单纤 CWDM、OADM 与波段分离器
基本的 CWDM 链路使用两根光纤,两端各配一对复用器/解复用器。两种变体可以从稀缺的光纤资源中榨取更多容量:单纤(双向)CWDM——每个信道单向传输,其配对信道沿同一根光纤反向传输;以及光分插复用器(OADM)——让中间站点从经过的干线中取出一个或两个信道。两者都是无源且低成本的,但各自带来自己的损耗计算方式和配对规则。
单纤 CWDM
在一根光纤上,每个波长只用于一个方向。因此一条链路会占用两个信道——每个方向一个 ——两端的模块构成一对:A 站点 Tx λ1 / Rx λ2,B 站点 Tx λ2 / Rx λ1。
| 项目 | 双纤 CWDM | 单纤 CWDM |
|---|---|---|
| 每条 1G/10G 链路的信道数 | 1 | 2 |
| 18 个信道上的最大链路数 | 18(占用 2 根光纤) | 9(占用 1 根光纤) |
| 模块 | 两端使用相同的 CWDM 模块(同一波长) | 成对:两端 Tx/Rx 波长互换 |
| 复用器/解复用器 | 独立的复用器和解复用器,或一体化双工单元 | 每端一台带公共端口的单纤复用/解复用器;信道端口为双工(Tx λn,Rx λm) |
| 反射 | 可容忍 | 必须很低——Tx 反射会进入本地 Rx 滤波通路;需使用 APC 连接器或高质量 UPC,且不留开放端口 |
典型的配对方式取决于厂商的复用器设计(例如 1270↔1290、1310↔1330……或奇数↔偶数信道)。两端使用相同波长的模块会导致双向链路无光(物理不匹配)。BiDi SFP (1310/1490、1270/1330)是同一思路下的双信道特例(CWDM 光模块)。
OADM
OADM 串接在干线上,针对一个或多个选定波长,将信道下路到本地端口,并将本地发射机以相同波长槽位上路回干线;其余所有信道直通(express)。
| OADM 类型 | 上下路信道数 | 直通损耗(每次经过) | 上下路损耗 |
|---|---|---|---|
| 1 信道 | 1(双纤:1 个波长;单纤:1 对) | 0.8–1.2 dB | 1.0–1.5 dB |
| 2 信道 | 2 | 1.0–1.5 dB | 1.0–1.5 dB |
| 4 信道 | 4 | 1.5–2.0 dB | 1.2–1.8 dB |
| East/West(双方向) | 同上,两个干线方向均适用 | 同上,按每个方向计 | — |
在总线或环形结构上级联 N 个 OADM,对于穿过所有节点的信道会产生 N 倍的直通损耗——远端信道必须承担每个中间站点的预算(复用器/解复用器与链路预算)。
拓扑结构
| 拓扑 | 描述 | 说明 |
|---|---|---|
| 点对点 | 两端各配复用器/解复用器 | 基准方案 |
| 总线(线性上下路) | 干线从枢纽经站点 A、B、C,每个站点带一台 OADM | 各站点信道预算不同;规划波长时让远端站点使用低损耗波长 |
| 环形 | 干线从枢纽绕回;每个站点配 East/West OADM | 保护:每个站点可通过 1+1 模块或倒换双向到达枢纽 |
| 单干线上的星形(hub-and-spoke) | 每个远端站点配 1 信道 OADM | 移动回传、园区网络 |
部署模式与故障:CWDM 部署。
波段分离器与叠加
1310/1550 波段分离器(WDM 耦合器)以 0.5–1 dB 的损耗将 O 波段与 C/L 波段分开;它使已有的 1310 nm 链路能够与上波段(1470–1610 nm)的 CWDM 或 DWDM 叠加系统共存,或让传统的 1550 nm 链路与新的 O 波段信道共存。需要留意的组合:
- CWDM 上波段 + DWDM — DWDM C 波段(1530–1565 nm)占用 CWDM 的 1530 和 1550 信道; "跳过 1550"的 CWDM 复用器会空出该槽位供 DWDM 叠加使用。
- CWDM + PON — GPON 的 1490/1310 nm 与 XGS-PON 的 1577/1270 nm 与 CWDM 信道冲突;共存需要专门的滤波方案(PON 波长)。
- 1383 nm 水峰 — 1370–1410 信道需要低水峰光纤(G.652.D)。
上下路站点的预算计算
示例:10G CWDM,枢纽 → 站点 C,经 A、B 两处 OADM,总长 35 km。
| 项目 | 损耗,dB |
|---|---|
| 枢纽复用器(插入损耗) | 1.5 |
| 35 km 光纤,1550 nm 波段(0.25 dB/km) | 8.8 |
| A 处 OADM,直通 | 1.0 |
| B 处 OADM,直通 | 1.0 |
| C 处 OADM,下路 | 1.2 |
| 连接器(8 对 × 0.4) | 3.2 |
| 熔接点(12 × 0.1) | 1.2 |
| 总计 | 17.9 |
| 10G CWDM 40 km 模块:Tx 最小 0 dBm,Rx 灵敏度 −16/−18 dBm | 余量 0…2 dB — 勉强达标 |
| 换用 80 km 级(APD,Tx +1,灵敏度 −24)模块 | 余量 ≈ 7 dB — 充裕,但需检查 A/B 站点(短距离路径)是否过载 |
规则:将光纤损耗最低的信道(1550–1610 nm,10G 时注意色散)分配给最远的站点,长直通路径使用 APD 模块,邻近站点做衰减,并在调测时记录每个信道的 Rx 功率(Rx 功率与链路预算)。
这些设计特有的故障
| 现象 | 原因 |
|---|---|
| 单纤链路双向无光 | 两端模块波长相同;配对错误 |
| 单纤链路有误码,双纤正常 | 开放或脏污连接器反射进入本地接收机 |
| 某个上下路站点无光,其余正常 | OADM 信道选错,模块波长与 OADM 槽位不一致 |
| 增加一台 OADM 后远端站点勉强达标 | 直通损耗叠加到每个下游信道——需重新计算预算 |
| 10G 下仅 1610/1590 nm 信道出现误码 | 最长波长的色散代价(复用器/解复用器与链路预算) |
在 CodingBox 中
模块的波长字段是确认其信道的唯一依据——读取该字段,不要依赖颜色标签(Check transceiver)。对于单纤配对模块,出厂前需分别读取两个模块,确认它们的 Tx 波长不同,且与复用器端口规划相符。