WDM

       這種在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術，稱為波分復用。

發(fā)展前景

       WDM是一種在光域上的復用技術，形成一個光層的網(wǎng)絡既“全光網(wǎng)”，將是光通訊的最高階段。建立一個以WDM和OXC(光交叉連接)為基礎的光網(wǎng)絡層，實現(xiàn)用戶端到端的全光網(wǎng)連接，用一個純粹的“全光網(wǎng)”消除光電轉換的瓶頸，將是未來的趨勢。WDM技術還是基于點到點的方式，但點到點的WDM技術作為全光網(wǎng)通訊的第一步，也是最重要的一步，它的應用和實踐對于全光網(wǎng)的發(fā)展。

       WDM（波分復用器）的發(fā)展前景相當樂觀，這主要基于多個方面的因素。以下是對WDM發(fā)展前景的詳細分析：

一、市場需求持續(xù)增長

       數(shù)據(jù)通信需求增加：隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等技術的迅猛發(fā)展，全球及中國對數(shù)據(jù)通信的需求持續(xù)增長。這些技術帶來的數(shù)據(jù)傳輸量呈現(xiàn)出爆炸式增長的態(tài)勢，對光通信網(wǎng)絡的帶寬和傳輸速度提出了更高要求。WDM技術以其高效、大容量的數(shù)據(jù)傳輸解決方案，將直接受益于這一趨勢，推動波分復用器市場的快速增長。

       網(wǎng)絡基礎設施建設：全球范圍內(nèi)，尤其是中國，網(wǎng)絡基礎設施建設的不斷推進為WDM行業(yè)提供了廣闊的市場空間。政府對信息基礎設施建設的投入，如寬帶中國戰(zhàn)略和新型城鎮(zhèn)化建設，為行業(yè)發(fā)展提供了有力支持。

二、技術創(chuàng)新與升級

       傳輸帶寬和信道密度提升：波分復用器作為光通信領域的核心技術之一，其性能不斷提升，成本逐漸降低，應用領域也在不斷擴展。例如，多載波技術的運用，如OFDM等，將進一步增強波分復用器的性能，滿足更高速、更低延遲的傳輸需求。

       新技術應用普及：隨著新技術如400Gbps相干端口等的應用普及，WDM系統(tǒng)的傳輸效率和性能將得到進一步提升。這些新技術的出現(xiàn)和應用將推動WDM波分復用器市場的持續(xù)增長。

三、應用領域拓展

       傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡：WDM技術在傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡中已經(jīng)得到廣泛應用，未來隨著網(wǎng)絡升級和擴容的需求增加，WDM波分復用器的市場需求將持續(xù)增長。

       數(shù)據(jù)中心和城域網(wǎng)：隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴大和城域網(wǎng)建設的加速，對高速、大容量 通信 網(wǎng)絡的需求不斷增加。WDM技術以其獨特的優(yōu)勢在這些領域得到越來越廣泛的應用，推動了波分復用器市場的拓展。

四、競爭格局與機遇

       市場競爭激烈：WDM波分復用器行業(yè)市場競爭激烈，國內(nèi)外企業(yè)競相角逐。然而，這種競爭也促進了技術創(chuàng)新和產(chǎn)品升級，為整個行業(yè)帶來了活力。

       合作與競爭并存：國內(nèi)外企業(yè)相互促進，共同推進行業(yè)發(fā)展。一方面，國內(nèi)企業(yè)通過技術創(chuàng)新和市場拓展提升競爭力；另一方面，國外企業(yè)也積極進入中國市場，尋求合作與發(fā)展機遇。

五、政策支持與投資增加

       政府政策支持：政府對光通信行業(yè)的支持政策不斷出臺，為WDM波分復用器行業(yè)的發(fā)展提供了有力保障。這些政策包括資金扶持、稅收優(yōu)惠、技術創(chuàng)新獎勵等，降低了企業(yè)的經(jīng)營成本，提高了企業(yè)的創(chuàng)新動力。

