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DWDM在城域网中的利用与发展（二）

2004-01-01

3.DWDM技术解析
WDM是将光纤的可用波段分成若干个幼信路，，，，，，每个信路对应一个波长，，，，，，使单波长传输造成多波长同时传输，，，，，，从而大大增长光纤的传输容量。。。。。例如，，，，，，若是每个波长的传输速度为2.5Gb/s，，，，，，在一根光纤中同时使用4个波长，，，，，，则光纤总的传输容量可达2.5×4=10Gb/s。。。。。 WDM技术从前重要在光纤的C波段（1530～1565nm）使用。。。。。最新的技术已将石英光纤在1.3～1.6μm的两个低损耗窗口买通并连成一个区域，，，，，，将来的WDM可在1.3～1.6μm的全波段窗口中使用，，，，，，每根光纤的复用光波长数可达几千，，，，，，传输容量可高达数十个太比特。。。。。因而，，，，，，齐全能够以为WDM技术将为光传输网的发展提供险些取之不尽的资源。。。。。
3.1 WDM的关键技术
WDM技术在光传输网中的典型系统是由光合波器（规复用器）、光放大器和能够提取独立光波长的光分波器（光解复用器）组成。。。。。发射端的光发射机发出光波长分歧且精度和不变度能满足肯定要求的光信号，，，，，，经过光合波器、掺铒光纤放大器，，，，，，送入光纤中传输（光纤线路中可凭据必要设置光线路放大器）。。。。。达到接管端后，，，，，，经光纤前置放大器放大，，，，，，通过光分波器复原成原来的各路光信号。。。。。
分/合波器是一种光学滤波器，，，，，，其作用是对各路光波长信号进行复用与解复用。。。。。对分/合波器的根基要求是：插入损耗低、隔离度高、优良的带通个性、温度不变性好、复用波长数多、较高的分辨率等。。。。。
光放大器的作用是对复用后的光信号进行直接光放大，，，，，，以解决WDM系统的长距离传输问题。。。。。由于分/合波器的插入损耗较大，，，，，，因而WDM系统的传输距离较短，，，，，，通常仅为三四十公里，，，，，，很难满足现实通讯的必要。。。。。使用光放大器后，，，，，，可实现600km以上的无电中继传输。。。。。对光放大器的根基要求是：增益高、宽带、噪声系数幼等。。。。。
WDM系统的超长距离传输对光源提出了极度浚浚浚？？？？瘫〉囊。。。。。光源必须拥有极度狭幼的谱宽和极度不变的发射波长。。。。。
光纤通讯系统的传输距离受到系统损耗和色散的限度。。。。。在高速度传输情况下，，，，，，色散占重要职位。。。。。光放大器的使用只是解决了损耗受限的问题，，，，，，而色散问题则必要选择谱宽极窄的半导体激光器来解决。。。。。实际证明，，，，，，选取传统的直接调造方式会使半导体激光器在高速度时产生啁啾，，，，，，限度了系统的传输距离。。。。。为此WDM系统使用的光源必须烧毁传统的直接调造方式，，，，，，选取表调造步骤，，，，，，即所谓表调造型光源。。。。。
3.2 WDM的技术利益
WDM技术之所以在近几年得到迅猛发展是由于它拥有下述利益：
3.2.1传输容量大，，，，，，可节约贵重的光纤资源。。。。。对单波长光纤系统而言，，，，，，收发一个信号必要使用一对光纤，，，，，，而对于WDM系统，，，，，，不论有几多个信号，，，，，，整个复用系统只必要一对光纤。。。。。例如对于16个2.5Gb/s系统来说，，，，，，单波长光纤系统必要32根光纤，，，，，，而WDM系统仅必要2根光纤。。。。。
3.2.2对各类业务信号"通明"，，，，，，能够传输分歧类型的信号，，，，，，如数字信号、模拟信号等，，，，，，并能对其进行合成和分化。。。。。
3.2.3网络扩容时不必要敷设更多的光纤，，，，，，也不必要使用高速的网络部件，，，，，，只必要换端机和增长一个附加光波长就能够引入肆意新业务或扩充容量，，，，，，因而WDM技术是梦想的扩容伎俩。。。。。
3.2.4组建动态可沉构的光网络，，，，，，在网络节点使用光分插复用器（OADM）或者使用光交叉衔接设备（OXC），，，，，，能够组成拥有高度矫捷性、高靠得住性、高生计性的全光网络。。。。。
3.3.3 WDM技术目前存在的问题以WDM技术为基础的拥有分插复用职能和交叉衔接职能的光传输网拥有易于沉构、优良的扩大性等巨大优势，，，，，，已成为将来高速传输网的发展方向，，，，，，但在真正实现之前，，，，，，还必须解决下列问题。。。。。
