WDM成功的支持者

　　1995年開始，WDM技術(shù)的發(fā)展進入了快車道，特別是基于摻鉺光纖放大器EDFA的1550nm窗口密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)。Lucent率先推出8×2.5Gb／s系統(tǒng)，Ciena推出了16×2.5Gb／s系統(tǒng)，試驗室目前已達Tb／s速率，世界上各大設(shè)備生產(chǎn)廠商和運營公司都對這一技術(shù)的商用化表現(xiàn)出極大的興趣，WDM系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)有了較廣泛的應(yīng)用。發(fā)展迅速的主要原因在于：（1）光電器件的迅速發(fā)展，特別是EDFA的成熟和商用化，使在光放大器（1530～1565nm）區(qū)域采用WDM技術(shù)成為可能。（2）TDM10Gb／s面臨著電子元器件的挑戰(zhàn)，利用TDM方式已日益接近硅和鎵砷技術(shù)的極限，TDM已沒有太多的潛力可挖，并且傳輸設(shè)備的價格也很高。（3）已敷設(shè)G.652光纖1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb／s系統(tǒng)的傳輸，光纖色度色散和極化模色散的影響日益加重。人們正越來越多地把興趣從電復(fù)用轉(zhuǎn)移到光復(fù)用，即從光域上用各種復(fù)用方式來改進傳輸效率，提高復(fù)用速率，而WDM技術(shù)是目前能夠商用化的最簡單的光復(fù)用技術(shù)。

　　為了使光纖上WDM系統(tǒng)真正能夠?qū)崿F(xiàn)和推廣使用，必須對幾種必要的光器件精心研制，使各路信號之間在使用和傳輸過程中不出現(xiàn)互相串擾的現(xiàn)象，確保正常運行可靠。這些關(guān)鍵器件包括發(fā)送端的激光管及其外部調(diào)制器，接收端的檢測濾波器，以及系統(tǒng)的合波器/分波器（Mux/Demux）等等。另外，WDM又需要新型光放大器，使多路光載波連同各自的信號能在同一光放大器內(nèi)獲得相等的增益，避免過去那樣傳輸一定距離后每路各自經(jīng)過光/電轉(zhuǎn)換、放大再生和電/光轉(zhuǎn)換等的繁復(fù)裝置，從而且使WDM在經(jīng)濟成本上獲得優(yōu)勢。

　　90年代初，石英光纖的纖芯摻鉺，在適當波長的激光功率管抽引下，能夠?qū)ΣㄩL1.55μm的光信號發(fā)生有益的放大作用，這就組成光纖放大器（EDFA），不久就有廠商制造出售，適合實際應(yīng)用。摻鉺光纖放大器的誕生是光纖通信領(lǐng)域革命性的突破，它使長距離、大容量、高速率的光纖通信成為可能，是DWDM系統(tǒng)及未來高速系統(tǒng)、全光網(wǎng)絡(luò)不可缺少的重要器件。由于每一EDFA能夠同時放大WDM的多路信號，從而使WDM的應(yīng)用在設(shè)備和經(jīng)濟上顯得更加有利。而且，WDM與EDFA結(jié)合運用，可以組成大容量、長距離的光纖傳輸線路。90年代后半期的實際應(yīng)用表明：在通信網(wǎng)的主干線，每對光纖可以同時提供幾百吉比特每秒和幾百公里的雙向傳輸，而研究實驗已經(jīng)公開報道1Tb/s容量和1000km距離的可喜成績，并且有繼續(xù)發(fā)展的跡象，似乎沒有止境。

　　當然，這些大容量DWDM系統(tǒng)在目前僅限波長1550nm窗口，為了WDM的繼續(xù)發(fā)展，光纖本身不能局限于常規(guī)單模光纖（SMF），必須發(fā)展特制的新型光纖。典型的一種新型單模光纖是針對1550nm波長窗口施行WDM的非零色散光纖（NZDF）；另一種則是消除原來SMF在波長1380nm附近出現(xiàn)的吸收損耗高峰而開辟在1440nm上下很大寬度的新窗口，容許短距離線路裝用WDM系統(tǒng)。在現(xiàn)階段，WDM技術(shù)使用最活躍的波長窗口是在1550nm上下的窗口，其寬度已從30nm加大至80nm，而各路光載波保持較小的波長間隔，以致WDM的路數(shù)增加很多。明顯的趨向是EDFA已發(fā)展為寬帶的W-EDFA（Wideband EDFA），而WDM則發(fā)展為密集WDM（DWDM）。這樣的快速發(fā)展，除了歸功于新型單模光纖外，還有每路激光管等有源光器件和多路合波器與分波器（Mux/Demux）等無源光器件的結(jié)構(gòu)和性能都有不斷的明顯改進。為了使WDM的路數(shù)增加時不讓器件設(shè)備過于繁復(fù)，有必要采用光子集成技術(shù)（PIC）。幾年前，華裔專家李天培博士和他的同事們在美國研制WDM所需的PIC，曾公開發(fā)表文章報道研制結(jié)果，利用12個垂直腔面發(fā)射激光管連同各自的外部調(diào)制器，一同集成在同一芯片上，取得了初步成果。但這僅是一個例子，光子集成還有許多工作等待具體深入、細致的落實。

　
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