       投資增加：隨著市場對WDM波分復用器需求的增加和技術創(chuàng)新的推動，越來越多的投資者開始關注這一領域。投資增加將進一步推動行業(yè)的快速發(fā)展和市場規(guī)模的擴大。

       綜上所述，WDM波分復用器的發(fā)展前景相當樂觀。在市場需求持續(xù)增長、技術創(chuàng)新與升級、應用領域拓展、競爭格局與機遇以及政策支持與投資增加等多重因素的推動下，WDM波分復用器行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間和更加美好的未來。

用途

       DWDM能夠在同一根光纖中，把不同的波長同時進行組合和傳輸。為了保證有效，一根光纖轉換為多個虛擬光纖。所以，如果你打算復用8個光纖載波（OC），即一根光纖中傳輸8路信號，這樣傳輸容量就將從2.5 Gb/s提高到20 Gb/s。 由于采用了DWDM技術，單根光纖可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量最大達到40Gb/s。隨著廠商在每根光纖中加入更多信道，每秒兆兆位的傳輸速度指日可待。

技術

       波分復用技術是將一系列載有信息、但波長不同的光信號合成一束，沿著單根光纖傳輸；在接收端再用某種方法，將各個不同波長的光信號分開的通信技術。這種技術可以同時在一根光纖上傳輸多路信號，每一路信號都由某種特定波長的光來傳送，這就是一個波長信道。

       WDM本質(zhì)上是光域上的頻分復用FDM技術。每個波長通路通過頻域的分割實現(xiàn)，每個波長通路占用一段光纖的帶寬。WDM系統(tǒng)采用的波長都是不同的，也就是特定標準波長，為了區(qū)別于SDH系統(tǒng)普通波長，有時又稱為彩色光接口，而稱普通光系統(tǒng)的光接口為"白色光口"或"白光口"。

       通信系統(tǒng)的設計不同，每個波長之間的間隔寬度也有不同。按照通道間隔的不同，WDM可以細分為CWDM(稀疏波分復用)和DWDM(密集波分復用)。CWDM的信道間隔為20nm，而DWDM的信道間隔從0.2nm 到1.2nm，所以相對于DWDM，CWDM稱為稀疏波分復用技術。

體系結構

       Win32設備驅(qū)動程序體系結構

現(xiàn)狀

       由于需要支持新的業(yè)務和新的PC外部設備類型對驅(qū)動程序開發(fā)造成了新的挑戰(zhàn)。新型總線增加了設備的數(shù)量和對設備驅(qū)動程序的需求。設備上各種功能的不斷增加使驅(qū)動程序的開發(fā)變得越來越復雜。同時，快速反應的交互式應用程序要求將軟件和硬件緊密的結合在一起。1997年，在用于Windows 95和Windows NT的統(tǒng)一的Win32驅(qū)動程序模型（WDM）有了進一步的發(fā)展，將這些因素全部考慮在內(nèi)。WDM允許使用一個單一的驅(qū)動程序源（x86二進制）來同時在Windows 95和Windows NT中實現(xiàn)對新的總線和新設備的支持。

目標

       WDM的關鍵目標是通過提供一種靈活的方式來簡化驅(qū)動程序的開發(fā)，使在實現(xiàn)對新硬件支持的基礎上減少并降低所必須開發(fā)的驅(qū)動程序的數(shù)量和復雜性。WDM還必須為即插即用和設備的電源管理提供一個通用的框架結構。WDM是實現(xiàn)對新型設備的簡便支持和方便使用的關鍵組件。

       為了實現(xiàn)這些目標，WDM只能以Windows NT I/O子系統(tǒng)提供的一組通用服務為基礎。WDM改進了由一組核心擴展構成的功能實現(xiàn)對即插即用、設備電源管理、和快速反應I/O流的支持。除了通用的平臺服務和擴展外，WDM還實現(xiàn)了一個模塊化的、分層次類型的微型驅(qū)動程序結構。類型驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)了支持通用總線、協(xié)議、或設備類所需的功能性接口。類驅(qū)動程序的一般特性是為邏輯設備的命令設置、協(xié)議、和代碼重用所需的總線接口實現(xiàn)標準化提供必要的條件。WDM對標準類接口的支持減少了Windows 95和Windows NT所需的設備驅(qū)動程序的數(shù)量和復雜性。

