引言

光纖作為傳輸媒體可以實現光通信，取代銅纜，在醫療基礎網絡建設中，具備頻帶寬、低損耗、抗干擾性強等眾多優點，能夠為醫療業務傳輸提供更加靈活、可靠的數據支撐保障。但大部分醫院主干光纖資源（光纖芯數）往往未能按照點到點全光網架構進行設計預留，有限的光纖資源與業務增長帶來的業務傳輸鏈路增長之間，存在無法同步增長的客觀障礙。采用WDM技術可以提升單芯光纖利用率。

簡述光纖和WDM技術

名詞定義：
光纖（光導纖維的簡寫），是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具。
在同一根光纖中，同時讓兩個或兩個以上的光波長信號通過不同光信道各自傳輸信息，稱為光波分復用技術，簡稱WDM。
鏈路指無源的點到點的物理連接。

1.1   光纖有幾芯？

光纜從1芯到288芯比較常用。一般使用數量是偶數，選擇光纖芯數時，需按照如下邏輯考慮：

1、明確用途類型及數量，如網絡數據傳輸、視頻語音圖像傳輸等。按照雙工方式，傳統網絡構建一條光傳輸鏈路需要兩芯光纖進行全雙工傳輸（一收一發）；

2、確認用途后，一般采用1用1備的標準設定芯數，即4芯；若一根光纜是多用途，且用在園區網主干層面的話，可考慮雙重冗余備份。如醫院影像科，需要考慮雙線路上行至雙核心，則需要8芯光纜，為確保安全，也可以采用雙光纜分別上行；
特別注意：若使用單纖光纖收發器（光模塊），即：接收發送的數據在一根光纖上傳輸。那么一芯光纖也能構建一條完整的全雙工鏈路。

1.2   WDM的工作原理

WDM是將一系列載有信息，但波長不同的光信號合成一束，沿著單根光纖傳輸，在發送端經合波器匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進行傳輸，在接收端，經分波器將各種不同波長的光信號分開的通信技術，然后由光接收機作進一步處理以恢復原信號。這種技術可以同時在一根光纖上傳輸多路信號，每一路信號都由某種特定波長的光來傳送，這就是一個波長信道。

簡單來說，可以把WDM看作是一條高速公路，不同目的地的車輛駛入同一條高速公路，經過某個收費站之后，再按照目的地分別行駛向不同方向。

利用WDM，可以提升光纖的傳輸容量，提高光纖資源的利用效率。

1.3   WDM技術分類

常用的WDM技術有CWDM和DWDM兩種。

1、CWDM技術

對于WDM來說，想要讓它充當交通井然有序的高速公路，就要控制各個光信號的波長（可以理解為前后汽車之間的車間距）。如果波長間隔太短，容易“撞車”。如果波長間隔太長，利用率又很低。

早期技術條件有限，波長間隔會控制在幾十nm。這種比較分散的波分復用，叫做稀疏波分復用，也叫粗波分復用，就是CWDM（Coarse WDM）。國際電信聯盟將CWDM的中心波長定為1271nm至1611nm，波長間隔20nm。

2、DWDM技術

隨著技術發展，波長間隔越來越短，到了幾nm的級別，形成緊密的WDM，叫做密集波分復用，也叫細分波復用，也就是DWDM（Dense WDM）。

DWDM的波長間隔可以是1.6nm、0.8nm、0.4nm、0.2nm，可以容納40、80、160個波。波長范圍為1525nm至1565nm（C波段）和1570nm至1610nm（L波段）。DMDM常用的是C波段，波長間隔0.4nm。

1.4   CWDM的優點以及應用場景

1、CWDM設備成本低，可以降低網絡的建設及運營成本

由于CWDM屬于無源設備，設備體積小，支持ABS盒式、LGX插片式和1U機架式，所以維護簡便、環保。由于其波道數較少，僅支持2~18波，所以傳輸帶寬有限，最大可支持18CH×10G。通常情況下，使用16波的CWDM設備對光纖沒有特殊要求，G.652、G.653、G.655光纖均可采用，可利用現有的光纜的一芯或雙芯傳輸多路業務。CWDM系統可以顯著提高光纖的傳輸容量，提高對光纖資源的利用率。城域網的建設都面臨著一定程度的光纖資源的緊張或租賃光纖的昂貴價格。目前典型的粗波分復用系統可以提供16個光通道，按照ITU-T的G.694.2規范最多可以達到18個光通道。

