CWDM关键技术及应用

CWDM系统最大的优势是成本低，主要表现在器件、功耗、集成度几个方面。

CWDM技术将大大降低建设和运维成本，特别是激光器和合波/解复用器的成本。对于波长间隔小于50GHz的DWDM系统，激光器需要采用精确的温控电路来控制波长，有时还需要采用波长锁定器来保证波长的准确性和稳定性。一个光合波器（滤波器型）需要几百层的多层介质膜器件，为防止同频和不同频间的串扰，必须采用多重滤波。而CWDM不需要激光器制冷、波长锁定、精确镀膜等复杂技术，大大降低了设备成本。

DWDM系统激光器集成了帕尔帖制冷器，温度检测和控制电路耗电较大，每波长耗电约4W，而CWDM非制冷激光器及其控制电路每波长仅需耗电约0.5W。对于多波长、高速率的DWDM系统，单盘功耗控制是系统设计中的难题。采用非制冷激光器的CWDM系统功耗低，减少了电源备用电池，降低了成本。

CWDM激光器的物理尺寸比DFB激光器小得多，DWDM光发射机的尺寸约为CWDM光发射机的5倍。由于CWDM激光器结构简单，控制电路简单，单个模块即可实现多通道光收发，目前商用器件已实现4通道收发机集成到一个尺寸仅为16cm´9cm´1.65cm的模块中，这相当于一个DWDM系统光转发的大小。CWDM系统不使用光放大器，因此可以设计成紧凑的台式或箱式设备，安装维护十分方便。

CWDM技术

G.694.2定义了CWDM从1270nm到1610nm的18个标称波长，波长间隔为20nm。这个间隔允许在使用非制冷光源的条件下，实现各种波长的同时传输。CWDM波长覆盖了单模光纤系统的O、E、S、C、L等5个波段。

非制冷激光器的工作温度（管温）通常在0℃到70℃之间，其热漂移系数约为0.08nm/℃。标称中心波长值是指常温即23℃时激光器的输出波长。无源器件（如复用器）的滤波特性几乎不随温度而变化。一般认为，无源器件的标称中心波长应与35℃时激光器的输出信号波长一致，因为35℃处于整个工作温度范围的中间。也就是说，无源器件的标称中心波长应为l0加上激光器输出从23℃到35℃的波长漂移值，即l0+0.08nm/℃*(35℃-23℃)=l0+1nm。为了解决激光器波长标称温度与实际工作温度不同而引起的波长差异问题，ITU将G.694.2波长上移1nm(1271nm/1291nm/…/1611nm)，使得实际环境下激光器波长刚好工作在(1270nm/1290nm/…/1610nm)。

在实际应用中，CWDM产品主要有8波长系统和16波长系统两种形式，8波长系统是应用较多的系统，理论上ITU给出的18种波长选择中任意一种都可以作为工作波长。但考虑到已敷设的光纤类型及损耗特性，8波长一般选取在（1460～1620）nm处，即S+C+L波段，避开光纤水峰E波段及损耗较大的O波段。对光纤有额外的要求。16波长系统会对光纤类型提出要求，即必须采用损耗平坦的“全波”光纤，目前此类光纤很少使用。CWDM主要应用于光纤匮乏的接入地区，8波的容量大多能满足系统要求。

按照目前的激光器制造技术，非制冷激光器在工作条件下及整个寿命期内，其波长变化应在+/-6~7nm范围内。考虑到足够的相邻信道隔离度及一定的保护带（一般最小信道间隔为三分之一左右），G.694.2选取20nm作为CWDM系统的信道间隔。在CWDM系统中，非制冷激光器在0℃~70℃时输出波长变化约6nm，加上激光器制造工艺的波长偏差约±3nm，总的波长变化不会超过±6nm。光滤波器的通带和相邻信道之间的波长间隔必须足够宽，才能满足制冷激光器不发生波长漂移的要求。

CWDM系统的信道间隔通常为20NM，滤波器通带宽度约为13NM。必须考虑激光器中心波长漂移与滤波器通带宽度一致，激光器输出波长必须在滤波器通带范围内。