硬件支持

       微型驅(qū)動程序允許通用類驅(qū)動程序的擴展實現(xiàn)對特定設備協(xié)議或物理編程接口的支持。例如，一個微型驅(qū)動程序可以被用于實現(xiàn)對IEEE 1394總線類驅(qū)動程序的擴展，用于對特定主機控制器編程接口的支持。微型驅(qū)動程序非常易于開發(fā)，因為它們可以通過簡單的擴展通用的類驅(qū)動程序接口功能來實現(xiàn)。盡管微型驅(qū)動程序設計簡便，但是重復使用微型驅(qū)動程序模塊所帶來的優(yōu)點也可以通過對標準設備編程接口的支持來實現(xiàn)。USB主機控制器接口（OpenHCI或UHCI）就是這方面的一個例子。

       模塊化的WDM體系結構靈活統(tǒng)一的接口使操作系統(tǒng)可以動態(tài)的配置不同的設備驅(qū)動程序模塊來支持特定的設備。模塊化的WDM體系結構靈活統(tǒng)一的接口使操作系統(tǒng)可以動態(tài)的配置不同的驅(qū)動程序模塊來支持特定的設備。一個典型的驅(qū)動程序堆棧由通用設備、協(xié)議、和用特定協(xié)議和特定總線的微型驅(qū)動程序聯(lián)接的總線類驅(qū)動程序構成。例如，操作系統(tǒng)可以配置一個驅(qū)動程序堆棧來支持這樣一個照相機，它的命令是用圖象類定義的，并且它是根據(jù)來自IEEE 1394總線類的功能控制協(xié)議（FCP）類而發(fā)表的。這種靈活性還使其可以很容易的支持一個多功能設備，僅需簡單的實現(xiàn)一個微型驅(qū)動程序?qū)⒍喙δ苡布c幾個設備類的接口相連接。動態(tài)構造WDM驅(qū)動程序堆棧是實現(xiàn)即插即用設備支持的關鍵。 

系統(tǒng)應用

       WDM服務使實現(xiàn)一個用于Windows NT和Windows 95快速反應的模型成為可能。WDM提供了多個執(zhí)行優(yōu)先級包括核心態(tài)和非核心態(tài)線程、IRQ級別、和被延緩的程序調(diào)用（DPC）。所有的WDM類和微型驅(qū)動程序都作為核心態(tài)（第0層）的特權級線程（不會被CPU調(diào)度程序中斷）執(zhí)行。32個IRQ級可以被用于區(qū)分硬件中斷服務的優(yōu)先級。對于每個中斷，DPC被排入隊列等到被啟用中斷的IRQ服務例程完成后再執(zhí)行。DPCs通過有效的減少中斷被禁止的時間，使系統(tǒng)對中斷的響應獲得了很大的提高。對于使用多處理器的基于x86的PC系統(tǒng)，在Windows　NT下對中斷的支持是以Intel的多處理器規(guī)范1.4版本為基礎的。

軟件應用

       對于需要活動的多媒體的應用程序，WDM在核心態(tài)提供了快速反應的接口來處理I/O流。WDM的流接口是通過標準的WDM類接口提供出的。對于WDM，一個多媒體流完全可以用一個或多個軟件過濾器和設備驅(qū)動程序來處理。為了加速對I/O流的處理，WDM流可以直接對硬件進行訪問，避免了由于進行非核心態(tài)和核心態(tài)之間的轉換而造成的延遲，并且還省取了對中間I/O緩沖區(qū)的需要。

