李道昌

（廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 510663）

進(jìn)入21世紀(jì)以來，由于多媒體信息科技的突飛猛進(jìn)和計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的大規(guī)模推廣和普及，各種行業(yè)相互作用和影響的范圍持續(xù)拓寬，使得IP為核心的信息業(yè)務(wù)取得重大進(jìn)展，信息科技網(wǎng)絡(luò)的最新需求也更加苛刻，所以增加信息科技網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬，自然成為通信技術(shù)進(jìn)步亟待解決的關(guān)鍵障礙。其要求運(yùn)營相關(guān)作業(yè)的基礎(chǔ)光傳輸網(wǎng)絡(luò)持續(xù)深度優(yōu)化并不斷擴(kuò)充自身負(fù)載大小。密集波分復(fù)用科技的應(yīng)用，很大程度上提高了網(wǎng)絡(luò)的容量同時(shí)科學(xué)合理地配置了光纖進(jìn)行作業(yè)時(shí)的帶寬資源。考慮到光電器件設(shè)備及其相關(guān)技術(shù)的飛速前進(jìn)，尤其是摻餌光纖放大設(shè)備的研制成功和相繼投產(chǎn)運(yùn)行，推動(dòng)了密集波分復(fù)用技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域和行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

1 DWDM的理論定義和相關(guān)分析

密集型波分復(fù)用技術(shù)（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）是將許多負(fù)荷數(shù)據(jù)的光載波，在數(shù)據(jù)起始點(diǎn)依靠復(fù)用器（Multiplexer）匯總并進(jìn)行整合在一起通過單獨(dú)的一根光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)信息輸送，在信息終端再依靠解復(fù)用設(shè)備將所有有差異性頻率型號(hào)的各類光載波完成分離的科學(xué)手段。其可以最大限度地發(fā)揮光纖寬帶的輸送能力，用單根光纖達(dá)到多根光纖的最終效果，如圖1所示。

圖1 1 550 nm窗口的DWDM光纜系統(tǒng)

波分復(fù)用技術(shù)本質(zhì)上即光不同波長上的頻分復(fù)用（Frequency Division Multiplexing，F(xiàn)DM）手段，也就說不同頻率通路占用相對(duì)應(yīng)的一段光纖的帶寬。根據(jù)頻率通路之間的距離的差異，WDM分為非密集波分復(fù)用（Coarse Wavelength Division Multiplexer，CWDM）技術(shù)和DWDM技術(shù)兩種不同的形式。但由于CWDM途徑上自身的限制，其有兩處不足。

（1）CWDM在一根光纖上適合的復(fù)用頻率選擇不多，使得這種渠道容量增加的代價(jià)巨大。（2）CWDM局域網(wǎng)基站點(diǎn)的間隔長度比較短，對(duì)于城域網(wǎng)來說并不適用。

但是DWDM能夠很好地克服CWDM的上述弊端，所以，DWDM目前是現(xiàn)在光纖應(yīng)用方向的不可或缺的科技渠道。

2 DWDM科技探究以及其利弊分析

2.1 DWDM相關(guān)科技進(jìn)展討論分析

DWDM技術(shù)有輸送信息數(shù)據(jù)量大、穩(wěn)定傳輸跨度理想等特有屬性，所以在國家主干道﹑省級(jí)干道﹑城市局域網(wǎng)的信息傳輸設(shè)備中得到了極為廣泛的應(yīng)用。上述性能優(yōu)異的設(shè)備費(fèi)用高昂，最終使DWDM支出費(fèi)用較多，然而因?yàn)楣歉奢斔拖到y(tǒng)傳輸里程較遠(yuǎn)，DWDM組成中部分波長通道能使用相同的光纖和放大設(shè)備，所以全局的角度來看，在最終投資費(fèi)用上有很大的優(yōu)勢(shì)。

DWDM 系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行頻率有苛刻的規(guī)定，如1.5 Tbit/s的運(yùn)行系統(tǒng)中，限制其中心波長偏移峰值為0.05 nm，另外在330 Gbit/s的運(yùn)行系統(tǒng)中，其規(guī)定值為0.2 nm。不難得出，由于DWDM系統(tǒng)自身復(fù)用頻率值的增加，對(duì)激光設(shè)備的優(yōu)良性能規(guī)定更加苛刻。

