CWDM 合波器、分波器與鏈路預算
一條 CWDM 鏈路是一串無源部件——光模組、合波器、光纖、分波器、光模組——只有到達接收端的光功率強於接收器所需的門限,它才能正常工作。做好這道加減法,就是 CWDM 工程的核心。
無源部件
| 部件 | 作用 | 典型插入損耗 |
|---|---|---|
| 合波器/分波器(4/8/16/18 通道) | 把多個通道合併到一根光纖上 / 再分離出來 | 1.0–2.5 dB(8 通道),最高約 3.5 dB(16–18 通道) |
| OADM(上下路) | 在鏈路中段插入和取出一兩個通道 | 每通道 0.8–1.5 dB,直通約 1 dB |
| 1310/1550 直通端口 | 讓已有的灰光鏈路共用這根光纖 | 約 1 dB |
| 連接器、接續點 | — | 每個連接器 0.2–0.5 dB,每個接續點 0.1 dB |
一切都是無源的:無需供電、無需配置,除了髒污和損壞之外沒有其他故障模式。合波器是裝在 1U 機箱或 LGX 盒中的薄膜濾波器;兩端必須使用 相同的信道方案。
各波段的光纖損耗
光纖衰減在不同 CWDM 波長上並不相同:
| 波段 | 波長 | 損耗(G.652.D) | 說明 |
|---|---|---|---|
| O 波段 | 1271–1331 nm | 約 0.33–0.35 dB/km | |
| E 波段 | 1351–1451 nm | 約 0.3–0.5 dB/km | 在較老的 G.652.A/B 光纖上,1383 nm 附近有水峰——可能無法使用 |
| S/C/L | 1471–1611 nm | 約 0.20–0.25 dB/km | 傳輸距離最優 |
低水峰光纖(G.652.C/D,即「ZWP」)能開放全部 18 個通道;在老舊光纖上通常跳過 1371–1411 nm 通道,這也是 8 通道系統偏好 1471–1611 nm 的原因(見 CWDM 信道方案)。
鏈路預算
預算 = 發射光功率(最小值)− 接收靈敏度,必須大於所有損耗之和再加上安全餘量:
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)
計算示例——10G CWDM SFP+「40 km」模組,8 通道合波器,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
同一個模組換到 O 波段通道上(0.35 dB/km → 光纖損耗 10.5 dB)就不夠了。這就是長距 CWDM 鏈路把 1550 波段通道用在最長跨段上的原因。
10G 下的色散
在 10 Gb/s 速率下,色度色散同樣會限制傳輸距離:在 1550–1611 nm 波段,色散約為 17–20 ps/nm/km,因此 80 km 跨段累積約 1 600 ps/nm—— 這已是標準 10G 直接檢測接收器的極限。1G CWDM 不受此影響;超過約 80 km 的 10G CWDM 需要色散補償或其他技術(DWDM 與相干方案)。
在 CodingBox 中
代入預算計算的,正是光模組自身的發射光功率和接收靈敏度等級。 CodingBox 讀取模組聲明的傳輸距離/速率代碼,並在 DDM 介面實時顯示其發射光功率和接收光功率—— 這樣就能把對端測得的接收光功率與你計算出的預算做對比。
用 DDM 讀數核對已部署鏈路的預算——實測損耗、餘量策略、雙向不對稱性: 接收光功率與鏈路預算。
帶 OADM 和單纖對的預算計算,含完整的上下路示例: 單纖 CWDM 與 OADM。