3.3.1 网络治理；；；；；目前，，，，，，WDM系统的网络治理，，，，，，出格是拥有复杂的上/下通路需要的WDM网络治理仍处于不成熟期。。。。。若是WDM系统不能进行有效的网络治理，，，，，，将很难在网络中大规模选取。。。。。例如在故障治理方面，，，，，，由于WDM系统能够在光通路上支持分歧类型的业务信号，，，，，，一旦WDM系统产生故障，，，，，，操作系统应能实时发现故障，，，，，，并找出故障原因。。。。。但到目前为止，，，，，，有关的运行守护软件仍不成熟；；；；；在机能治理方面，，，，，，WDM系统使用模拟方式复用及放大光信号，，，，，，因而常用的比特误码率并不合用于衡量WDM的业务质量，，，，，，必须寻找一个新的参数来正确衡量网络向用户提供的服务质量等。。。。。若是这些问题不实时解决，，，，，，将故障WDM系统的发展。。。。。
3.3.2 互连互通；；；；；由于WDM是一项新生的技术，，，，，，其行业尺度造订较粗，，，，，，因而分歧商家的WDM产品互通性较差，，，，，，出格是在上层的网络治理方面。。。。。为了保障WDM系统在网络中大规模执行，，，，，，需保障WDM系统间的互操作性以及WDM系统与传统系统间互连、互通，，，，，，因而应加强光接口设备的钻研。。。。。
3.3.3 光器件；；；；；一些沉要光器件的不成熟将直接限度将来光传输网的发展，，，，，，如可调谐激光器等。。。。。对于一些大的运营公司来说，，，，，，在网络中处置几个分歧的激光器就已经极度辣手了，，，，，，更不用说几十路光信号了。。。。。通常光网络中必要选取4～6个能在整个网络中进行调谐的激光器，，，，，，但目前这种可调谐激光器还无法进入商用。。。。。
4. WDM结构
WDM常被分为以下三种：LongHaul-DWDM 、Metro-DWDM和CWDM，，，，，，之所以这么分除了网络档次上的原因表，，，，，，很大水平上也有设备技术上的成分。。。。。
4.1 Metro DWDM
Metro-DWDM与 LongHaul-DWDM相比，，，，，，城域之间的相对短距离能够在设备的光收发器上节俭部门投资，，，，，，甚至毋庸增长REG就做到一个环网的衔接。。。。。同时，，，，，，由于波分层面的投资将重要由光器件的价值所决定，，，，，，所以波路的数量并不多，，，，，，甚至可能不愿定使用L波段，，，，，，可削减OTU的数量，，，，，，这无疑又是一个投资的降低点。。。。。
Metro-DWDM 是业界普遍看好的城域主题网的建设方式，，，，，，不仅拥有大容量和可扩大性，，，，，，同时由于对业务齐全通明，，，，，，这将有利于将来向AON的演进。。。。。
目前城域网市场正处于一个飞速发展的初期，，，，，，各类新技术和解决规划层出不穷。。。。。在多多规划中，，，，，，IP over MetroDWDM脱颍而出，，，，，，重要有以下原因：
①Metro DWDM投资低；；；；；Metro DWDM选取光分插复用器（OADM）包办传统的OTM-to-OTM，，，，，，除了在业务的两端表，，，，，，其余节点不必要O-E-O转换，，，，，，节俭了昂贵的电中继；；；；；通过多个OADM级联实现扩容，，，，，，网络建设初期仅必要少量的光器件，，，，，，降低了首期投资，，，，，，也降低了投资风险。。。。。对于大颗粒业务（如GE等），，，，，，Metro DWDM是一种极度经济的传输规划。。。。。
②业务传输拥有通明性；；；；；和其它传输规划相比，，，，，，通明传输各类业务是DWDM的先天优势。。。。。和IP over ATM等大局相比，，，，，，IP over DWDM节俭了中央层，，，，，，设备趋于扁平化，，，，，，治理更容易。。。。。
③提供急剧靠得住的光层；；；；；さ够；；；；；Metro DWDM提供急剧靠得住的光层；；；；；さ够唬，，，，产生断纤变乱时，，，，，，能够在50ms以内将业务倒换到；；；；；杈渡先。。。。。
④比光纤直连提供高得多的容量；；；；；城域环境有丰硕的光纤，，，，，，不少人以为没有成立DWDM的必要，，，，，，其实这是一种误会。。。。。首先，，，，，，裸光纤数量是有限的，，，，，，总有枯竭的时辰；；；；；其次，，，，，，选取裸光纤，，，，，，接入业务的治理和守护极度难题，，，，，，随业务增长，，，，，，治理和守护用度会急剧增长；；；；；再次，，，，，，如同没有经过精加工的农产品一样，，，，，，裸光纤出租的利润有限；；；；；最后也是最沉要的是，，，，，，当环网周长较长（如15km以上），，，，，，选取光纤直连的综合成本靠近甚至比Metro DWDM还高，，，，，，随着业务增长，，，，，，其成本将远远超过Metro DWDM。。。。。
Metro DWDM下一步的发展可能会把传输节点与各类业务节点融合，，，，，，如将ATM互换机、IP边缘路由器、数字环路载波系统、分插复用器（ADM）、数字交叉衔接器（DXC）节点、波分复用（WDM）设备甚至最终将光分插复用器/光交叉衔接器（OADM/OXC）光传送节点结合在一个物理实体，，，，，，统一节造和治理，，，，，，削减了大量独立的业务节点和传送节点设备。。。。。
