普通的光模塊，都會(huì)有收和發(fā)兩個(gè)端口，也就是說(shuō)發(fā)送出來(lái)有一根光纖，接收也有一根光纖，即雙纖雙向，這個(gè)很容易理解，收和發(fā)各占一個(gè)獨(dú)立的車道，完全沒(méi)有干擾，壞處是占用了兩根光纖，這對(duì)于一些光纖資源比較緊張的應(yīng)用場(chǎng)景還是不可接受的。因此就誕生了Bidi光模塊的需求。

單纖雙向光模塊要求在一根光纖上既要發(fā)又要收，還得是同時(shí)，也就是全雙工工作，聽(tīng)起來(lái)似乎有點(diǎn)難。不過(guò)細(xì)想一下，在一根光纖里還可以再通過(guò)其它的維度再開(kāi)辟兩個(gè)獨(dú)立的通道，比如，利用頻率或者波長(zhǎng)就是很自然的想法了。比如WDM系統(tǒng)，可以在一根光纖里上傳百路信號(hào)。因此，一種自然的實(shí)現(xiàn)方式便是，在單纖雙向光模塊（Bidi）中發(fā)送和接收用兩個(gè)不同的波長(zhǎng)，如一個(gè)用1310，一個(gè)用1550，用一個(gè)WDM 濾波器來(lái)區(qū)分發(fā)送和接收方向的波長(zhǎng)信號(hào)。

當(dāng)然，波長(zhǎng)對(duì)的用法還可以是1310/1490，1270/1310，1270/1330。比如5G前傳25G模塊中似乎就比較傾向于將波長(zhǎng)方案定為1270/1330。

進(jìn)一步地 ，是否也可以單纖雙向用同波長(zhǎng)呢？答案是肯定的。只要有辦法能夠在光模塊的光口上把收方向和發(fā)方向的光分開(kāi)就行了，如3端口環(huán)形器就是一個(gè)很好的方法，三端環(huán)形器的工作特性是 1進(jìn)2出，2進(jìn)3出，1和3不通。因此，只需要把2端口作為光模塊的光口，1與發(fā)射機(jī)相連，3與接收機(jī)相連。

當(dāng)然，采用環(huán)形器后也是可以用不同波長(zhǎng)的。那么除了環(huán)形器之外，是否還有其它的方法呢？我覺(jué)得以下方案應(yīng)該也是可行的，隔離器+耦合器。從光纖過(guò)來(lái)的雖然會(huì)分到2個(gè)支路上，但TOSA上加了隔離器，不讓上行的光進(jìn)入TOSA中，避免對(duì)器件造成損壞，而ROSA可以正常接收。并且，實(shí)際上這個(gè)隔離器是有可能可以省掉的 ，因?yàn)橐话愕募す馄鲀?nèi)部會(huì)自帶一個(gè)隔離器，防止自激振蕩。不過(guò)，這種方案的缺點(diǎn)在于耦合器帶來(lái)的損耗大于環(huán)形器。可能實(shí)用價(jià)值不大。

進(jìn)一 步地，除了用波長(zhǎng)維度外，還有別的方法可以支持單纖雙向嗎？有的，光纖有5個(gè)物理維度可用來(lái)傳輸信息，頻率、時(shí)間、幅度相位、空間、偏振。理論上這5個(gè)維度都可以，波長(zhǎng)只是其中一個(gè)方案。比如時(shí)間，通過(guò)時(shí)分復(fù)用來(lái)分別發(fā)送和接收信息，理論上是可行的，但它就變成了單雙工模式了。幅度和相位也是可行的，比如，發(fā)和收有同一個(gè)波長(zhǎng)，一個(gè)傳強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)，一個(gè)傳相位調(diào)制信號(hào)?？臻g怎么理解呢，可以利用不同的空間模式，比如一個(gè)用基模，一個(gè)用高階模式，二者也是可區(qū)分的。而偏振就更容易理解了，收和發(fā)一個(gè)用X偏振，一個(gè)用Y偏振，用偏振分束器來(lái)分開(kāi)。既然這么多方案都可行，那是不是真的可用呢？顯然不是，業(yè)界只是希望方案盡可能簡(jiǎn)單。模式、偏振這種雖然看起來(lái)可行，但實(shí)際操作起來(lái)就不太穩(wěn)定可控了，目前沒(méi)有太強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，特別是在短距應(yīng)用中，沒(méi)有DSP來(lái)處理串?dāng)_。

我們?cè)賮?lái)分析一下單纖雙向不同波長(zhǎng)方案和同波長(zhǎng)方案的優(yōu)劣點(diǎn)。不同波長(zhǎng)的好處是波長(zhǎng)獨(dú)立，WDM容易分波，收和發(fā)方向沒(méi)有干擾。劣勢(shì)是需要維護(hù)兩種波長(zhǎng)的光模塊，成本增加，另外上下行波長(zhǎng)不同，也會(huì)有傳輸性能的波動(dòng)和差異，特別是如果一個(gè)是O波段，一個(gè)C波段，兩個(gè)波長(zhǎng)差異太多的話，色散對(duì)二者的影響差異較大。而同波長(zhǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)是，僅需要維護(hù)一種模塊，易維護(hù)，上下行完全對(duì)稱，傳輸時(shí)延一致性好；劣勢(shì)是環(huán)形器的2端對(duì)反射串?dāng)_非常敏感，出纖需要采用具有高回?fù)p指標(biāo)的光纖傾斜端面接口，并對(duì)實(shí)際工程使用提出了較高的防塵要求，另外，同波長(zhǎng)單纖雙向傳輸時(shí)會(huì)有瑞利背向散射噪聲的影響，特別是高速，較長(zhǎng)距傳輸時(shí)，更明顯。也就是說(shuō)雙向傳輸時(shí)，下行的背向散射光會(huì)影響上行的接收質(zhì)量。

也有很多的方法來(lái)避免或降低背向瑞利散射噪聲的影響。比如，上下行分別采用幅度和相位調(diào)制格式，采用低頻分量小的調(diào)制格式，利用頻帶搬移，特殊編碼調(diào)制和相干探測(cè)。但是這勢(shì)必會(huì)增加短距光模塊方案的成本和復(fù)雜度，降低實(shí)用價(jià)值。對(duì)于前傳25GBidi光模塊，如果采用同波長(zhǎng)方案的話，考慮到傳輸距離10km左右的話，瑞利散射噪聲對(duì)性能的影響不至于太嚴(yán)重。同時(shí)，可以適當(dāng)選取長(zhǎng)波長(zhǎng)的1550波段，這樣可以稍微減小瑞利散射（與波長(zhǎng)四次方成反比）。