中心波长/频率,间隔多少合适?

在上一篇文章中我们说到了粗波分CWDM和.

在上一篇文章中我们说到了粗波分CWDM和密集波分DWDM。其中CWDM的信道间隔为20nm,DWDM的信道间隔有多种,常用的有约0.4和约0.8nm两种。

关于波长,我们知道,温度的变化对激光器输出波长的影响比较大。随着温度的升高,会使的激光器的阈值电流增加,从而导致输出波长会向长波长漂移,温度降低时中心波长则向短波长移动。因此,我们对光模块激光器的使用温度范围是有限制的,比如说工业级激光器的储存温度为-40~85℃,工作在-5~65度。

在光纤低损耗窗口下,FB激光器的波长偏移约为0.05nm/℃,DFB激光器的波长漂移在0.08~0.1nm/℃。因此,可以粗略计算出-40~85℃的波长漂移约为10~13nm。同时考虑1/3最小通道作为保护带。综合这些因数,在波长数量最大化的原则下,G.694.2敲定了非冷激光器要求标称中心波长间距不小于20 nm的规定。

在谈到CWDM的中心波长时,最开始的G.694.2规定CWDM的中心波长是从1270nm到1610nm的18个复用波长。实际上大多数激光器厂家定义的中心波长是在23℃下的,因此在0~70度这样一个范围内,23℃并不是中间值,与中间值35度差12度,也就是说激光器将工作在一种非对称波长漂移的状态下。所以曾经考虑将最大波长偏移改为-5.5~7.7nm,以解决激光器中心波长的标称温度与实际工作温度不一样的差异问题。

这里我们计算一下这12度会有多大漂移,即:

0.08nm/℃*12℃=0.96nm,约等于1nm。

因此,ITU-T根据实际器件的情况,又将中心波长增加了1nm,CWDM的中心波长就变成了下面的表格所示的样子。

那么DWDM的中心波长/间隔又是怎样的?

DWDM的中心波长与波长间隔是在G.694.1中定义的。根据实际的应用,有两种栅格分别是固定栅格和灵活栅格。由于DWDM的中心波长间隔按nm单位来算的话是一个约数。可以基于f=C/λ来换算成整数的频率,比较好记也容易表达。。比如说间隔100GHz等同于0.8nm,间隔50GHz等同于0.4nm。下面我们都用频率来代替中心波长/波长间隔进行阐述。

对于固定栅格,有12.5GHz/25GHz/50GHz/100GHz四种间隔,允许的信道频率为193.1+n*M,其中M为这个间隔值。四种间隔的中心频率列出来如下:

  • 193.1+n*0.0125THz;
  • 193.1+n*0.025THz;
  • 193.1+n*0.05THz;
  • 193.1+n*0.1THz。

G.694.1中有一个表格详细的列出了这些信道间隔下,C和L波段的标称的中心频率。表格太长,在这里就不列出来了。不过各个厂家定义的又有稍等不同。

再来看看DWDM激光器的波长漂移,上面说到激光器的波长偏移大约为0.1nm/℃,在工业级应用下,它的波长漂移范围将会大于7nm 。很明显,这一范围超过上面DWDM的波长间隔,就会引起通道间串扰。

因此在DWDM的光模块中,会采用了TEC 温控技术给激光器降温或降温,避免波长漂移和串扰,相当于是给光模块的激光器配备了一个空调。

对于灵活栅格,是按6.25GHz的颗粒度来定义的,因此其标称中心频率为:

193.1+n*0.00625THz;

另外,灵活栅格还有一个Slot Width的概念,关于它,我们下次再说吧。

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