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CWDM 合分波与链路预算

一条 CWDM 链路是一串无源部件——光模块、复用器、光纤、解复用器、光模块——只有到达接收端的光功率强于接收机所需的门限,它才能正常工作。做好这道加减法,就是 CWDM 工程的核心。

无源部件

部件作用典型插入损耗
复用器/解复用器(4/8/16/18 通道)把多个通道合并到一根光纤上 / 再分离出来1.0–2.5 dB(8 通道),最高约 3.5 dB(16–18 通道)
OADM(上下路)在链路中段插入和取出一两个通道每通道 0.8–1.5 dB,直通约 1 dB
1310/1550 直通端口让已有的灰光链路共用这根光纤约 1 dB
连接器、熔接点—每个连接器 0.2–0.5 dB,每个熔接点 0.1 dB

一切都是无源的:无需供电、无需配置,除了脏污和损坏之外没有其他故障模式。复用器是装在 1U 机箱或 LGX 盒中的薄膜滤波器;两端必须使用 相同的信道方案。

各波段的光纤损耗

光纤衰减在不同 CWDM 波长上并不相同:

波段波长损耗(G.652.D)说明
O 波段1271–1331 nm约 0.33–0.35 dB/km
E 波段1351–1451 nm约 0.3–0.5 dB/km在较老的 G.652.A/B 光纤上,1383 nm 附近有水峰——可能无法使用
S/C/L1471–1611 nm约 0.20–0.25 dB/km传输距离最优

低水峰光纤(G.652.C/D,即 "ZWP")能开放全部 18 个通道;在老旧光纤上通常跳过 1371–1411 nm 通道,这也是 8 通道系统偏好 1471–1611 nm 的原因(见 CWDM 信道方案)。

链路预算

预算 = 发射光功率(最小值)− 接收灵敏度,必须大于所有损耗之和再加上安全余量:

损耗 = 复用器 + 解复用器 + 光纤 × 公里数 + 连接器 + 熔接点 + 老化余量(约 3 dB)

计算示例——10G CWDM SFP+ “40 km” 模块,8 通道复用器,30 km:

发射最小值 0 dBm,接收灵敏度 −16 dBm       → 预算 16 dB
复用器 2.0 + 解复用器 2.0                    =  4.0 dB
光纤 30 km × 0.25 dB/km(1550 波段)        =  7.5 dB
4 个连接器 × 0.3                             =  1.2 dB
余量                                          =  3.0 dB
合计                                          = 15.7 dB  → 勉强够用

同一个模块换到 O 波段通道上(0.35 dB/km → 光纤损耗 10.5 dB)就不够了。这就是长距 CWDM 链路把 1550 波段通道用在最长跨段上的原因。

10G 下的色散

在 10 Gb/s 速率下,色度色散同样会限制传输距离:在 1550–1611 nm 波段,色散约为 17–20 ps/nm/km,因此 80 km 跨段累积约 1 600 ps/nm—— 这已是标准 10G 直接检测接收机的极限。1G CWDM 不受此影响;超过约 80 km 的 10G CWDM 需要色散补偿或其他技术(DWDM 与相干方案)。

在 CodingBox 中

代入预算计算的,正是光模块自身的发射光功率和接收灵敏度等级。 CodingBox 读取模块声明的传输距离/速率代码,并在 DDM 界面实时显示其发射光功率和接收光功率—— 这样就能把对端测得的接收光功率与你计算出的预算做对比。

用 DDM 读数核对已部署链路的预算——实测损耗、余量策略、双向不对称性: 接收光功率与链路预算。

带 OADM 和单纤对的预算计算,含完整的上下路示例: 单纤 CWDM 与 OADM。

各波段和光纤类型的详细衰减数据: 衰减与传输窗口;含损伤和余量策略的通用预算方法: 链路预算工程。


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