2、CWDM設備體積小、無功耗

CWDM波分設備本身屬于無源設備，在CWDM系統中，CWDM光模塊的激光器無需半導體制冷器和溫度控制功能，使得其光收發一體化模塊的體積減小，設備結構的簡化也減小了設備的體積，節約機房空間。CWDM系統每個激光器僅消耗0.5W的功率，而DWDM系統每個激光器要消耗大約4W的功率。與傳統的TDM（時分復用）方式相比，CWDM具有速率和協議透明性，這使之更適應城域網高速數據業務的發展。城域網中有許多不同協議和不同的速率的業務，CWDM提供了在一根光纖上提供不同速率的、對協議透明的傳輸通道，如以太網、ATM、POS、SDH等，而且CWDM的透明性和分插復用功能可以允許使用者直接上下某一個波長，而不用轉換原始信號的格式。也就是說，光層提供了獨立于業務層的傳送結構。

3、CWDM具有很好的靈活性和可擴展性

為業務提供速度，以及隨著業務發展進行擴展是非常重要的。利用CWDM技術可以在1天或者幾個小時的時間內為用戶開通業務，而且隨著業務量的增加，可以插入新的OTU板進行容量的擴展，提高業務質量。

（常見WDM技術）

只有一芯光纖，能構建多少條鏈路呢？

綜上可知，通過WDM技術，在不增加光纖資源的情況下，可以幾十倍的提高傳播速率，這是怎么做到的呢？

根據光的基本特性，當一束白光經過一個三棱鏡，可以分成七種顏色的光，而這七種顏色的光經過一個三棱鏡后又合成一束白光，根據這種光學現象，我們可以知道光是可以進一步細分的。即使是同種顏色的光也能進行再細分。

我們都知道光是電磁波的一種，那么它就有波長和頻率，通常我們用波長和頻率來表示某一段光波。光纖中的光就是由多個波長構成的，我們發現每一個波長都有可以獨立攜帶不同的信息，從而實現比一路光傳播更多的信息量。也就是說，如果一個波分包含16個波長，其傳播信息量就是單個波長的16倍。為了方便理解，我們可以用城市隧道形容光纖構建鏈路：

夜間特定時間段，城市隧道僅供養護車輛通行，進行隧道內衛生清掃等環衛工作。就如傳統方式下，一條業務鏈路通過一芯光纖傳輸。

而采用WDM技術，這條隧道有三股車道，一路信號（一條業務鏈路）相當于單條車道上，一輛車行駛。通過WDM技術，這一股車道數可以變化成16條車道，可以承載16路信號，也就是16條業務鏈路并行，容納16輛不同波長的汽車并駕齊驅（考慮雙向傳輸，就是8條全雙工鏈路），實現光纖通道擴容。

每條車道上承載的業務，就相當于跑在這條車道上的所有汽車載重量總和，如果業務需要升級，比如單張影像CT容量增大，那么承載影像CT業務的車輛就可以更換為大車，這股車道的總運載量就大大提升，對車道總數和其他車道的運輸都不造成影響。這其中，“換大車”的操作，只需升級這條鏈路兩端的光模塊，比如把千兆換成萬兆，這條鏈路速度就提升了10倍。通過這一芯光纖一起傳輸的其他7條全雙工鏈路依然保持不變。單芯光纖大大提升傳輸速率、可以構建更多、更靈活的傳輸鏈路，滿足大帶寬要求。

總結

采用成本更低，體積小、無功耗的CWDM產品，可以幫助用戶，通過一芯光纖構建多條鏈路，大幅節省光纖資源，更加靈活地幫助業務升級，實現所需的帶寬與傳輸速率雙提升！

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