密集波分复用 (DWDM) 技术支持高信道数，是一种扩展电信网络容量以满足日益增长的需求的措施，既可靠又经济。然而，目前这些系统中使用的仍是固定波长和窄调谐范围的激光器，随着 DWDM 信道部署的增加，这将导致生产后勤和库存管理方面的负担不断加重。对于电信设备制造商而言，这些后勤问题使内部规划和供应工作变得越来越难以管理。然后此类问题将依次出现在整个供应链中，直到激光器供应商本身。

       宽调谐范围的激光器采用的是基本构件技术，可以节省固定波长的激光器所带来的大部分开销，使供应更及时。虽然节省下来的开支可被设备制造商和运营商分享，但是模块供应商自己也可分一杯羹，从而生产出灵活、廉价的模块，并制定出外包线路卡解决方案，用于当前和下一代光网络系统。

       若要让半导体激光器具有宽可调性，目前有 4 种主要方法，各有优缺点。方法如下：

       ·          可调分布反馈式 (DFB) 激光器，这种激光器利用温度来调谐波长，也就是已广泛部署的固定波长 DFB 的变体。DFB 激光器的调谐范围很有限，以100GHz为间隔的信道数最多为8 个。

       ·           可调分布式布拉格反射镜 (DBR) 激光器，这种激光器的半导体二极管增益装置与波长调谐装置采用单片电路集成或混合电路集成，将可用的调谐范围扩展到了 40nm，超出了可调 DFB 激光器的调谐范围。虽然 DBR 激光器采用经过证实的成熟技术来集成调制元件，但其较低的输出功率经常需要放大，这会产生噪声。

       ·           外谐振腔激光器 (ECL)，此类激光器的谐振腔的某一部分不在芯片中，只将二极管作为增益介质。激光二极管的一面已经涂层，以便作为高反射镜，而芯片另一面是激光输出和谐振腔调谐部分。ECL 具有很宽的调谐范围、非常高的输出功率、窄线宽和优异的频率稳定性。

       ·           可调 DFB 阵列，由一组调谐范围很窄的 DFB 激光器构成，每个激光器都采用不同的波段。由于采用了成熟的 DFB 技术，这些可调激光器可用于实现更宽的调谐范围。然而，这需要借助于其他可粗略选择波段的元件，如耦合器或 MEMS 设备。

       这些可调激光器采用了成熟的技术，具有已经证实的电信级可靠性和质量。电信方面的开支已经使人们可以更注重可靠性测试、故障分析和生产设计。其结果就是制造出了高度可靠且可调的激光器，以使其在使用期间，在自身温度范围内具有更高的输出功率、出众的光谱纯度和优异的波长稳定性 — 性能甚至可以超过 DFB。例如，ECL 激光器具有优异的边模抑制比 (SMSR)、高偏振消光比 (PER) 和低相对强度噪声 (RIN)，从而明显降低了高信道数系统中的干扰。这都是利用经济实用的 Fabry-Perot 激光二极管实现的，这种二极管使用寿命长，性能特点稳定、可靠。

       宽调谐范围的激光器早已被视为高信道数的万能药，下一代光网络可以满足越来越多变、复杂的客户需求。建立彻底的、集成的全光传输和光交换体系结构的计划大多数都已搁置，但对可扩展光带宽的需求却仍在增长。

       到目前为止，DWDM 仍然是用于扩展光网络容量的最佳技术。大多数设备制造商已不满足于信道数多于 64 的传输系统，都想让城域网设备甚至边缘设备具有 DWDM 接口。多业务提供平台 (MSPP) 和交换/路由选择设备正逐步采用 DWDM 接口，为运营商提供了更多的选择，使其可以灵活地扩建和管理网络。这使得对集中在 DWDM ITU 标准波长光栅上的光纤接口的需求不断增长，也迫使人们感到需要让这些接口更为标准、更为廉价，以及对其进行更好的管理。

       运营商需要这种灵活的可扩展的基础设施，以便适应不断增长的新兴数据服务。可调激光器只是又一种基本构件，使当前网络系统能够支持低初始安装费用，以及模块化的可调整的容量及各种服务。与灵活的集成芯片（业务成帧器、交换矩阵和网络处理器芯片）和更加智能的软件（网络监控、OSS、计费软件等）之类的其他部件构件搭配使用，其价值将显著提高。

       到目前为止，可调激光器已应用于改进库存管理，以及作为长途传送网络的快速链路提供。目前，线路卡的单价由 1 万美元到 3 万美元不等，具体价格视数据传输速率而定。例如，在一个 64 信道系统中，如果其容量只占用了 50%，而且只有5个再生点，传输卡部署总数可轻松超过 300 个激光器。由于每个部署的激光器都有一个固定波长的备用卡，备件的库存成本很容易就会超出 300 万美元。此外，维护实际存货（设备、保险、工时费用）的运营成本会使此数字增加 30%。将宽调谐范围的激光器作为备件可使库存量降低一个数量级或更多。可调范围越宽，就可节约更多的费用。

       运营商也逐步认识到了可调光纤接口的其他益处，包括：

       ·          降低了服务提供过程中出现人为错误的风险;

       ·          实施“热备份”策略，以便维持闲置信道，以及在信道出故障的过程中启用闲置信道;

