2020年，國家提出要加快 5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進度。中國三大運營商開始規(guī)模建設(shè) 5G 網(wǎng)絡(luò)，5G 時代的WDM 器件也迎來新的機遇。多天線技術(shù)對系統(tǒng)帶寬產(chǎn)生巨大驅(qū)動力，城域網(wǎng) WDM／OTN的邊緣化趨勢和 5G 承載需要，驅(qū)動了 WDM 器件的發(fā)展，為 WDM 器件市場帶來一年數(shù)百萬只的新需求。

WDM 器件是對光波長進行合成與分離的器件，進行合成的稱為合波器，進行分離的稱為分波器。未來三年是 5G 建設(shè)的高峰期，隨著5G基站的大規(guī)模部署，WDM 器件的需求預(yù)計將在 2022 年達到高峰。

針對目前5G的建網(wǎng)方案，包括已經(jīng)在大批量投網(wǎng)的CWDM方案，以及未來中國移動提出的MWDM方案，中國電信提出的LWDM方案，以及中國聯(lián)通提出的DWDM方案，深圳飛宇光纖科技有限公司憑著15年的波分技術(shù)積累，均能批量滿足不同客戶群體及營運商的需求。

在各種WDM技術(shù)中，DWDM技術(shù)是利用單模光纖的寬帶寬以及低損耗的特性，采用多個波長作為載波，允許各載波信道在光纖內(nèi)同時傳輸。與通用的單信道系統(tǒng)相比，密集WDM（DWDM）不僅極大地提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信容量，充分利用了光纖的帶寬，而且它具有擴容簡單和性能可靠等諸多優(yōu)點，特別是它可以直接接入多種業(yè)務(wù)更使得它的應(yīng)用前景十分光明。其結(jié)構(gòu)功能與傳統(tǒng)的WDM器件外觀上極其相似（見下圖），左邊為一個雙光纖準直器，前端貼附一個濾波片，右側(cè)為一個單光纖準直器，信號從雙纖端一端入射λ1 λ2…λn，經(jīng)過濾波片的作用，雙纖另一端出射λ1 λ2 λm－1，λm＋1…λn，單纖端出射λm，這樣就把信號λm分離出來。

在三端口WDM器件中，DWDM產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝相對復(fù)雜，而其中濾片的調(diào)整最為關(guān)鍵。本文將圍繞DWDM濾片產(chǎn)品的組裝工藝，對其組裝工藝中遇到的關(guān)鍵點：入射光角度對產(chǎn)品中心波長的偏移、透射帶寬的影響做以下簡單闡述。

一、中心波長偏移：

中心波長是濾片器件的核心指標。下圖給出了一個典型三端口DWDM產(chǎn)品的雙纖輸入側(cè)光路圖。如圖所示，雙光纖軸向的幾何中心線構(gòu)成光軸，圖中用點劃線表示。設(shè)輸入光纖偏離光軸的距離為D，透鏡出射端光束和濾片膜面（光軸）會有一個偏轉(zhuǎn)角度θ。理論推導得出濾片透射中心波長和這個角度的關(guān)系為：，

θ增加，透射中心波長會偏短波長變化；

θ減小，透射中心波長會偏長波長變化；

這種波長變化可以用近似計算公式表示為：

其中近似有

其中λ0為濾片0度入射時中心波長；Ne為等效折射率，值為1．64；D為光纖偏離光軸的距離；θ（D）為光束在膜片表面入射角度。

利用這一公式，下圖給出了入射角從0°變化到3°（圖中橫坐標為弧度）與濾片中心波長關(guān)系圖

縱坐標：Unit：nm 橫坐標：Unit：rad

實際應(yīng)用中濾片不同角度入射譜線圖如下，其中右側(cè)為1．8度入射角，偏左的為2．5度入射角：

縱坐標：Unit：dB 橫坐標：Unit：nm

在實踐中，按照以上原理，飛宇通過自行開發(fā)的耦合軟件自動掃描，配纖，通過改變雙纖偏離光軸距離D，可將DWDM器件中心波長偏移量控制到最佳。

如下統(tǒng)計圖可以看到，隨機抽取5K飛宇光纖100G DWDM成品中心波長掃描數(shù)據(jù)：

橫坐標：Unit：nm

98．9％的產(chǎn)品中心波長偏移量介于－0．05～＋0．05，99．9％的產(chǎn)品中心波長偏移量介于－0．07～＋0．07

二．透射帶寬

1． 入射角度對透射帶寬的影響

入射角度增加造成濾片膜層干涉效果變差，透射譜線帶寬減小。

下圖是100G C55透射譜線在不同入射角下的衰減情形（3條譜線依次是1．8度入射（上），2．5度入射（中）和3度入射）：

縱坐標：Unit：dB 橫坐標：Unit：nm

下表是隨機選取的飛宇100G C55濾片在不同角度的帶寬變化（單位nm）s

綜上而知，隨著入射角的增加，透射帶寬在減小。

2 濾片通光位置對透射帶寬的影響

通常使用的1．4x1．4mm濾片是大片切割而來，切割過程會讓濾片邊緣部分產(chǎn)生殘留應(yīng)力，形成應(yīng)力區(qū)，越靠近濾片邊緣這個現(xiàn)象越明顯。

下圖是100G C55透射譜線在濾片不同入射位置的透射譜線（上譜線為中心入射，下為偏心入射）：

縱坐標：Unit：dB 橫坐標：Unit：nm

通過實驗測試，有這樣的數(shù)據(jù)（單位nm）

從數(shù)據(jù)中看出，偏移距離越大，透射帶寬越??；

在實踐中，飛宇采用獨特的工藝方法，將膜片相對位置偏移量控制在0．02mm以內(nèi)，使透射光束居中于濾波片中心，從而獲得最優(yōu)的膜片透射帶寬。

結(jié)論：

5G時代，WDM器件獲得了更多的部署機會。本文結(jié)合飛宇集團在研發(fā)制造5G用DWDM三端口器件的實踐，從理論和實踐兩個方面介紹了實踐中影響器件中心波長和透射帶寬兩個重要指標的若干因素。在此基礎(chǔ)上，飛宇集團開發(fā)了獨特的技術(shù)，確保了DWDM器件的高性能。

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