邁入2001年，人類已經進入了一個新的時代-信息時代。信息時代的通信較之于傳統工業時代的交通更為重要，通信網絡將成為新時代的重要發展基礎。目前，傳統的電信網正在融合各種先進的網絡技術，向下一代公用通信網絡演進，光網絡正是實現這種演進的重要基礎網絡平臺。因此圍繞這一重要平臺的建設，在產業界出現了許多投資熱點，DWDM（DenseWavelength-Division Multiplexing，高密度多工分波器）就是其中之一。本文試圖從光網絡的發展，以通俗的語言方式簡介為什么DWDM會這么熱門，DWDM、DWDM相關元件、DWDM系統以及相關行業基本情況。
一、光網絡的基本特點、結構與發展趨勢簡介
基本特點
現有網絡由光傳輸系統和電子節點組成，光技術用于兩個電子節點間的點對點傳輸，在每個電子節點中光信號都要轉換成電信號由電子節點進行電處理，兩個網絡邊緣節點之間的連接通常為多跳連接，這將會增大傳輸延遲，使電子節點的處理負擔過重，限制網絡節點的吞吐量。90年代以來，隨著光纖通信技術的迅速發展，許多學者提出了"全光網絡"的概念，其本意是信號以光的形式穿過整個網絡，直接在光域內進行信號的傳輸、再生和交換／選路，中間不經過任何光電轉換，以達到全光透明性，實現在任意時間、任意地點、傳送任意格式信號的理想目標。但是由于光器件技術的局限性，目前全光網絡的覆蓋范圍還很小，要擴大網絡覆蓋范圍，必須要通過光電轉換來消除光信號在傳輸過程中積累的損傷（色散、衰減、非線性效應等），進行網絡維護、控制和管理。因此，目前所說的"光網絡"是由高性能的光電轉換設備連接眾多的全光透明子網的集合，是ITU-T有關"光傳送網"概念的通俗說法。
光網絡的結構
光網絡的基本結構類型有星形、總線形（含環形）和樹形等3種，可組合成各種復雜的網絡結構。光網絡可橫向分割為核心網、城域／本地網和接入網。核心網傾向于采用網狀結構，城域／本地網多采用環形結構，接入網將是環形和星形相結合的復合結構。光網絡可縱向分層為客戶層、光通道層（OCH）、光復用段層（OMS）和光傳送段層（OTS）等層。兩個相鄰層之間構成客戶／服務層關系。
●客戶層：由各種不同格式的客戶信號（如SDH、PDH、ATM、IP等）組成；
●光通道層：為透明傳送各種不同格式的客戶層信號提供端到端的光通路聯網功能，這一層也產生和插入有關光通道配置的開銷，如波長標記、端口連接性、載荷標志（速率、格式、線路碼）以及波長保護能力等，此層包含OXC和OADM相關功能；
●光復用段層：為多波長光信號提供聯網功能，包括插入確保信號完整性的各種段層開銷，并提供復用段層的生存性，波長復用器和高效交叉連接器屬于此層；
●光傳送段層：為光信號在各種不同的光媒體（如G．652、G.653、G.655光纖）上提供傳輸功能，光放大器所提供的功能屬于此層。
光網絡的演變與發展
從光技術的應用發展程度來看，目前屬于光網絡發展的初始階段，光技術主要用于兩個電子節點間的大容量點對點傳輸，主要的功能是傳送和復用。全光傳輸距離約為600km（具體由單信道速率決定），更長的距離需要加電再生中繼器。交換／選路、監控和生存性處理等聯網功能基本上由電子技術實現。隨著光技術的不斷發展，全光傳輸距離將越來越長，交換／選路、監控和生存性處理等功能將逐漸由光子技術實現，通過采用先進的光器件逐步取代光電轉換設備，不斷擴大光透明子網的覆蓋范圍，最終實現全光通信網絡的理想目標。
從復用方式來看，目前DWDM方式正在大量使用，光傳輸系統的容量急劇提高，但這些固定式的電路復用方式不太適臺數據業務，隨著網絡中數據業務的比重越來越大，光網絡將向基于光分組的統計復用方式發展。