       要充分利用WDM提供的優(yōu)點，建議你使用即插即用兼容的電源管理輸入、聲音、圖形、和使用USB和IEEE 1394的存儲外圍設備。

       WDM驅(qū)動程序可以在Windows NT上與現(xiàn)有的Windows NT驅(qū)動程序共存，也可以在Windows 95上與現(xiàn)有的Windows 95驅(qū)動程序共存?，F(xiàn)有的Windows NT 和Windows 95驅(qū)動程序?qū)⒗^續(xù)被支持，但是卻不能使用WDM的先進優(yōu)點。由微軟提供的可擴展的WDM類驅(qū)動程序是支持新設備的最好選擇。在開始開發(fā)一個新的WDM類驅(qū)動程序之前，硬件開發(fā)者應當請教微軟公司以取得對特定設備類的支持信息。一旦有可能，就采用僅編寫一次類驅(qū)動程序，然后通過使用WDM的微型驅(qū)動程序來將其擴展成針對特定硬件接口的驅(qū)動程序的方法。

兩個波長

       這種復用技術在20世紀70年代初時僅用兩個波長：1310 nm窗口一個波長，1550 nm窗口一個波長，利用WDM技術實現(xiàn)單纖雙窗口傳輸，這是最初的波分復用的使用情況。

粗波分復用

       繼在骨干網(wǎng)及長途網(wǎng)絡中應用后，波分復用技術也開始在城域網(wǎng)中得到使用，主要指的是粗波分復用技術。CWDM使用1 200~1 700 nm的寬窗口，主要應用波長在1 550 nm的系統(tǒng)中，當然1 310 nm波長的波分復用器也在研制之中。粗波分復用(大波長間隔)器相鄰信道的間距一般≥20 nm，它的波長數(shù)目一般為4波或8波，最多16波。當復用的信道數(shù)為16或者更少時，由于CWDM系統(tǒng)采用的DFB激光器不需要冷卻，在成本、功耗要求和設備尺寸方面，CWDM系統(tǒng)比DWDM系統(tǒng)更有優(yōu)勢，CWDM越來越廣泛地被業(yè)界所接受。CWDM無需選擇成本昂貴的密集波分解復用器和“光放” EDFA，只需采用便宜的多通道激光收發(fā)器作為中繼，因而成本大大下降。如今，不少廠家已經(jīng)能夠提供具有2~8個波長的商用CWDM系統(tǒng)，它適合在地理范圍不是特別大、數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展不是非?？斓某鞘惺褂?。

密集波分復用

       密集波分復用技術(DWDM)可以承載8～160個波長，而且隨著DWDM技術的不斷發(fā)展，其分波波數(shù)的上限值仍在不斷地增長，間隔一般 ≤1.6 nm，主要應用于長距離傳輸系統(tǒng)。在所有的DWDM系統(tǒng)中都需要色散補償技術(克服多波長系統(tǒng)中的非線性失真——四波混頻現(xiàn)象)。在16波DWDM系統(tǒng)中，一般采用常規(guī)色散補償光纖來進行補償，而在40波DWDM系統(tǒng)中，必須采用色散斜率補償光纖補償。DWDM能夠在同一根光纖中把不同的波長同時進行組合和傳輸，為了保證有效傳輸，一根光纖轉換為多根虛擬光纖。采用DWDM技術，單根光纖可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量高達400 Gbit/s，隨著廠商在每根光纖中加入更多信道，每秒太位的傳輸速度指日可待。

技術水平

       就現(xiàn)有WDM系統(tǒng)傳輸容量的試驗水平來看，北電等公司的1.6Tbit/s(160(10Gbit/s)WDM系統(tǒng)已經(jīng)成功。在后來的展覽上，北電推出80(80Gbit/s的WDM系統(tǒng)，總容量為6.4Tbit/s。此外，朗訊公司采用80nm譜寬的光放大器創(chuàng)造了波長數(shù)高達1022的世界記錄。同時，我們了解到一些世界著名公司現(xiàn)有的WDM系統(tǒng)的各項指標。

       在國內(nèi)，WDM技術的研究和開發(fā)不僅活躍，而且進展也十分迅速。武漢郵電科學研究院(WRI)、北京大學、清華大學、郵電部五所先后進行了傳輸實驗或者建設試驗工程。例如：武漢郵電科學研究院在1997年10月成功地進行了16(2.5Gbit/s600km單向傳輸系統(tǒng)，1998年10月在北京‘98國際通信展覽會上展示了32(2.5Gbit/s的WDM傳輸系統(tǒng)，并且容量為40(10Gbit/s的WDM系統(tǒng)也進行了傳輸實驗，更高技術水平的WDM系統(tǒng)正在實驗當中。

