粗波分复用滤波片教程

粗波分复用(CWDM)滤波片的设计是用于大都市的波分复用和解复用、接入网、企业网络和有线电视的应用。此外,它们经常被用来为最新4G无线网络(LTE)提供无线干线。这是使用非冷却激光源系统的低成本的解决方案,并且也是一种替代更昂贵的100 GHz或200 GHz信道间隔的DWDM器件的方法。CWDM信道滤波片用来分离一个特定波长的信道,而CWDM信道分离器用于分离信道的频带。

粗波分复用信道滤波片

粗波分复用(CWDM)信道滤波片的作用是从一组信号中分离出一个单信道信号。实现的方法是让对应于CWDM信道滤波片波长的光透过,而让其它波长的光被反射回去。用同样的滤波片可以将一个信道的信号加到一组中的其它的信道。

CWDM滤波片的关键指标有IL峰值、波纹、通带的宽度、以及与CWDM系统的信道间隔相匹配隔离度。全谱CWDM联盟(FCA)提出的最新标准是20纳米的信道间距,覆盖从1271-1611纳米的波长范围。FCA 提议所有18个通道的通带宽度应大于14纳米。

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中心波长[纳米]

是指曲线上透射率相等的两个点所对应的波长的平均值。一般来说,这个位置在半高宽(FWHM)或者-3分贝处。在这个位置上的任何波纹或其他通带缺陷都不会影响中心波长的计算。

通带(PB)[纳米]

是指一个高透射率区域。它通常是由通带宽度、IL峰值和波纹来确定。通带宽度为纳米,它是指透射率曲线峰值以下在某一水平位置上的两点之间的波长宽度。

例如,通带 在-0.3分贝:1530纳米到1570纳米

通过定义一个中心波长(CWL)和通带宽度也可以指定通带。

例如,中心波长在 -0.3分贝:1550 +/- 0.5纳米

通带在-0.3分贝> 40纳米

隔离度

是指信道滤波片的通带内的最小透射率与同一滤波片的另一个信道通带内的最大透射率之差。通常,相邻的信道通带之间的隔离性能比非相邻的信道之间来得差。

偏振相关损耗(PDL)[分贝]

对于给定波长的光,偏振相关损耗是指它在所有偏振状态下所观察到的透射率或反射率的最大变化。PDL可以根据光的偏振状态s和p的差值来计算。即:

透射率PDL(l) [分贝] = Ts(l) [分贝] – Tp(l) [分贝]

峰插入损耗(IL)(分贝)

峰插入损耗是指通带内的最大透射值。

峰值IL = T(Lpeak)(分贝)

例如:通带内的峰值IL < 0.1分贝

波纹(分贝)

通常,通带的波纹是指通带宽度内的最大和最小透射率之差(参见上图)。请注意,此通带波纹与基片标准具波纹不同。

反射隔离(分贝)

是指在通带处的最大反射率与反射带的最小反射率之差。由于反射带的最小反射率经常接近于0 分贝, 所以,反射隔离通常受通带中的最大反射率控制。对于无吸收的滤波片,它的透射率和反射率必须叠加在一起。因此,通带特定的反射隔离与通带峰值IL和波纹总和之间经常存在着一种关系即:

如果指定了反射隔离为-15分贝(对应于3.2%的反射率) ,那么,根据T + R = 1,则通带中的最小透射率为T = 100-3.2= 96.8%,这相当于一个0.14分贝的透射损失。因此,为了达到-15分贝的反射隔离,透射损失必须小于0.14分贝。注意,如果指定最小允许透射损失为0.2分贝以及反射隔离为-15分贝,那么,达到必要的反射隔离的覆盖透射损失是0.14分贝。

粗波分复用(CWDM) 信道分离器

在一个8信道的CWDM系统中,一个信道滤波片将发送1个信道和反射所有其它信道,但一个CWDM信道分离器通常设计为发送2个或4个 CWDM信道并反射剩余的信道。以下A图列出了益瑞电的标准信道分离器滤波片上面的8个信道。每个信道分离器由蓝色框出,绿色标出的是2个或4个通过信道,红色表示剩余的反射信道。

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A图:(a)4×0 CWDM信道分离器,(b)2X0 CWDM信道分离器和(c)LPF8 -C2-C1的CWDM信道分离器

信道分离器的定制

根据系统设计者的需要,可以定制2×0及4×0的中心波长来传递不同的信道组。同样,也可以定制短通或长通信道分离器的边缘位置。在B图中详细说明的简单命名格式可用来描述任何标准和定制的边通信道分离器,见B图和C图。

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B图:LPF8-L2-L1 CWDM信道分离器

SPF16-E5-S1

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C图:SPF16-E5-S1 CWDM信道分离器