從組網方式來看，光網絡將沿著"點到點→鏈→環→多環→網狀網"的方向發展。應用大量的SDH系統來滿足日益增長的帶寬需求必將使已敷設的光纖很快耗盡，因此，大容量的DWDM點對點系統將被大量引入，并將逐步引入OADM構成鏈形和環形光網絡，進一步的發展將是采用靈活的可編程OADM甚至OXC將多個單環連成多環光網絡。隨著網絡帶寬需求的不斷增加，環形網絡的配置將限制網絡基礎設施的進一步擴展，光網絡將向能夠進行靈活有效配置的全光網狀網發展。光網絡靈活性將按"靜態→半動態→動態"的方向發展。
從應用領域來看，光網絡將沿著"干線網→本地網→城域網→接入網→用戶駐地網"的次序逐步滲透。
因此，無論是從光網絡技術的發展來看，還是從復用方式和組網方式來看，DWDM技術在光網絡的應用中有著極其重要的位置。
二、DWDM簡介
要了解DWDM以前，我們先由認識WDM是什么開始。WDM（Wavelength-Division Multi- plexing，多工分波器）是個能將一個（組）波長分成許多個波長的分波器，而所謂的分波器就如同大家所熟知的三棱鏡一樣，它可以把射入棱鏡的白光（一組波長）分成七色光（七種波長）。在最早的光通迅中，一條光纖僅設計給一個特定波長的光傳遞，由于WDM技術的開發，使一條光纖可以由傳遞一個訊號變成傳遞多個訊號，在相同的鋪設成本下，將光纖的使用率提高數倍，故WDM的觀念在光纖用于通迅后不久便被提出。但是經WDM分波之后，每個波段分到的能量都太小，完全無法用于光纖訊號傳送。直到1994年，可適用于WDM的放大器摻鉺放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier，EDFA）成功商用化之后，WDM的使用才被業界注意。由于WDM實現了技術的提升，一個WDM可將一個光源分出越來越多的波長（或稱信道，channels），所以為了區別起見，能分出較少波長者稱作CWDM（Coarse WDM），分出波長密度較高者稱作DWDM（Dense WDM）。
DWDM元件
DWDM就如同字面上的意思一樣，是一個分出波長密度相對WDM較高的多工分波器，當前在光通迅界常用的DWDM大多是在1530～1565nm的波段中，分出32個或更多的波長。在當前市售的DWDM中，阿爾卡特（Alcatel）已推出能分出256信道的DWDM，朗訊（Lucent）所屬的貝爾實驗室也已經研發出1022信道的DWDM。
能將光以數個波長分出的元件就是DWDM元件，當前實現DWDM的方式有三種，分別是：薄膜濾光片（Thin Film Filter，TFF）、光纖波導（Array WaveGuide，AWG）、以及光纖光柵（Fiber Bragg Gratting，FBG）。根據富士總研2000年的調查，目前DWDM濾波元件市場中，三種技術的元件銷售數量比重分別為：TFF 96％、FBG 3％和AWG 1％。但若以DWDM濾波模塊市場來說，三種技術銷售數量比重分別為：TFF 86％、FBG 6％和AWG 8％。雖然從銷售比重上可看出采TFF實現方式的DWDM是當前市場的主流產品，不過由于TFF在規格進一步提升上有一定的困難，所以AWG及FBG實現方式也越來越受市場重視。
TFF的原理是采鍍膜的方式，以氣相沉積的原理，將所需膜層一層層鍍在薄平板玻璃（如Ohara WMS-02）上，當光線通過不同種的濾波片后，不同的波長便被分別濾出，達到分波的效果。以此種實現方式生產的DWDM對環境的要求較小，因此易于投入商用化；不過在信道數目的提升上，TTF則因膜層數的等比增加而不易實現，所以TFF常用于16信道以下的DWDM實現。
AWG是在矽晶圓上沉積二氧化矽膜層，續以微影制程及反應式離子蝕刻法定義出數組波導，最后加上保護層即可制成；AWG原理是利用波導的物理特性將不同波長的波分出，這種技術能一次分出較多信道，不過波導易受溫度等環境的影響，在大量商業化前需較好的絕熱封裝，這也是光纖波導最困難的技術障礙。
