只有一芯光纤，能构建多少条链路？

【光纤链路】采用成本更低，体积小、无功耗的CWDM产品，可以帮助用户，通过一芯光纤构建多条链路，大幅节省光纤资源，更加灵活地帮助业务升级，实现所需的带宽与传输速率双提升！

发布时间：2022-03-30
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引言

光纤作为传输媒体可以实现光通信，取代铜缆，在医疗基础网络建设中，具备频带宽、低损耗、抗干扰性强等众多优点，能够为医疗业务传输提供更加灵活、可靠的数据支撑保障。但大部分医院主干光纤资源（光纤芯数）往往未能按照点到点全光网架构进行设计预留，有限的光纤资源与业务增长带来的业务传输链路增长之间，存在无法同步增长的客观障碍。采用WDM技术可以提升单芯光纤利用率。

简述光纤和WDM技术

名词定义：
光纤（光导纤维的简写），是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。
在同一根光纤中，同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息，称为光波分复用技术，简称WDM。
链路指无源的点到点的物理连接。

1.1 光纤有几芯？

光缆从1芯到288芯比较常用。一般使用数量是偶数，选择光纤芯数时，需按照如下逻辑考虑：

1、明确用途类型及数量，如网络数据传输、视频语音图像传输等。按照双工方式，传统网络构建一条光传输链路需要两芯光纤进行全双工传输（一收一发）；

2、确认用途后，一般采用1用1备的标准设定芯数，即4芯；若一根光缆是多用途，且用在园区网主干层面的话，可考虑双重冗余备份。如医院影像科，需要考虑双线路上行至双核心，则需要8芯光缆，为确保安全，也可以采用双光缆分别上行；
特别注意：若使用单纤光纤收发器（光模块），即：接收发送的数据在一根光纤上传输。那么一芯光纤也能构建一条完整的全双工链路。

1.2 WDM的工作原理

WDM是将一系列载有信息，但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输，在发送端经合波器汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输，在接收端，经分波器将各种不同波长的光信号分开的通信技术，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种技术可以同时在一根光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送，这就是一个波长信道。

简单来说，可以把WDM看作是一条高速公路，不同目的地的车辆驶入同一条高速公路，经过某个收费站之后，再按照目的地分别行驶向不同方向。

利用WDM，可以提升光纤的传输容量，提高光纤资源的利用效率。

1.3 WDM技术分类

常用的WDM技术有CWDM和DWDM两种。

1、CWDM技术

对于WDM来说，想要让它充当交通井然有序的高速公路，就要控制各个光信号的波长（可以理解为前后汽车之间的车间距）。如果波长间隔太短，容易“撞车”。如果波长间隔太长，利用率又很低。

早期技术条件有限，波长间隔会控制在几十nm。这种比较分散的波分复用，叫做稀疏波分复用，也叫粗波分复用，就是CWDM（Coarse WDM）。国际电信联盟将CWDM的中心波长定为1271nm至1611nm，波长间隔20nm。

2、DWDM技术

随着技术发展，波长间隔越来越短，到了几nm的级别，形成紧密的WDM，叫做密集波分复用，也叫细分波复用，也就是DWDM（Dense WDM）。

DWDM的波长间隔可以是1.6nm、0.8nm、0.4nm、0.2nm，可以容纳40、80、160个波。波长范围为1525nm至1565nm（C波段）和1570nm至1610nm（L波段）。DMDM常用的是C波段，波长间隔0.4nm。

1.4 CWDM的优点以及应用场景

1、CWDM设备成本低，可以降低网络的建设及运营成本

由于CWDM属于无源设备，设备体积小，支持ABS盒式、LGX插片式和1U机架式，所以维护简便、环保。由于其波道数较少，仅支持2~18波，所以传输带宽有限，最大可支持18CH×10G。通常情况下，使用16波的CWDM设备对光纤没有特殊要求，G.652、G.653、G.655光纤均可采用，可利用现有的光缆的一芯或双芯传输多路业务。CWDM系统可以显著提高光纤的传输容量，提高对光纤资源的利用率。城域网的建设都面临着一定程度的光纤资源的紧张或租赁光纤的昂贵价格。目前典型的粗波分复用系统可以提供16个光通道，按照ITU-T的G.694.2规范最多可以达到18个光通道。

