由于话音/视频/因特网三重业务以及视频点播等新业务不断增长的需求，CWDM技术已经被认为是在城域边缘和接入市场领域替代DWDM支持有线电视和FTTX网络的低成本方案。为了满足新的市场条件，CWDM器件应该具有如下特性：pXC光波通信
卓越的性能：CWDM网络通常都没有光放大器，此时功率预算决定了光纤传输距离。传输节点设备损耗越小，信号传输距离越长。pXC光波通信
紧凑的封装：CWDM增大了波长漂移容限，不再需要体积庞大的激光器制冷系统，从而把传输设备体积至少缩小了5倍。这个重要的变化要求无源器件也缩小到类似的大小，这样就可能实现板上系统。pXC光波通信
电信级的可靠性：Telcordia可靠性标准可以用来衡量电信组件/模块的服务寿命。许多接入网都要求其组件能适应室外的应用环境，因此与适用于室内环境的DWDM器件相比，用于室外的CWDM无源器件必须遵循更高级别的质量要求。pXC光波通信
最低的成本：如何收回投资是所有业务提供商最关心的问题。基板级的器件集成工艺降低了光纤准直器的使用频率，这使得材料的制造成本有可能降低。pXC光波通信
自由空间光学平台设计技术是满足CWDM无源器件上述需求的集成平台的最佳选择。紧凑型自由空间CWDM器件中（如图1），多波长光信号由输入光纤进入。在通道端口1，某一波长被一个绝缘薄膜滤波器滤出，耦合到接收光纤准直器中，剩下的信号则反射至下一通道端口。这种方法中波长信道之间的耦合通过走“之”字路线的准直光线的形式实现，而非传统的光纤融接和排线方案。pXC光波通信
通过对这种自由空间光学平台技术更加深入的研究可以发现，与传统的三端口器件相比，该技术能够更好地满足CWDM系统设计者的需求。
性能pXC光波通信
自由空间光平台方案的性能更加优越，尤其体现在低损耗与灵活性上。pXC光波通信
极低的损耗。目前还没有哪一种性价比合理的光放大技术能够完全覆盖典型CWDM信道使用的S、C和L波段。信号能够传输的最大距离很大程度上取决于信道上无源器件的光功率损耗。标准G.652光纤的衰减为0.2dB/km左右，换句话说，降低1dB损耗就能延长5km传输距离，降低2dB则可以延长10km。
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采用自由空间元件替代熔接光pXC光波通信
纤可以在很小的尺寸内实现更高pXC光波通信
性能的紧凑CWDM器件。 |
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基于上述分析，很容易理解基于自由空间级联方案的紧凑型CWDM器件的固有插入损耗为什么远小于传统三端口模块。图2a示出了一个8信道紧凑型CWDM（CCWDM）器件损耗参数的统计数据，总共140个测试样本的平均装配损耗为0.49dB，或者说一个8信道器件装配好之后平均的最大损耗仅为0.49dB左右。而与之对应的三端口模块CCWDM功率预算差不多达到了2dB。pXC光波通信
环境变化带来的损耗参数波动是另一个非常重要的因素，尤其是对于很可能应用在室外的CWDM设备来说，其工作环境温度可能从-40o到+85℃。温度相关损耗（TDL）主要与器件固定工艺流程和封装设计有关。在某项专利设计中，滤波器被安全地安装在侧壁经过适当处理的集成基板上，最大程度地减少了其组件发生水平和斜向位置偏移的可能性。这样设计出来的器件的TDL性能更好（图2b、2c）：环境温度从-5o到+65℃时8信道器件平均TDL为0.17dB，而-40o到+85℃时也只有0.22dB。
pXC光波通信
灵活性。自由空间设备里每个组件通过作用于准直输入光线的滤波器在光学上级联，这样就可以在级联光线路上插入另外的光学/光电组件，从而扩展基板级集成的范围，增加功能。
pXC光波通信
CCWDM器件比三端口器件插损更低，温度特性更好。pXC光波通信
图3是一个集成监控抽头功能的例子。监控通路上滤波器的分路比决定了对检测器响应度的要求，通常15 mA/W就足够了。监控抽头装在输入端口可以监控输入信号功率，装在输出端则可以用来诊断该节点设备的输出信号。
紧凑的封装pXC光波通信
由于省去了笨重的光纤进线装置以及额外的准直器，与传统三端口级联模块相比，自由空间级联器件的体积非常小。具体来说，通常CCWDM器件尺寸为40，大约是传统三端口模块的十分之一。
CCWDM模块的自由空间设计使得pXC光波通信
性能监控功能可以简单地实现。pXC光波通信
尽管如此，光纤I/O端口仍位于器件两端。于是又设计出了更小尺寸的器件（38），所有光纤接入端口同处一端。在同样的光纤弯曲半径限制条件下，单端光纤接入能够节省一半的空间，更容易满足电路板的集成设计要求。这种类型的器件将来有可能完全省去光纤进线装置。
可靠性pXC光波通信
光网络建成之后，其服务年限是一项被重点关注的问题。Telcordia GR-1209-Core和GR-1221-Core规定了各种特别设计的测试步骤来仿真实际条件下的系统寿命。这些测试通常应用于器件如三端口滤波器。通过所有测试实验的条件是损耗变化小于0.5dB。pXC光波通信
然而，对于单个三端口滤波器来说，要想满足GR-1221-Core测试前后损耗变化小于0.5dB的条件并非难事。但8个通过了GR-1221-Core测试的滤波器级联之后的插损变化可能高达4dB，这对于任何系统集成应用来说都是不能接受的。pXC光波通信
CCWDM模块的多信道集成是在单一封装内部、同一基板的器件级别完成的，恰当的工艺流程和严格的控制使得产品质量能够通过基于GR-1221-Core规定的单个器件（而非模块）合格/不合格准则的7道测试工序。把对模块类器件的质量要求用在单个信道上将质量要求提高了8倍。实际上通过所有7项测试的样品的最大插损变化为0.29dB，这表明了该项集成技术具有极高的可靠性。pXC光波通信
采用薄膜滤波器级联的基板级集成方案制造的CWDM器件较之传统三端口器件有许多优点，不仅结构更加紧凑，插损和材料成本（尤其是集成了更多功能的器件）也更低，器件的整体可靠性也有所提高。
