波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）是一種光通信技術，用于在光纖通信系統中同時傳輸多個獨立的光信號。這些信號使用不同的光波長（或波長范圍）來區分，從而在同一根光纖上傳輸多路信號。波分復用技術使得單根光纖可以同時傳輸多個數據流，從而大大提高了光纖通信系統的傳輸容量和效率。
在波分復用系統中，每個傳輸的光信號都使用不同的波長進行編碼，并在發送端組合成一個復合光信號，然后通過光纖傳輸到目的地。在接收端，利用波分復用器將這個復合信號分解成原始的各個波長的光信號，然后分別進行解調和處理，以獲取原始的數據流。通過這種方式，波分復用技術使得光纖通信系統的傳輸能力得到了有效的提升，成為現代光通信網絡中廣泛采用的關鍵技術之一。
發展歷程
WDM技術發明于20世紀90年代，第一個商業WDM系統有8條信道，每條信道的帶寬為2.5Gbps。1998年，出現了40條信道的商業WDM系統，每條信道帶寬是2.5Gbps。到了2001年，市場上有了96條信道的產品，且每條信道的帶寬為10Gbps，這樣總共的帶寬可達960Gbps。實驗室還在研制具有更多信道的波分復用系統，當信道的數量很多，波長的間隔將變小(比如0.1nm)，這時候的WDM通常稱為密集波分復用(dense wavelength didision multiplexing，DWDM)。
WDM技術得到了廣泛的使用，發展也非常迅速。單根光纖的帶寬約為25000Ghz，從理論上計算，即使每赫茲傳輸1位信息，仍然有2500條10Gbps信道的發展前景。
中國開展WDM技術的研究起步比較晚，首先在長途干線上采用WDM技術進行點到點擴容，后在節點上采用OADM、OXC技術進行上/下話路。中國于1997年引進第一套8波長WDM系統，并安裝在西安市至武漢市的干線上。1998年中國開始大規模引進8×2.5Gb/sWDM系統，對總長達2萬多km的12條省際光纜干線進行擴容改造。同時各省內干線也相繼采用WDM技術擴容，如在“南昌-九江”光纜擴容工程中，采用的就是AT&T公司的設備和雙窗口WDM系統，即在G.652光纖的1310nm、1550nm兩個低損耗工作窗口分別運行一個系統。這樣可在不拆除1310nm窗口原有PDH設備的情況下，利用未使用的1550nm窗口，加開SDH2.5Gb/s系統。為保證中國干線網的高速率、大容量并有足夠的余量確保網絡安全和未來發展的需要，采用WDM技術的工作已全面展開。
復用器分類
波分復用器的主要類型有熔融拉錐型，介質膜型，光柵型和平面型四種。
性能指標
其主要特性指標為插入損耗和隔離度
由于光鏈路中使用波分復用設備后，光鏈路損耗的增加量稱為波分復用的插入損耗。當波長λ通過同一光纖傳送時，在與分波器中輸入端λ的功率與λ輸出端光纖中混入的功率之間的差值稱為隔離度。
現狀
由于多路載波的光波分復用對光發射機、光無線電接收機等設備要求較高，技術實施有一定難度，同時多纖芯光纜的應用對于傳統廣播電視傳輸業務未出現特別緊缺的局面，因而WDM的實際應用還不多。但是，隨著有線電視綜合業務的開展，對網絡帶寬需求的日益增長，各類選擇性服務的實施、網絡升級改造經濟費用的考慮等等，WDM的特點和優勢在CATV傳輸系統中逐漸顯現出來，表現出廣闊的應用前景，甚至將影響CATV網絡的發展格局。
技術原理
（1）輸入端的每路光信號處于不同的波長處，組合器將其組合成一個光信號，并輸出到復用的光纖上；
（2）通過復用的光纖，復用的光信號被傳輸到遠方的接收端；
（3）在接收端，復合光束被分離器分離出和輸入端一樣多的不同波長的光信號。
在圖所示的波分復用原理圖中，需要注意的是：
（1）4個光信號可以推廣到N個，N值的大小受制于組合器和分離器的處理能力以及光纖的復用能力；
（2）波分復用光纖通信系統分為單向和雙向兩類，雙向系統需要使用雙向耦合器來實現波分復用；
（3）組合器、分離器、雙向耦合器都可以使用WDM復用器來稱呼，它是波分復用光纖通信系統的關鍵部件；
（4）相對于FDM來說，光纖通信系統通常采用無源的衍射光柵，是完全被動的，因而也是非?？煽康模?/p>
（5）以前，復用的信道每100KM就需要進行光電轉換，放大之后，再轉回光信號，繼續傳輸，以便長距離傳輸?，F在，有了全光放大器，它可以重新產生整個信號，單獨放大，可每1000KM做一次，無須進行多次光電轉換，大大地提升了干線的傳輸性能。
技術特點