FBG是以紫外線照射光纖，使光纖絲中的部分材質變化成近似布拉格繞射光柵，利用光學繞射的特性將不同波長的波分出；FBG雖為以上三種制成方法中技術中成本最低、光學色散損失最小、也是大部分業者在技術上有機會切入的制程，但因實現方式的技術專利權屬于加拿大UTC與CRC兩家公司所有，廠商須花費60萬美金取得授權，且量產后每個元件還需給付售價2.5％的權利金，因此目前廠商對開發光纖光柵技術并不積極。
三、三種DWDM關鍵技術優缺點
DWDM系統
DWDM系統一般包含兩類：一類是DWDM分波前后所須的元件，如EDFA、Mux／DeMux（Multiplexer／DeMultiplexer，合波／分波多工器）便屬此類；一類是DWDM的應用，如OADM（Optical Add／Drop Multiplexer，光塞取多工器）、OXC（Optical Cross Connects，光交換鏈接器）。
EDFA是DWDM系統中最重要的元件之一。以32信道的DWDM為例，光源經此DWDM后每信道的光能大約是原光源能量的1％，所以不需經光電轉換便可放大光能量的EDFA對DWDM來說，是一個絕對必要的元件。在EDFA的制造上是以常規石英系光纖為母材摻進鉺離子，由于鉺離子的摻入，提供了一個1550nm的能帶，使得原本的訊號和高功率泵激激光（pumping laser，波長980nm或1480nm，功率10～1500mW）得以提高光訊號的強度，而不需將光訊號轉成電訊號后才得以放大。
Mux／DeMux是DWDM系統使用中不可或缺的兩種元件。DWDM使光導纖維網絡能同時傳送數個波長的訊號，而Mux則是負責將數個波長匯集至一起的元件；DeMux則是負責將匯集至一起的波長分開的元件。當前Mux／DeMux的開發較不受重視，且一般能生產DWDM元件的廠商也多具備生產能力。但未來Mux／DeMux將朝向多信道數及高速開發以外，推測也會陸續朝包含衰減器、加／解密等增加追加價值的方向開發。
OADM是DWDM系統中一個重要的應用元件，其作用是在一個光導纖維傳送網絡中塞入／取出（Add-Drop）多個波長信道；置OADM于網絡的結點處，以控制不同波長信道的光訊號傳至適當的位置。塞入／取出波道固定的OADM已進入量產，不過可藉由外部命令控制塞入／取出波道的OADM仍在開發中。
OXC是下一代光通迅的路由交換機，用在因DWDM而生成的多波道數據路由及線路調度，其功能包含網絡的路由器及電信的交換機。OXC設置于網絡上重要的匯接點，匯集各方不同波長的輸入，再將各訊號以適當的波長輸送至合適的光導纖維中。它可提供光導纖維切換（Fiber switching，連接不同光導纖維，波長不轉換）、波長切換 （Wavelength switching，連接不同光導纖維，波長經轉換）、及波長轉換（Wavelength conversion，輸出至同一光導纖維，波長經轉換）三種切換功能。OXC并提供路由恢復、波長管理、及話務彈性調度，準備在下一代IP Over DWDM的電信／網絡體系結構中，直接以光訊號傳送替換現有的電訊號交換／路由的地位。
四、相關市場分析和廠商資料
綜上所述，正因為DWDM在光網絡的發展中有其重要位置，而且其技術的發展也將伴隨著光網絡的發展而不斷發展，但其基礎元件--DWDM薄膜濾光鏡的生產制造工藝技術卻較成熟，而且屬于工藝密集型和勞動密集型的產業，因此在近年來的光通訊投資熱潮中，全球，特別是臺灣和中國內地的業界和創投公司，投入DWDM薄膜濾光鏡（Thin Film Filter；TFF）的廠商不下百家.
