2020年，國(guó)家提出要加快 5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始規(guī)模建設(shè) 5G 網(wǎng)絡(luò)，5G 時(shí)代的WDM 器件也迎來(lái)新的機(jī)遇。多天線(xiàn)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)帶寬產(chǎn)生巨大驅(qū)動(dòng)力，城域網(wǎng) WDM／OTN的邊緣化趨勢(shì)和 5G 承載需要，驅(qū)動(dòng)了 WDM 器件的發(fā)展，為 WDM 器件市場(chǎng)帶來(lái)一年數(shù)百萬(wàn)只的新需求。

WDM 器件是對(duì)光波長(zhǎng)進(jìn)行合成與分離的器件，進(jìn)行合成的稱(chēng)為合波器，進(jìn)行分離的稱(chēng)為分波器。未來(lái)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(jì)將在 2022 年達(dá)到高峰。

針對(duì)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(lái)中國(guó)移動(dòng)提出的MWDM方案，中國(guó)電信提出的LWDM方案，以及中國(guó)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(mǎn)足不同客戶(hù)群體及營(yíng)運(yùn)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(gè)波長(zhǎng)作為載波，允許各載波信道在光纖內(nèi)同時(shí)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(kuò)容簡(jiǎn)單和性能可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，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(jiàn)下圖），左邊為一個(gè)雙光纖準(zhǔn)直器，前端貼附一個(gè)濾波片，右側(cè)為一個(gè)單光纖準(zhǔn)直器，信號(hào)從雙纖端一端入射λ1 λ2…λn，經(jīng)過(guò)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(hào)λm分離出來(lái)。

在三端口WDM器件中，DWDM產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝相對(duì)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(duì)其組裝工藝中遇到的關(guān)鍵點(diǎn)：入射光角度對(duì)產(chǎn)品中心波長(zhǎng)的偏移、透射帶寬的影響做以下簡(jiǎn)單闡述。

一、中心波長(zhǎng)偏移：

中心波長(zhǎng)是濾片器件的核心指標(biāo)。下圖給出了一個(gè)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(xiàn)構(gòu)成光軸，圖中用點(diǎn)劃線(xiàn)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(huì)有一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度θ。理論推導(dǎo)得出濾片透射中心波長(zhǎng)和這個(gè)角度的關(guān)系為：，

θ增加，透射中心波長(zhǎng)會(huì)偏短波長(zhǎng)變化；

θ減小，透射中心波長(zhǎng)會(huì)偏長(zhǎng)波長(zhǎng)變化；

這種波長(zhǎng)變化可以用近似計(jì)算公式表示為：

其中近似有

其中λ0為濾片0度入射時(shí)中心波長(zhǎng)；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(biāo)為弧度）與濾片中心波長(zhǎng)關(guān)系圖

縱坐標(biāo)：Unit：nm 橫坐標(biāo)：Unit：rad

實(shí)際應(yīng)用中濾片不同角度入射譜線(xiàn)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(biāo)：Unit：dB 橫坐標(biāo)：Unit：nm

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

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

橫坐標(biāo)：Unit：nm

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

二．透射帶寬

1． 入射角度對(duì)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(xiàn)帶寬減小。

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

縱坐標(biāo)：Unit：dB 橫坐標(biāo)：Unit：nm

下表是隨機(jī)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(duì)透射帶寬的影響

通常使用的1．4x1．4mm濾片是大片切割而來(lái)，切割過(guò)程會(huì)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(gè)現(xiàn)象越明顯。

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

縱坐標(biāo)：Unit：dB 橫坐標(biāo)：Unit：nm

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)踐中，飛宇采用獨(dú)特的工藝方法，將膜片相對(duì)位置偏移量控制在0．02mm以?xún)?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(shí)代，WDM器件獲得了更多的部署機(jī)會(huì)。本文結(jié)合飛宇集團(tuán)在研發(fā)制造5G用DWDM三端口器件的實(shí)踐，從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面介紹了實(shí)踐中影響器件中心波長(zhǎng)和透射帶寬兩個(gè)重要指標(biāo)的若干因素。在此基礎(chǔ)上，飛宇集團(tuán)開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的技術(shù)，確保了DWDM器件的高性能。

責(zé)任編輯：gt