光纤、光缆与介质

波分复用

Wavelength Division Multiplexing · WDM
图解WDM

定义

在一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号,把光纤容量按波长切分。

图解

同样一根光纤,靠不同波长塞进更多路信号 · 间隔越窄,通道越多,器件越难做CWDM20nm8–9 波LWDM / MWDM2–4.5nm16 波量级DWDM0.8nm40 波以上波长由左至右递增(示意);实际 DWDM 波长间隔按 ITU-T 栅格划分,并有 50GHz / 100GHz 等不同栅格。
波分复用的波长梳 三种波分方案的核心差别是波长间隔:CWDM 间隔 20nm,激光器温漂容忍度高、成本低;DWDM 间隔 0.8nm 级,通道数最多但对激光器波长精度与温控要求最严。LWDM/MWDM 是介于两者之间的过渡方案,在接入与城域场景里兼顾成本与容量。
模块命名里的那串字母 · 直接对应能跑多远、用什么光纤、要不要相干SR多模 · ≤100mDR单模并行 · 500mFR单模 WDM · 2kmLR单模 WDM · 10kmER / ZR30km / 80km+← 短距:并行多芯、成本优先长距:波分 / 相干、性能优先 →SR/DR 用「并行光纤」堆速率:8 芯、16 芯同时收发,所以 MPO 连接器是标配。FR/LR 用「波分」省光纤:把多路波长合到 2 芯 LC 双工上,布线密度问题迎刃而解。ER/ZR 转入相干体制,靠 DSP 解调相位,代价是功耗与成本明显上台阶。
传输距离档位 光模块命名里的字母(SR/DR/FR/LR/ER/ZR)是距离档位的简称,它同时决定了光纤类型、通道复用方式(并行还是波分)以及是否需要相干体制。看到型号先看这几个字母,比看速率更能判断它用在哪。

说明

波分复用(WDM)让多路不同波长的光信号在同一根光纤中同时传输,是提升光纤利用率最基本的手段。按波长间隔由宽到窄,可分为 CWDM(20nm)、LWDM/MWDM(2–4.5nm)与 DWDM(0.8nm 级)。

三者的取舍是典型的「容量 vs 成本」:间隔离得越窄,可容纳的通道越多,但对激光器的波长精度与温控要求越严,器件成本越高。DWDM 用于长距骨干追求容量,CWDM 用于成本敏感场景,LWDM/MWDM 介于两者之间。

在数据中心内部,波分复用的主要价值不是容量,而是节省光纤:FR/LR 档位用 2 芯 LC 双工替代 8 芯甚至 16 芯的并行光缆,能显著缓解布线密度问题。这也是 FR/LR 在新建项目中占比上升的原因。

关键数字

20nm / 0.8nmCWDM 与 DWDM 的间隔对比
AWG / MZI / 微环常用实现器件
2 芯替代 16 芯数据中心场景的核心价值

关键要点

  • 细分口径:DWDM(密集,间隔 0.8nm 级)、CWDM(粗波分,间隔 20nm)、LWDM/MWDM(局域网与城域过渡方案)。
  • 是光互连扩容最基础的手段,与微环调制器等硅光器件高度配合。
  • 模块级已用 CWDM4/LWDM4/FR4/FR8 等 WDM 光学方案把纤芯数从 16 芯降到 2 芯。
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