做为一个传输职能模浚浚浚？？？？椋，，，，其发展依然集中在OXC和OADM上，，，，，，加强职能、降低成本仍将是重要工作。。。。。目前的OADM选取薄膜滤波器，，，，，，通过级联滤波器实现更多波长的高低；；；；；近年来发展起来的阵列波导光栅（AWG）技术能够将分波器、合波器、光开关矩阵和可调衰减器（VOA）全数职能在一个幼幼的硅片上实现，，，，，，象集成电路一样大规模出产，，，，，，不仅加工成本比薄膜滤波技术更低，，，，，，并且能够通过软件矫捷选择波长的高低和穿通，，，，，，通过软件节造扩容，，，，，，不必要增长任何光器件。。。。。
4.2稀少波分复用CWDM
DWDM（密集波分复用）无疑是当今光纤利用领域的首选技术，，，，，，但其昂贵的价值影响其推广利用，，，，，，而CWDM（稀少波分复用）在此需要下应运而生。。。。。稀少波分复用，，，，，，顾名思义，，，，，，是密集波分复用的近亲，，，，，，它们的区别重要有二点：
①CWDM载波通路间距较宽，，，，，，因而，，，，，，统一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，，，，，，"稀少"与"密集"称呼的差距就由此而来；；；；；
②CWDM调造激光选取非冷却激光，，，，，，而DWDM选取的是冷却激光。。。。。冷却激光选取温度调谐，，，，，，非冷却激光选取电子调谐。。。。。由于在一个很宽的波长区段内温度散布很不均匀，，，，，，因而温度调谐实显祓来难度很大，，，，，，成本也很高。。。。。CWDM避开了这一难点，，，，，，因而大幅降低了成本，，，，，，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。。。。。
在光纤中传输两个分歧波长之间的间距是分辨DWDM和CWDM的重要参数(不是一些厂家宣传的波长数量)。。。。。DWDM系统的波长距离通常为100GHz(0.8nm)或50GHz(0.4nm)，，，，，，将来的系统中可能会有更窄的间距(但这样会影响光孤子的使用，，，，，，因而尚不确定)。。。。。从前的DWDM受EDFA放大波段的影响，，，，，，不仅必要在全线路段进行增益平衡，，，，，，同时由于选取DFB激光器作为光源，，，，，，温度漂移系数为0.08nm/℃，，，，，，因而必要选取冷却技术来不变波长，，，，，，以预防因温度变动波长漂移到复用器和解复用器的滤波器通带之表。。。。。而若是城域间距离偏短，，，，，，不使用EDFA进行组网，，，，，，CWDM就能够将相邻波长距离放宽到10nm或20nm，，，，，，将波长领域扩大到整个传输窗口：从1200nm-1700nm。。。。。并且带来一系列的技术简化-从激光器(对温度已不再敏感，，，，，，由于信路带宽可能保障漂移后的波长不受影响)、分波合波器、OADM直到OXC，，，，，，为运营商带来大量的投资剩余。。。。。
CWDM用很低的成本提供了很高的接入带宽，，，，，，合用于点对点、以太网、SONET环等各类盛行的网络结构，，，，，，出格适合短距离、高带宽、接入点密集的通讯利用场所，，，，，，如大楼内或大楼之间的网络通讯。。。。。尤其值得一提的是CWDM与PON（无源光网络）的搭配使用。。。。。PON是一种廉价的、一点对多点的光纤通讯方式，，，，，，通过与CWDM相结合，，，，，，每个单独波长信路都可作为PON的虚构光链路，，，，，，实现中心节点与多个散布节点的宽带数据传输。。。。。
目前，，，，，，有几家公司正推出与CWDM有关的产品。。。。。LuxN公司出品的WideWav系列CWDM模浚浚浚？？？？橹С8个CWDM信路，，，，，，或者支持4个CWDM信路加16个DWDM信路。。。。。Ocular公司推出的选取CWDM技术的产品有OSX-6000和OSX-1000两个系列的互换机，，，，，，其最大特色在于能为高端用户提供专用波长信路服务和SAN服务。。。。。
固然CWDM在城域网使器拥有肯定的优势，，，，，，但必要澄清的是，，，，，，对CWDM的现实需要在近期仍将取决于以下成分：
①网络容量的可持续发展性；；；；；
②宽带业务的需要性；；；；；
③光电子技术的发展；；；；；
④商用的遍及性和用户投资的限度。。。。。
但是，，，，，，CWDM是成本与机能折衷的产品，，，，，，不成预防线存在一些机能上的局限。。。。。业内专家指出，，，，，，CWDM目前尚存在以下4点不及：
①CWDM在单根光纤上支持的复用波长个数较少，，，，，，导致日后扩容成本较高；；；；；
②复用器、复用解调器等设备的成本还应进一步降低，，，，，，这些设备不能只是DMDM相应设备的单一改型；；；；；
③CWDM还未形成尺度。。。。。【未完待续】

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