楊劍平

摘 要：隨著數(shù)據(jù)通信的迅速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，帶來Internet業(yè)務量呈爆炸性增長，因此對數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)帶寬的需求越來越高，可以預見未來數(shù)據(jù)網(wǎng)絡承載的業(yè)務將以IP為主，所以未來網(wǎng)絡首先要考慮如何更優(yōu)地適應IP業(yè)務的需求。DWDM技術(shù)以其大容量、支持多業(yè)務、可擴充性好等優(yōu)點將成為未來傳輸網(wǎng)的主體。近幾年來，世界上的各大運營公司及設備制造廠家把目光更多的轉(zhuǎn)向DWDM技術(shù)，并對其投以越來越多的關(guān)注。本文從對DWDM技術(shù)的原理分析入手，對其系統(tǒng)組成進行了詳細介紹，并論述了應用過程中對其主要設備及相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，最后分析了DWDM技術(shù)的優(yōu)勢和局限性。

關(guān)鍵詞：DWDM技術(shù)；原理；優(yōu)勢；局限性

1 前言

DWDM傳輸技術(shù)具有傳輸容量大的突出優(yōu)勢，可在原有線路基礎(chǔ)上，經(jīng)濟、迅速地實現(xiàn)傳輸容量的急劇增加。經(jīng)過近十年的發(fā)展，DWDM技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的突破。目前，全球?qū)崿F(xiàn)敷設的DWDM系統(tǒng)機已經(jīng)超過5000個，商用的DWDM系統(tǒng)的傳輸已達到太比特每秒，如烽火和華為推出的160×10Gbit/s系統(tǒng)；更高傳輸速率的系統(tǒng)正在走向商用，如NEC的273×40Gbit/s系統(tǒng)傳輸速率達到10.92Tbit/s。實驗室的最高水平實現(xiàn)1022個波長的多波長傳輸，單信道傳輸速率最高達到163Tbit/s 隨著DWDM系統(tǒng)的廣泛使用和技術(shù)的演進，人們發(fā)現(xiàn)DWDM技術(shù)在提供傳輸能力的同時，還具有無可比擬的聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，被認為是具有無限發(fā)展前途的能夠大幅擴充光纖傳輸容量的最佳技術(shù)方案。

2 DWDM技術(shù)原理

所謂DWDM（密集波分復用）實質(zhì)就是一種在光波段的波分（或頻分）復用技術(shù)，即：在當前為了充分利用單模光纖1.55μm低損耗區(qū)帶來的巨大帶寬資源，根據(jù)波長或頻率的不同將光纖的低損耗區(qū)劃分為若干個光波道，每個波道設置一個光波作為載波，在發(fā)送端采用光復用器（分波器）將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一個光解復用（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開，從而在一根光纖中可以實現(xiàn)多路光信號的復用傳輸。根據(jù)ITU-TG.692建議規(guī)定，信道間隔100GHz（0.8nm）的整數(shù)信倍?，F(xiàn)在人們已經(jīng)新實驗生產(chǎn)出間隔更小的產(chǎn)品。

2.1 DWDM的優(yōu)勢

為了充分利用光纖的巨大帶寬資源，增加光纖的傳輸容量，以密集波分復用（DWDM）技術(shù)為核心的新一代的光纖通信技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生。DWDM技術(shù)具有如下特點：（1）超大容量；（2）對數(shù)據(jù)的“透明”傳輸；（3）系統(tǒng)升級時能最大限度地保護已有投資；（4）高度的組網(wǎng)靈活性和可靠性；（5）可兼容全光交換。

2.2 DWDM光網(wǎng)絡的優(yōu)勢

DWDM 光網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu)類型有星型、總線型（含環(huán)形）和樹形等3種，可組合成各種復雜的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。光網(wǎng)絡可橫向分割為核心網(wǎng)、城域/本地網(wǎng)和接入網(wǎng)。核心網(wǎng)傾向于采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，城域/本地網(wǎng)對采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，接入網(wǎng)將是環(huán)形和星型相結(jié)合的復合結(jié)構(gòu)。光網(wǎng)絡可縱向分層為客戶層、光通道層（OCH），光復用段層（OMS）和光傳送段層（OTS）等層。兩個相鄰層之間構(gòu)成客戶/服務層關(guān)系。

2.3 DWDM關(guān)鍵技術(shù)

DWDM技術(shù)把光波作為信號載波，在發(fā)送端采用波分復用器將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由波分解復用器將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)波長間隔較小16波、32乃至更多個波長的復用。DWDM系統(tǒng)中光電器件主要包括激光器、波分復用器和光纖放大器.

