₃；

  第二个滤波器从反射光中透过λ₂，反射λ₃；

  第三个滤波器透过λ₃。

  最终，各波长信号被分离并导入对应的接收设备。

  关键公式：

  通道隔离度（Isolation）是衡量分波性能的核心指标，其计算公式为：

  其中，Pi为目标通道输出功率，Pj为干扰通道输出功率。隔离度越高，串扰越小，信号质量越优。

  三、波分复用器的应用领域：从骨干网到企业专网的全覆盖

  1、电信骨干网：DWDM的“容量担当”

  在跨省、跨国骨干网中，密集波分复用器（DWDM）通过0.4nm的极窄波长间隔，可在C波段（1525-1565nm）和L波段（1565-1625nm）支持96个波长通道，单纤传输容量达9.6Tbps（96×100Gbps）。例如，中国移动的骨干网已广泛采用DWDM技术，实现全国数据的高速互联。

  2、数据中心互联：CWDM的“性价比之选”

  数据中心间需传输海量数据，但光纤资源有限。粗波分复用器（CWDM）以20nm的宽波长间隔支持18个通道（1271-1611nm），虽容量低于DWDM，但成本仅为DWDM的1/3，且无需半导体制冷器，功耗降低80%。例如，阿里云的数据中心互联方案中，CWDM模块被用于短距离（≤40km）的低成本传输。

  3、5G前传网络：半有源WDM的“灵活方案”

  5G基站与核心网间需传输大量小基站数据，传统光纤直驱成本高昂。半有源WDM方案通过在基站端部署无源CWDM模块，在核心网端部署有源DWDM设备，实现低成本、高可靠性的前传网络。例如，华为的5G前传解决方案中，CWDM模块支持10km传输，满足城域覆盖需求。

  4、企业专网：定制化WDM的“安全通道”

  金融、医疗等行业对数据安全性要求极高。定制化WDM系统可通过加密波长信号、物理隔离通道等方式，为企业提供专属的高安全性通信链路。例如，工商银行的数据中心间采用DWDM系统，实现核心业务数据的加密传输。

  四、波分复用器的隔离度：衡量WDM性能的“金标准”

  隔离度是波分复用器的核心性能指标，其定义为目标通道与干扰通道之间的功率衰减比，单位为dB。隔离度越高，串扰越小，信号误码率越低。

  1、隔离度的重要性

  在DWDM系统中，波长间隔仅0.4nm，若隔离度不足（如<30dB），相邻通道的串扰会导致信号失真，甚至引发通信中断。例如，在100Gbps传输中，隔离度每降低1dB，误码率可能上升一个数量级。

  2、隔离度测试方法

  第三方检测机构通常采用可调谐激光器（TLS）与光谱分析仪（OSA）组合测试隔离度：

  将TLS波长调谐至目标通道λᵢ；

  用OSA测量所有通道输出功率；

  计算目标通道与干扰通道的功率差，即隔离度。

  测试标准：

  相邻通道隔离度：≥35dB（DWDM）、≥25dB（CWDM）

  非相邻通道隔离度：≥50dB（DWDM）、≥40dB（CWDM）

  五、波分复用器的作用：光纤通信的“容量倍增器”

  波分复用器的核心作用是通过波长复用技术，突破单波长传输的容量限制，实现光纤传输容量的指数级提升。其具体价值体现在：

  1、提升光纤利用率

  单根光纤的带宽资源有限，传统单波长传输仅利用部分带宽。WDM技术通过复用多个波长，可充分利用光纤的低损耗窗口（如C波段、L波段），将光纤利用率提升至接近理论极限。

  2、降低建网成本

  在城域网建设中，光纤租赁成本高昂。WDM技术可通过单纤传输多路信号，减少光纤使用量，降低建网成本。例如，采用8通道CWDM系统，可将光纤需求减少至原来的1/8。

  3、支持业务灵活扩展

  WDM系统支持波长级业务调度，可通过增加波长通道快速扩展容量，无需更换光纤或设备。例如，从8通道升级至16通道，仅需更换复用器模块，无需改动现有光纤链路。

  六、波分复用器的连接方式：从单纤到双纤的全场景覆盖

  波分复用器的连接方式需根据应用场景选择，常见方案包括：

  1、单纤双向传输（BiDi）

  通过双向复用器（BiDi WDM），可在单根光纤中同时传输上行（如1310nm）和下行（如1550nm）信号。该方案适用于光纤资源紧张的场景，如企业专网、校园网等。

