光波長多重通信について

光波長多重通信（ひかりはちょう たじゅうつうしん）とは、一本の光ファイバーケーブルに複数の異なる波長の光信号を同時に乗せることによる、高速かつ大容量の情報通信手段である。波長分割多重通信(WDM: Wavelength Division Multiplex)とも言う。

同軸ケーブルへ電気的な信号を流す場合と異なり、ラマン光増幅、分散シフト (DSF) 光ファイバの非線形現象などの例外を除いて光ファイバを通過する光信号は他の波長の光信号と干渉しない。そのため、複数の波長を使用して光信号を送受信すれば、1信号を1光ファイバで送る場合と比べて実質上多くのファイバがあるように使用できる。

光波長多重通信の場合、単一信号による通信と比較すると使用する光の波長の数だけ、具体的には数倍～数千倍といった情報量を同じケーブルで送信できるというメリットがある。現在実用化されているものには、数Tbps（テラビット毎秒）といったものもあり、今後更なる大容量化が見込める。

とはいえ、この技術に使用する信号の波長帯は自由に決められるのではなく、使用する光ファイバの伝送特性に左右される。 ある波長-たとえばシングルモード (SM) 光ファイバなら1310nm付近や1550nm付近など-から外れると信号の減衰や光ファイバの材料分散の影響が大きくなるため、通信が成立するある範囲内に押さえなければならない。使用する光の波長を増やせば増やすほど信号が密 (Dense) になるため、これをDense WDM(DWDM方式), 相対的に少ないものは疎 (Coarse) であるためこれをCoarse WDM(CWDM方式)という。あるWDMがDenseかCoarseかについては光学的にx波多重以上はDenseとするなどという定義はなく、おおよその目安として20nm間隔以上ならCWDMと考えて差し支えは無い。

1本のファイバーに複数の光学的伝送路を実装できると言う特性から、異なる種類や目的の通信信号、異なるプロトコルの通信を重畳させることもできる（例えばSDHとGigabit Ethernetを1本のファイバーに共存させるなど）。

光波長分割多重（WDM）の知識について

WDM Wavelength Division Multiplexing、波長分割マルチプレクサ

CWDM Coarse Wavelength Division Multiplexing 、スパース波長分割マルチプレクサ

DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing 、高密度波長分割マルチプレクサ

WDMは、異なる波長の情報を伝送する一連の光信号を1つのバンドルに結合して単一の光ファイバに沿って送信する通信技術であり、受信端では、異なる波長の光信号が何らかの方法で分離されます。この技術は、単一のファイバー上で複数の信号を同時に送信することができ、各信号は特定の波長の光で送信されます。

同じファイバ内で、2つ以上の光波長信号が異なる光チャネルを介して同時に送信されます。これは、光波長分割多重（WDM）と呼ばれます。光波長分割多重化には、周波数分割多重化と波長分割多重化が含まれます。光波は電磁波の一部であり、光の周波数は波長と単一の対応関係があるため、周波数分割多重化（FDM）技術と光波長分割多重化（WDM）技術の間に大きな違いはありません。また、一般に、光周波数分割多重化は光周波数の再分割を指し、光チャネルは非常に高密度であることも理解されています。光波長分割多重化とは、光周波数の粗い分割を指し、光ファイバの異なるウィンドウであっても、光チャネルは遠く離れています。

一般に、光波長分割多重では、ファイバの両端にそれぞれ配置された波長分割マルチプレクサとデマルチプレクサ（マルチプレクサ/デマルチプレクサとも呼ばれます）を使用して、異なる光波の結合と分離を実現します。これら2つのデバイスの原理は同じです。光波長分割マルチプレクサーの主なタイプは、融着テーパー型、誘電体フィルム型、グレーティング型、平面型です。その主な特徴は、挿入損失と絶縁です。一般に、波長分割多重デバイスは光リンクで使用されるため、光リンク損失の増加は波長分割多重の挿入損失と呼ばれます。波長11、12が同じファイバーを介して伝送される場合、スプリッターの入力端子12でのパワーと11出力ファイバーで混合されるパワーの差は、アイソレーションと呼ばれます。

現在市場でWDM技術を使用している製品には、主にCWDMとDWDMが含まれます。