因此，為了保證大容量DWDM設(shè)備裝置的自身質(zhì)量，要求復(fù)用器件插入浪費(fèi)程度小、距離較遠(yuǎn)、寬帶走勢(shì)穩(wěn)定、溫度變化幅度小、規(guī)格小等。通常對(duì)于密集波分復(fù)用設(shè)備，一旦復(fù)用通路數(shù)提升即復(fù)用的頻率數(shù)值得到進(jìn)一步擴(kuò)大，周圍通道距離之間變小，對(duì)復(fù)用器件隔離距離大小的限制要求就會(huì)進(jìn)一步提高。

2.2 DWDM設(shè)備的性能分析

2.2.1 DWDM技術(shù)的優(yōu)良特性

DWDM技術(shù)之所以在當(dāng)前有飛速的提升，是因?yàn)槠鋼碛衅渌夹g(shù)所沒有的優(yōu)良特性：密集波分復(fù)用技術(shù)的輸送信息容量相當(dāng)可觀，復(fù)用的速度一般情況下甚至可以達(dá)到3.5 Gbit/s，12 Gbit/s等，復(fù)用的線路數(shù)值一般是4，8，16，32或上述具體數(shù)值的特定倍數(shù)等，所以相關(guān)設(shè)備的容量往往能夠負(fù)載幾百Gbit/s。

最大可能地運(yùn)用光纖的未經(jīng)利用的帶寬，多頻率復(fù)用在單模光纖中運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，可以將指定光纖的傳輸綜合性能比相關(guān)波長傳輸?shù)妮d荷容量提升幾倍有時(shí)候可達(dá)幾十倍的規(guī)模；考慮到同一特定光纖中輸送的數(shù)據(jù)頻率相互并不干擾，能夠進(jìn)行全局業(yè)務(wù)信號(hào)的匯總和具體歸類，涉及數(shù)字形式以及模擬形式、PDH類型和SDH類型的匯集和相關(guān)分流作業(yè)；在DWDM系統(tǒng)中，設(shè)備可以構(gòu)建全光網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，從而根本上消除了電光轉(zhuǎn)換中電子器件的各種問題。

2.2.2 波分復(fù)用技術(shù)的不足和亟待解決的方向

如今波分復(fù)用技術(shù)憑借其容量大、抗磁性能良好、速度快的屬性被大規(guī)模采用，為社會(huì)的生產(chǎn)發(fā)展帶來了巨大的效益。因?yàn)椴ǚ謴?fù)用技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)促使光纖可以寬帶通信全面普及成為未來通信行業(yè)的趨勢(shì)。然而在波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展方向遺留需要應(yīng)對(duì)目前無法解決的問題，因此在探究和分析光纖通信相關(guān)科技進(jìn)程中，要求專業(yè)的通信技術(shù)人員去詳細(xì)探索分析，互相溝通并解決波分復(fù)用技術(shù)自身以及該技術(shù)推廣過程中出現(xiàn)的一系列問題。

波分復(fù)用技術(shù)配置了大量的光器件，所以使得設(shè)備的支出成本太大，其為如今限制DWDM技術(shù)大區(qū)域推廣的關(guān)鍵障礙；DWDM系統(tǒng)相關(guān)規(guī)定的形成還不健全，國內(nèi)每個(gè)運(yùn)營商相關(guān)方面的測(cè)試校驗(yàn)和實(shí)際推廣操作先于統(tǒng)一規(guī)定的推出，未來隨著相關(guān)科技的發(fā)展，該方面的標(biāo)準(zhǔn)制定流程會(huì)日趨符合國際標(biāo)準(zhǔn)；作為數(shù)據(jù)的主要干線傳輸工具，DWDM技術(shù)還存在大量問題需要進(jìn)行完善優(yōu)化，同時(shí)大量問題的解決和克服也給如今的器件部件的制造、相關(guān)設(shè)備加工生產(chǎn)、具體技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域都帶來了一定程度的風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)步的空間。

3 波分復(fù)用系統(tǒng)未來的研究方向

3.1 未來大范圍推廣高端技術(shù)和具體運(yùn)行器件的應(yīng)用

當(dāng)下波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)施在部分方面還存在著相當(dāng)多的技術(shù)障礙，例如跨度很大的信息傳輸和OADM的應(yīng)用導(dǎo)致的濾波問題的疊加等，在諸多技術(shù)層次還有待更深的科技研究分析，未來大的方向的發(fā)展道路是：DWDM技術(shù)未來大規(guī)模配置更高端的技術(shù)和裝置器件，促進(jìn)設(shè)備性能持續(xù)得到改良和優(yōu)化。

