高密度波分复用器

tian7163

高密度波分复用器

为解决频宽的需求，除了铺设新的光缆等方法外，就是在现有的传输网路上架设波分复用器（WDM），若分出的光波长密度甚高，即是高密度波分复用器（DWDM；Dense Wavelength Division Multiplexer）。DWDM 的概念就是将光纤中传输资料的光讯号加以分解，如大家所知，阳光至少可分解出 7种纯色光，因此DWDM内的滤镜最主要的用途即在此：析出纯色的光，因此大家在谈DWDM时，会说到4 or8 or16 channels 的东西，其实说穿了那就是指滤镜的精密程度，能析出多少种不同波长的光，若为 8种，则光纤的可使用频宽就可以提升8倍，因此 DWDM可以大幅降低频宽的建置成本。其基本原理就和彩虹一样，依照光的不同波长分出，进而把多个不同波长的光讯号在同一根光纤中传输，提升传输容量。传输过程中，为怕光讯号衰减必须经由放大，因此DWDM配合掺铒光纤放大器（EDFA）则可充分利用光传输的高频宽特性，使几百个不同波长的光信号在1.5μm波长绦围同时传播于同一条光纤，增加了光传输速率。DWDM可用3种方式作到：

滤波器（Filter），以二氧化硅为镀膜材料，依设计差异，约需经80～100多层以上的镀膜，由于均匀度要求严谨，及镀膜层数高达百层以上，需耗时9～10个小时，OCLI的filter镀膜技术在业界享有一定知名度，OCLI的镀膜设备几乎可以自定规格，再委由设备厂依规格生产设备提供给OCLI，即便如此，OCLI的良率也仅能控制在6~7成左右。用filter方式作出的DWDM系统其温度特性较好，因此如用在室外或海底有温度顾虑之处，就会用filter，不超过16个信道（channel）几乎都用此方式，但到高channel时，最后一个channel的损失会随之增大，用filter作DWDM较简单，且适用于长途传输上。

阵列式波导光栅（array wave guide；AWG），近似半导体制程（采用4或6晶圆，尽管近似半导体制程，但仍有些许差异，例如AWG强调蚀刻的深度，而光罩数则不若一般逻辑多，约2~3道光罩即可），在晶圆上作氧化沉积，再用光蚀刻法做出复杂的光波导，可以作到32个以上的channel数，AWG会有慢慢增加的趋势，适用于人口稠密的大都会区，由于对温度控制较不如filter，因此必须有温度控制器（如power supply）以便作温度补偿，因此在海底电缆系统中，如何提供电源将成为一大问题，较不适用于海底电缆的长途通信，约在温度70度上下才可以运作，目前Lucent、Pirelli（已被康宁购并）有用AWG方式作DWDM，且有专利。

Fiber bragg gratting，利用雷射照在相位光罩上，产生干涉条纹，在一对光感应的光纤上，产生不同折射率的规律性光纤而成为bragg光栅，此种方式较少用，理由是难量产、且多channel时较不适用。

目前filter的专利不多，而AWG专利较多。部份厂商认为虽然AWG可以作到高channel数目的DWDM，但以filter方式组装的DWDM并不会被淘汰，毕竟AWG仍有温度上的问题亟待克服。

DWDM是目前国内外厂商在光通讯领域最热门的投资产品之一，不过在另外的领域，如光开关（optical switch）也开始策划，据说是可以完全取代DWDM的先进技术，值得密切观察！