WDM技術具有很多優勢，得到快速發展?？衫?a href="/hebeideji/7196984636899426342.html">光纖的帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍；多波長復用在單模光纖中傳輸，在大容量長途傳輸時可大量節約光纖；對于早期安裝的電纜，芯數較少，利用波分復用無需對原有系統作較大的改動即可進行擴容操作；由于同一光纖中傳輸的信號波長彼此獨立，因而可以傳輸特性完全不同的信號，完成各種電信業務信號的綜合與分離，包括數字信號和模擬信號，以及PDH信號和SDH信號的綜合與分離；波分復用通道對數據格式透明，即與信號速率及電調制方式無關。
一個WDM系統可以承載多種格式的“業務”信號，如ATM、IP等；在網絡擴充和發展中，是理想的擴容手段，也是引入寬帶新業務（例如CATV、HDTV和B-ISDN等）的有利手段，增加一個附加波長即可引入任意想要的新業務或新容量；利用WDM技術實現網絡交換和恢復，從而可能實現未來透明的、具有高度生存性的光網絡；在國家骨干網的傳輸時，EDFA的應用可以減少長途干線系統SDH中繼器的數目，從而減少成本。
存在問題
以WDM技術為基礎的具有分插復用和交叉連接功能的光傳輸網具有易于重構、良好的擴展性等優勢，已成 為未來高速傳輸網的發展方向，很好的解決下列技術問題有利于其實用化。
WDM是一項新的技術，其行業標準制定較粗，因此不同商家的WDM產品互通性極差，特別是在上層的網絡管理方面。為了保證WDM系統在網絡中大規模實施，需保證WDM系統間的互操作性以及WDM系統與傳統系統間互連、互通，因此應加強光接口設備的研究。
WDM系統的網絡管理，特別是具有復雜上/下通路需求的WDM網絡管理不是很成熟。在網絡中大規模采用需要對WDM系統進行有效網絡管理。例如在故障管理方面，由于WDM系統可以在光通道上支持不同類型的業務信號，一旦WDM系統發生故障，操作系統應能及時自動發現，并找出故障原因；目前為止相關的運行維護軟件仍不成熟；在性能管理方面，WDM系統使用模擬方式復用及放大光信號，因此常用的比特誤碼率并不適用于衡量WDM的業務質量，必須尋找一個新的參數來準確衡量網絡向用戶提供的服務質量等。
一些重要光器件的不成熟將直接限制光傳輸網的發展，如可調諧激光器等。通常光網絡中需要采用4～6個能在整個網絡中進行調諧的激光器，但目前這種可調諧激光器還很難商用化。
發展方向
WDM技術問世時間不長，但由于具有許多顯著的優點迅速得到推廣應用。建立一個以它和OXC（光交叉連接）為基礎的光網絡層，實現用戶端到端的全光網連接，用一個純粹的“全光網”消除光電轉換的瓶頸將是未來的趨勢?，F在WDM技術還是基于點到點的方式，但點到點的WDM技術作為全光網通訊的第一步，也是最重要的一步，它的應用和實踐對于全光網的發展起到決定性的作用。形成一個光層的網絡既全光網，將是光通訊的最高階段。全光技術的發展表現在以下幾個方面：
可變波長激光器
光纖通信用的光源即半導體激光器只能發出固定波長的光波。將來會出現激光器光源的發射波長可按需要進行調諧發送，其光譜性能將更加優越，而且具有更高的輸出功率、穩定性和可靠性。不僅如此，可變波長的激光器更有利于大批量生產，降低成本。
全光中繼器
中繼器需要經過數碼管光的轉換過程，即通過對電信號的處理來實現再生（整形、定時、數據再生）。電再生器體積大、耗電多、成本高。摻鉺光纖放大器雖然可以用來作再生器使用，但它只是解決了系統損耗受限的難題，而無法解決色散的影響，這就對光源的光譜性能提出了極高的要求。未來的全光中繼器不需要光-電-光的處理過程，可以對光信號直接進行再定時、再整形和再放大，而且與系統的工作波長、比特率、協議等無關。由于它具有光放大功能，所以解決了損耗受限的難題，又因為它可以對光脈沖波形直接進行再整形，所以也解決了色散受限方面的難題。
光交叉連接設備
未來的OXC（光交叉連接）可以利用軟件對各路光信號靈活的交叉連接。OXC對全光網絡的調度、業務的集中與疏導、全光網絡的保護與恢復等都將發揮作用。
光分插復用器
采用的OADM只能在中間局站上、下固定波長的光信號，使用起來比較僵化。未來的OADM對上、下光信號將完全可控，通過網管系統就可以在中間局站有選擇地上、下一個或幾個波長的光信號，使用起來非常方便，組網（光網絡）十分靈活。
參考資料 >
密集波分復用技術首次應用中國.人民郵電報.2024-03-20
首條波分復用光纜 干線在漢投入運行.人民郵電報.2024-03-20
波分復用技術及其應用現狀與發展前景.通信世界網.2024-03-20
光通信中的光電子器件講座 第四講 光通信中的波分復用技術及關鍵器件的原理和應用.IPHY.2024-03-20