3 DWDM系統(tǒng)構(gòu)成

對于開放式的DWDM系統(tǒng)，發(fā)射部分主要包括發(fā)射機和合波器。根據(jù)ITU-T的建議和標準，除了對DWDM系統(tǒng)中發(fā)射激光器的中心波長有特殊的要求外，還需要根據(jù)DWDM系統(tǒng)的不同應用（主要是傳輸光纖的類型和無電中繼傳輸?shù)木嚯x）來選擇有一定色度色散容限的發(fā)射機。ITU-T G.693中詳細描述了DWDM系統(tǒng)的應用編碼與發(fā)射機的基本要求。

傳輸部分主要有光放大器，目前使用的光放大器大多數(shù)為摻鉺光纖光放大器，即EDFA。在DWDM系統(tǒng)中，必須采用增益平坦技術(shù)，使EDFA對不同波長的光信號具有相同的放大增益，同時，還需要考慮到不同數(shù)量的廣信道同時工作的各種情況，能夠保證光信道的增益競爭不影響傳輸性能。

光監(jiān)控部分主要是光監(jiān)控信道的物理層和幀結(jié)構(gòu)，ITU-T建議優(yōu)選采用1510nm波長，容量為2Mbit/s。

網(wǎng)管部分對DWDM系統(tǒng)進行網(wǎng)原級的管理，它包括工作站（WS）和設備操作終端（EOT）上的管理軟件，以及在各子框上的網(wǎng)元管理單元（EMU）機盤和各機盤上的盤控器（BCT）固件等。

4 密集波分復用系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范

4.1 工作波道的選擇

根據(jù)國際光纖通信學術(shù)會議OFC-2003報道，目前已實驗出高達幾百路的DWDM系統(tǒng)。而在我國目前使用比較廣泛的是8通路和16通路系統(tǒng)。根據(jù)ITU-TG.692建議規(guī)定，其8通路及16通路的中心頻率及波長應滿足標準要求。

4.2 對光涿及光電檢測器的要求

由于DWDM的波道間隔很窄，對發(fā)射用的激光器要求也就很高。另外，光檢測器應具備多波長檢測能力：由于DWDM系統(tǒng)中，在一根光纖同時傳輸多個不同波長的光波信號，因而在接收時，必須能夠從所傳輸?shù)亩嗖ㄩL業(yè)務信號中檢測出所需波長的信號，因此要求光檢測器具有多波長檢測能力。

4.3 光監(jiān)控通路（OSC）要求

與單波長光通信系統(tǒng)不同，DWDM系統(tǒng)必須增加對EDFA監(jiān)視和管理，實際應用中常采取的辦法是在光纖上增加一個光波監(jiān)控通路，用于傳遞監(jiān)控信號。這個通路能在每個EDFA處進行上下，從而對EDFA控制。

5 DWDM系統(tǒng)的優(yōu)勢及局限性

5.1 DWDM系統(tǒng)的優(yōu)勢分析

（1）可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，增大傳輸容量、提高傳輸速率。

（2）提供透明的傳輸通道，可適合傳輸多種綜合業(yè)務信息，是引入寬帶新業(yè)務的方便手段。DWDM系統(tǒng)完成的是透明傳輸，對于“業(yè)務”層信號來說，WDM的每個波長就像“虛擬”的光纖一樣。

5.2 DWDM系統(tǒng)的局限性分析

由于點到點的DWDM傳輸技術(shù)本身有很大的局限性，最大的局限性是沒有組網(wǎng)能力，不能在光層為業(yè)務提供完善的保護機制，因此點到點的DWDM傳輸系統(tǒng)只是“光聯(lián)網(wǎng)”的初級階段。點到點DWDM系統(tǒng)要為業(yè)務提供有效的保護，只能采用線路保護的方式，即敷設備用線路來進行業(yè)務保護，但這種方式成本較高，并未獲得普通應用，目前，雖然也有將DWDM組成環(huán)網(wǎng)的情況，其實質(zhì)仍然是由多個DWDM傳輸段組成，在每一個終端站，都是背靠背的DWDM設備，所以雖然形式上組成了環(huán)網(wǎng)，其本質(zhì)仍是點到點的傳輸。為了對業(yè)務實行保護，普遍采用的仍是基于SDH層的保護，波分復用系統(tǒng)與保護倒換完全無關(guān)。

6 結(jié)語

DWDM技術(shù)的發(fā)展及應用是未來通信網(wǎng)絡的一大趨勢，盡管現(xiàn)階段的DWDM技術(shù)存在諸多缺點和局限性，但是作為實現(xiàn)全光網(wǎng)通信的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的應用和實踐對于全光網(wǎng)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。

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