2、CWDM设备体积小、无功耗

CWDM波分设备本身属于无源设备，在CWDM系统中，CWDM光模块的激光器无需半导体制冷器和温度控制功能，使得其光收发一体化模块的体积减小，设备结构的简化也减小了设备的体积，节约机房空间。CWDM系统每个激光器仅消耗0.5W的功率，而DWDM系统每个激光器要消耗大约4W的功率。与传统的TDM（时分复用）方式相比，CWDM具有速率和协议透明性，这使之更适应城域网高速数据业务的发展。城域网中有许多不同协议和不同的速率的业务，CWDM提供了在一根光纤上提供不同速率的、对协议透明的传输通道，如以太网、ATM、POS、SDH等，而且CWDM的透明性和分插复用功能可以允许使用者直接上下某一个波长，而不用转换原始信号的格式。也就是说，光层提供了独立于业务层的传送结构。

3、CWDM具有很好的灵活性和可扩展性

为业务提供速度，以及随着业务发展进行扩展是非常重要的。利用CWDM技术可以在1天或者几个小时的时间内为用户开通业务，而且随着业务量的增加，可以插入新的OTU板进行容量的扩展，提高业务质量。

（常见WDM技术）

只有一芯光纤，能构建多少条链路呢？

综上可知，通过WDM技术，在不增加光纤资源的情况下，可以几十倍的提高传播速率，这是怎么做到的呢？

根据光的基本特性，当一束白光经过一个三棱镜，可以分成七种颜色的光，而这七种颜色的光经过一个三棱镜后又合成一束白光，根据这种光学现象，我们可以知道光是可以进一步细分的。即使是同种颜色的光也能进行再细分。

我们都知道光是电磁波的一种，那么它就有波长和频率，通常我们用波长和频率来表示某一段光波。光纤中的光就是由多个波长构成的，我们发现每一个波长都有可以独立携带不同的信息，从而实现比一路光传播更多的信息量。也就是说，如果一个波分包含16个波长，其传播信息量就是单个波长的16倍。为了方便理解，我们可以用城市隧道形容光纤构建链路：

夜间特定时间段，城市隧道仅供养护车辆通行，进行隧道内卫生清扫等环卫工作。就如传统方式下，一条业务链路通过一芯光纤传输。

而采用WDM技术，这条隧道有三股车道，一路信号（一条业务链路）相当于单条车道上，一辆车行驶。通过WDM技术，这一股车道数可以变化成16条车道，可以承载16路信号，也就是16条业务链路并行，容纳16辆不同波长的汽车并驾齐驱（考虑双向传输，就是8条全双工链路），实现光纤通道扩容。

每条车道上承载的业务，就相当于跑在这条车道上的所有汽车载重量总和，如果业务需要升级，比如单张影像CT容量增大，那么承载影像CT业务的车辆就可以更换为大车，这股车道的总运载量就大大提升，对车道总数和其他车道的运输都不造成影响。这其中，“换大车”的操作，只需升级这条链路两端的光模块，比如把千兆换成万兆，这条链路速度就提升了10倍。通过这一芯光纤一起传输的其他7条全双工链路依然保持不变。单芯光纤大大提升传输速率、可以构建更多、更灵活的传输链路，满足大带宽要求。

总结

采用成本更低，体积小、无功耗的CWDM产品，可以帮助用户，通过一芯光纤构建多条链路，大幅节省光纤资源，更加灵活地帮助业务升级，实现所需的带宽与传输速率双提升！

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