       ·          采用了“灵活供应”，这是一种功能，用于远程配置波长，从而缩短手动安装耗时，简化在一条路由上规划和安装新增带宽的过程。

       对运营商而言，运营成本的潜在节约空间是巨大的。此外，快速供应是一项增值业务增强措施，具有明显的竞争优势，使运营商能够提高客户满意度、忠诚度，并获得最大回报。

       虽然很容易就意识到可调性所带来的运营支出 (OPEX) 成本优势，但设备制造商和运营商实际上尚未得到此类成本节约所带来的好处。在很大程度上，可调激光器的采用一直由于以前电信基础设施消费的长期低迷时期而受到阻碍。

       资本支出 (CAPEX) 的减少左右了通信公司和设备制造商的支出决策。采用这些技术的新系统大部分仍在通信公司的实验室中进行测试，尚待广泛部署。除此以外，由于近年来对可调产品的需求很低，使得 CAPEX 费用更高，这也阻止了大范围淘汰旧式 DFB 激光器的进程。

       由可调激光器带来的附加材料费（更多的子部件、价格更高的封装费用）并没有轻易被更高的产量、更低的测试开销和更高的销量而抵销。以下两种因素可以改变这种情况：

       ·          如前所述，提高 DWDM 可调谐接口采用率;

       ·          提高可调谐激光器与电子器件的模块化集成，如支持与成帧器的数据/传输协议（例如，     Sonet/SDH 和以太网）接口。

       从目前 300 针的收发器到将来可热插拔的收发器模块，可调激光器将部署到所有形式的模块化收发器中。

       在多源协议 (MSA) 300 针模块和 XFP 模块的采用过程中，朝着基于标准的模块化光纤接口的发展趋势，为可调激光器提供了完美的集成平台，以便获得成本优势。更高的集成度，尤其是结合光学设备（激光器和接收器）与电子设备（驱动器、放大器、串行器/解串行器）的垂直集成之后，可以抵销可调激光器带来的所有增加的成本。模块供应商还可借此吸收增加的材料费，以提高产量和生产效率，降低生产开销。

       请仔细看以下示例，这些示例体现了可调激光器的意义：

       ·          产品配置：每个 DWDM 客户都需要不同的 ITU 波段，或者需要高于或低于标准 C 波段的附加信道。可对单个宽调谐范围的激光器收发器模块进行配置，使其能通过固件设置来定制波长要求。

       ·          测试与校准：现在，每个单一波长的 DWDM 激光器都需要单独进行测试和校准，以确保波长在操作环境中的准确性和稳定性，这就明显增加了生产开销。如果生产信道数多于 32、需要进行很少校准工作的宽调谐范围的激光器，将明显缩短测试和校准时间，并显著减少相关开销。

       ·          库存管理：运营商和设备制造商可以节省可调激光器的库存管理费用，可调激光器模块供应商同样也可以做到这一点。与以50GHz为间隔的C 波段产品中采用多于 64 种二极管的设计不同是，宽调谐范围的激光器只需单个二极管配合通用调谐元件和固件即可实现同等功能。

       节约下来的费用随后会使设备制造商受益，而且将惠及运营商。在下一次大规模扩建基础设施时，OPEX 的降低会再度凸现出来。

       最近，8 信道温度调谐 DFB 版 300 针收发器或模块的部署已不具备价格优势。设备制造商现在需要（往往是应运营商的请求）进一步提供全 C 波段（多于 64 信道）的可调收发器。目前，正在两种尺寸的 300 针 MSA 模块中较大的那一种上进行开发，但最终会应用到较小外形的 300 针 MSA 模块，而且还可能会应用到 XFP 模块之类的可热插拔的收发器。然后 TEM 只购买一个部件就能满足跨多个平台的所有 DWDM 信道需求。

       模块化集成与外包光纤接口设计的发展趋势并不局限于收发器。实际上，设备制造商对外包其硬件设计越来越感兴趣，因为他们关注的是通过系统集成、网络控制与监控以及软件服务来创造增值利润。提供整套光纤与芯片产品的部件供应商将能够提供最具增值效益的硬件解决方案。

       可调光技术的灵活性随后将得到最充分的利用。模块和线路卡供应商不像个别服务提供商或设备制造商那样依靠低库存开销和灵活供货的 OPEX 优势，他们还可以将可调激光器效率的受益范围扩大到多个客户。通过一个 DWDM 光纤接口即可实现单一产品制造、简化的测试和校准过程以及灵活的产品配置所带来的优势，只需要提供一个单一的接口模块给多个客户，由每个客户自己进行调制，以便在增加产品销量的同时提高供货速度，而无需存储多于 64 个不同波长的二极管和各种模块配置。

       总之，可调激光器是低成本、灵活的线路卡解决方案的模块化构件，迎合了与日俱增的 DWDM 接口市场需求。虽然技术开支的低迷状况暂时推迟了采用可调激光器的系统的部署，但使用可调激光器所带来的 OPEX 优势将确保其得到广泛应用。此外，这种 OPEX 优势不但可使设备制造商和运营商受益，还可以被收发器模块供应商利用，甚至可以被外包线路卡解决方案提供商利用，通过其解决方案，更多的客户能够受益于可调激光器的生产成本优势，并继续扩大受益范围。