  连接步骤：

  将发送端光模块（如1310nm）连接至BiDi WDM的TX端口；

  将接收端光模块（如1550nm）连接至BiDi WDM的RX端口；

  将BiDi WDM的公共端连接至光纤跳线。

  2、双纤单向传输

  在骨干网等大容量场景中，通常采用双纤单向传输方案，即发送端和接收端分别使用独立光纤。该方案可避免双向传输的干扰，提升系统稳定性。

  连接步骤：

  将发送端多个波长光模块连接至合波器的输入端口；

  将合波器的输出端口连接至发送光纤；

  在接收端，将接收光纤连接至分波器的输入端口；

  将分波器的输出端口连接至对应接收光模块。

  七、波分复用器的结构图：从滤波器到光栅的多样化设计

  波分复用器的内部结构因技术路线不同而差异显著，常见类型包括：

  1、介质薄膜型（TFF）

  介质薄膜型WDM由多层介质膜滤波器（TFF）级联而成，每个滤波器仅允许特定波长透过。例如，6通道TFF型WDM包含6个滤波器，每个滤波器有3根尾纤（输入、反射、输出），通过级联实现波长分离。

  2、衍射光栅型

  衍射光栅型WDM利用光栅的衍射效应分离波长。其核心器件为反射式衍射光栅，当混合光照射到光栅时，不同波长的光因衍射角不同而被分离。例如，16通道衍射光栅型WDM可通过单个光栅实现所有波长的分离。

  3、熔融拉锥型

  熔融拉锥型WDM通过将两根光纤熔融拉伸形成耦合区，实现波长分离。其原理基于光纤模式的耦合效应，当混合光进入耦合区时，特定波长的光会从一根光纤耦合至另一根光纤。例如，1×2型熔融拉锥型WDM可将输入光分离为两个波长输出。

  八、波分复用器的分类：从CWDM到DWDM的全谱系覆盖

  根据波长间隔和应用场景，波分复用器可分为以下类型：

  1、粗波分复用器（CWDM）

  波长间隔：20nm

  通道数：18个（1271-1611nm）

  特点：成本低、功耗小、无需温控

  应用：城域网接入层、企业专网、5G前传

  2、密集波分复用器（DWDM）

  波长间隔：0.8nm（100GHz）或0.4nm（50GHz）

  通道数：96个（C+L波段）

  特点：容量高、隔离度优、需温控

  应用：电信骨干网、数据中心互联

  3、阵列波导光栅（AWG）

  波长间隔：可定制（如1.6nm、0.8nm）

  通道数：32-128个

  特点：集成度高、体积小、适合大规模部署

  应用：数据中心、5G前传

  九、波分复用器的与耦合器的区别：波长维度与功率维度的分野

  波分复用器与光纤耦合器虽均为光无源器件，但功能与设计差异显著：

  示例：

  若需将1310nm和1550nm信号合并到单根光纤，需使用WDM；

  若需将1310nm信号按50:50比例分配到两根光纤，需使用耦合器。

  十、价格参考：88858cc永利集团的WDM产品矩阵

  88858cc永利最新版是国内领先的光通信器件供应商，其WDM产品覆盖CWDM、DWDM、AWG等多个系列，价格因通道数和技术规格而异。以下为部分产品价格参考：

  价格说明：

  以上价格为参考价，实际价格可能因订单量、技术规格调整；

  购买前建议联系88858cc永利集团客服确认库存与技术参数。

  结语：WDM——光纤通信的“未来钥匙”

  从城域网到骨干网，从5G前传到数据中心互联，波分复用器已成为光纤通信扩容的核心引擎。随着DWDM通道数突破100、CWDM成本持续下降、AWG集成度不断提升，WDM技术正推动通信网络向更高容量、更低成本、更灵活的方向演进。对于企业而言，选择适合自身需求的WDM方案，不仅是提升网络性能的关键，更是构建未来竞争力的战略投资。