       華為，愛立信，中興，烽火等廠家均有WDM相關布局，華為的WDM全球市場占有率已經(jīng)躍居第一。100G WDM 產(chǎn)品已經(jīng)正式商用，400G技術驗證以及實驗已經(jīng)在實驗室開展測試。

機務術語

       WDM：Wire Digram Manual，線路施工手冊。該手冊對飛機線路連接、布局等進行了規(guī)定。

       譯為線路圖手冊，是航空維修中的常用手冊之一，對飛機的線路做了詳細的標識，包括導線清單，設備清單等10張清單和各系統(tǒng)的圖示。

和頻分復用區(qū)別

       波分復用（Wavelength Division Multiplexing，簡稱WDM）和頻分復用（Frequency Division Multiplexing，簡稱FDM）是兩種常見的多路復用技術，它們在信號傳輸方式和基本原理上存在一些區(qū)別。以下是對這兩種技術的詳細比較：

一、基本原理

       波分復用（WDM）：

       原理：利用不同波長的光信號在光纖中獨立傳輸?shù)奶匦?，將多個光信號通過合適的波分復用器件合并到一個光纖中進行傳輸。每個波長的光信號對應一個獨立的信道，從而實現(xiàn)信息的并行傳輸。

       信號傳輸：在同一根光纖中同時傳輸多個不同波長的光信號。

       頻分復用（FDM）：

       原理：將用于傳輸信道的總帶寬劃分成若干個子頻帶（或稱子信道），每個子頻帶對應一個獨立的信道，不同信號在各自的頻率范圍內(nèi)傳輸，互不干擾。

       信號傳輸：所有子信道傳輸?shù)男盘栆圆⑿械姆绞絺鬏敚恳宦沸盘杺鬏敃r可不考慮傳輸時延。

二、物理本質(zhì)

       波分復用（WDM）：

       物理特性：基于光的不同波長來劃分信道。

       應用場景：主要應用于光纖通信領域，特別是長距離、大容量的光纖通信系統(tǒng)。由于光纖具有低損耗、高帶寬的特性，WDM技術可以充分發(fā)揮光纖的傳輸潛力，顯著提高通信容量。

       頻分復用（FDM）：

       物理特性：基于電磁波的不同頻率來劃分信道。

       應用場景：應用范圍較為廣泛，涵蓋了無線電通信、有線電視、電話系統(tǒng)等多種通信領域。例如，調(diào)頻廣播就利用了FDM技術，將不同的廣播電臺分配到不同的頻率上，使用戶可以通過調(diào)節(jié)收音機的頻率來選擇不同的電臺。

三、技術特點

       波分復用（WDM）：

       優(yōu)點：

       高傳輸容量：可以同時傳輸多個數(shù)據(jù)流，提高光纖的利用率。

       低串擾：不同波長的光信號在光纖中獨立傳輸，互不干擾。

       靈活性高：可以根據(jù)需要靈活配置光信號的波長和帶寬。

       應用實例：光纖骨干網(wǎng)絡、光傳送網(wǎng)等。

       頻分復用（FDM）：

       優(yōu)點：

       成熟的實現(xiàn)方案：技術相對成熟，應用廣泛。

       較低的成本：適用于低速率、長距離傳輸?shù)膱鼍啊?/p>

       應用實例：有線電視、無線通信等領域。

四、總結

       波分復用和頻分復用雖然都是多路復用技術，但它們在原理、物理本質(zhì)、技術特點和應用場景上存在顯著差異。波分復用主要應用于光纖通信領域，通過不同波長的光信號在光纖中獨立傳輸實現(xiàn)多信道復用；而頻分復用則適用于多種傳輸介質(zhì)，通過不同頻率的信號在時間或空間上交錯傳輸實現(xiàn)多信道復用。在實際應用中，可以根據(jù)具體需求選擇合適的復用技術以提高通信系統(tǒng)的性能和效率。