例如，現(xiàn)在的信號(hào)調(diào)節(jié)和獲取應(yīng)對(duì)方式的處理和改善，使信號(hào)調(diào)節(jié)向著頻譜效率盡可能提升的多進(jìn)制處理和編碼處理的趨勢(shì)進(jìn)行改善和相關(guān)方面的優(yōu)化，其促進(jìn)了DWDM技術(shù)線路信噪比值的提高，另外在一定程度也能夠改善波分復(fù)用技術(shù)的傳輸跨度。易操作并且高效及時(shí)的審核編碼機(jī)制的分析研究和推廣應(yīng)用，能夠極大增加波分復(fù)用技術(shù)的傳輸性能。

3.2 波分復(fù)用系統(tǒng)的未來趨勢(shì)

由于時(shí)代持續(xù)發(fā)展，波分復(fù)用科技也在不斷進(jìn)行優(yōu)化和改善，使得光纖寬帶通信技術(shù)已經(jīng)完成了大規(guī)模的應(yīng)用，例如從部分院校光纖通信科技全覆蓋可以看出，如今光纖寬帶通信手段已經(jīng)非常成熟，擁有大范圍推廣的發(fā)展基礎(chǔ)和必要條件。另外大部分城市居民以及部分公司和企業(yè)已經(jīng)完成了光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)，由此可見光纖通信技術(shù)基本全面覆蓋?？梢灶A(yù)見在未來，波分復(fù)用技術(shù)一定會(huì)推廣到各個(gè)區(qū)縣甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)，給廣大群眾提供更加方便快捷的信息獲取方式，使得人民感受到社會(huì)科技化、信息化所產(chǎn)生的社會(huì)效益，更進(jìn)一步推動(dòng)光纖網(wǎng)絡(luò)通信科技在各地區(qū)的全覆蓋。

如今光網(wǎng)絡(luò)一般針對(duì)連接波長交換光網(wǎng)絡(luò)的方向進(jìn)行發(fā)展，隨后再向無連接光分組交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最終完善和具體的優(yōu)化，未來的前沿科技將有巨大的推廣應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。波分復(fù)用是指在光域上進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)用操作方式，構(gòu)建特定光層的科技系統(tǒng)體系即全光網(wǎng)，這是光通信技術(shù)的核心追求。形成符合傳輸要求的光網(wǎng)絡(luò)層，完成接收發(fā)射端以及接收終端雙端全光網(wǎng)技術(shù)的構(gòu)建和再次組合模式，最終完成改進(jìn)科學(xué)合理化的網(wǎng)絡(luò)對(duì)等方案，這將是今后該領(lǐng)域的發(fā)展走向。

IP需求的大規(guī)模提升和互聯(lián)網(wǎng)流量的指數(shù)級(jí)飛速上升等諸多因素，針對(duì)通信網(wǎng)的承載性能方面提出了更加高的傳輸質(zhì)量追求。所以，借助波分復(fù)用技術(shù)完成IP業(yè)務(wù)的IPoverWDM光網(wǎng)絡(luò)，在不久的將來也會(huì)躍居為波分復(fù)用的重要選擇而取得持續(xù)的進(jìn)展。

4 結(jié)語

DWDM技術(shù)的大規(guī)模推廣促進(jìn)了通信技術(shù)性能持續(xù)升級(jí)，提高了系統(tǒng)帶寬，符合信息科技社會(huì)持續(xù)提升的業(yè)務(wù)需求。DWDM方案的實(shí)施首次把復(fù)用方式從電信號(hào)變換到光信號(hào)，構(gòu)建了一個(gè)光層的通信形式，該技術(shù)未來一定會(huì)成為光通信的核心科技。如今DWDM技術(shù)仍然以點(diǎn)到點(diǎn)的形式運(yùn)行，這種層面的DWDM技術(shù)作為全光網(wǎng)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)氖渍?，同時(shí)也是極為核心的階段，它的推廣和實(shí)施對(duì)于全光網(wǎng)的進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)影響深遠(yuǎn)。