大部分现今高速骨干网都包含工作在2.5Gb/s或其以下的光纤链路。波分复用（WDM）是一种增加光纤传递信息能力的技术，它在同一根光纤上以不同的波长（或色彩）同时传递多个信号。事实上，WDM将一根单纤转换为多余“虚拟“纤。每条纤独立工作在不同的波长上。拥有多于一小组信道（2个或3个）的系统称之为密集WDM（DWDM）系统。几乎所有DWDM系统均工作在1550nm的低衰耗窗波长区间。 如今，拥有4至40个信道，每个信道最高容量为10Gb/s的系统已经问世，并且有若干厂商可以提供商用产品，这是一种正在迅速发展的技术。拥有80或更多信道的系统也将在不久面市。
DWDM系统部件
图1为一个DWDM系统的方框图，它由下列部件组成： 光发射器（激光器） 光复用器和分路器 光放大器 光接收器
DWDM激光器
DWDM系统采用在1550nm波段的高分辨率或窄带激光器。在1550nm范围内工作有两个优点：
当信号沿光纤传播时，减少光功耗，允许更大的传输距离和更好的信号完整性。
为了扩展距离，可采用光放大器提升信号强度。光放大器比电放大器便宜地多，原因是它们不必再生单独的光信号。
窄带发射激光器至关重要，它允许细密的信道间隔，并且最大限度地减少其它信号损伤的影响（如色散），否则它们将限制在信号必须进行电子再生之前的允许距离。
为了保证不同厂商设备之间的互操作性，国际电信联盟（ITU）规定了标准信道间隔计划。除互操作性之外，通过生产标准和非专用部件，该标准允许制造商实现基于规模的成本降低。
光复用器
光复用器将在不同波长的发送信号混合在一条单独的光纤上，而分路器则将混合信号分解为接收器的分支波长。光复用和分接目前采用几种技术，其中包括薄膜电介质滤波器和各种类型的光栅。一些复用器采有纯无源器件构造，也就是说它们不需要电介入。无源光复用器的行为非常象高精度棱镜，对各色WDM信号进行合并和分离。与棱镜类似，大多数无源光器件是对偶器件，即当逆转光方向时，它们的功能相同。
通常复用和分接功能由单个器件提供，即复用器和分路器提供。有些复用器具有在一根光纤上发送和接收的能力，这种能力称之为双向传输。
光接收器
光接收器负责检测进入光波信号，并且将它转换为一种适当的电信号，以便接收设备处理。光接收器通常是宽带器件，即它能够在一个相对广泛的波长范围(1280－1580nm)内检测光信号。这正是一些看起来并不兼容的器件为什么实际上还能够相互操作的原因。譬如，直接将两个具有不同发射器波长的非兼容网络接口相连通常并不是一个问题，即使一端以1310nm为波长，而另一端以1550nm为波长也是如此。
光放大器
有时采用放大器来提升光信号，补偿由于通过长距离传播而导致的功耗或衰减。虽然在小于65公里左右的链路上通常并不需要光放大器，但它代表WDM的一项重要进展。
在光放大器出现以前，提升光信号的唯一方案是以电的方式对其进行再生，即将光信号转换为电信号，将其放大，然后再将它还原为光信号继续传输。WDM信号的电再生要求每根光纤上的每个波长都拥有一个分离的再生器。另一方面，单个光放大器可以同时放大一根光纤的所有波长。这就允许将信号放大的成本分摊在几个用户或应用之上。
光放大器的另处一个好处是作为一个严格的光器件，它是一种与协议和比特率无关的器件。即光放大器的工作方式与光信号的帧或比特率无关。由于光放大链路可以在最高设计限制内的任何比特率上支持任何的协议组合（如ATM、SONET，千兆位以太网，PPP），所以这种方式允许极大的灵活性。
竞争技术
从历史上看，网络经理们拥有两种增加光纤传输设备容量的选择方案：即采用更多的光纤，或让相同的光纤在更高比特率下工作。图2所示为将传输容量2.5Gb/s增加至10Gb/s的可选择方案。
在有充足黑（未用）光纤可用，且满足在目前可预见需求的情况下，采用“更多纤“的方法是一种直接而且恐怕也是一种成本降低的解决方案。否则，安装新纤可能是一个非常昂贵的项目，尤其是在必需安装新管道，或在人口密集的大都会进行安装的情况下更是如此。即使是在有黑纤的情况下，有时实现每条光纤的更高利用率也比“点亮“更多光纤更为经济有效。这一点对需要信号放大（或色散补偿）的长距离链路特别适用，由于每条光纤都需要一个独立的放大（或补偿）器件。
第二种选择称之为“较高比特率“方式，它要求信号以电的方式进行复用，即时分复用，然后将信号复用至一个新的更高比特率进行传输。SONET（同步光纤网）是目前高速光信号最常用的复用标准，它可以四的倍数逐步增加比特率：即155Mb/s,622MB/s,2.5Gb/s和10Gb/s。
TDM方法的不幸缺陷是它要求一种影响服务的癖好，即“全盘“升级至新的更高速率。网络接口必须用四倍其容量的单元替换，虽然并非所的容量都是立刻必需的。相比之下，FORE公司的DWDM方案允许非服务性影响，随着需求增加，以2.5Gb/s增量方式将2.5Gb/s容量升级为10Gb/s。 较高比特率方案的另一个缺陷是随着比特率的增加，信号失真（由于色散和光纤非线性）成为非常短距离上的一个限制因素。导致信号脉冲“污染“的色散效应在10Gb/s标准单模光纤上比在2.5Gb/s上大若干倍。由于单独的信道比特率决定色散量，所以与等价容量的单信道链路相比，DWDM链路可以在要求进行电信号再生之前跨越更大的距离。（在标准单模光纤上，2.5Gb/s的色散限制通常在1000公里范围，而10Gb/s的色散限制为200公里）。
TDM解决方案的第三种限制为它将光纤容量限制在可用电子器件速率之内。商界提供的电子器件最高传输速率为10Gb/s,而光纤的容量高于此速率几个数量级。能够在此速率工作的电子部件的构造，操作和维护都非常昂贵。借助DWDM，电子部件继续以信道比特率（如2.5Gb/s）工作，而复用在光域完成。目前DWDM技术允许在一根光纤上传递40多个信道，即每根光纤的速率高于100Gb/s。
|