DWDM技术引起光网络发展新潮

DWDM技术风生水起

近几年，光纤通信系统自身在快速的发展，不停地更新换代。自1995年开始，WDM技术的发展极其迅猛，进入了快车道，光放大器（OA）的出现和发展成了光通信史上的重要里程碑，特别是基于掺铒光纤放大器EDFA的1550nm窗口密集波分复用（DWDM）系统。目前DWDM技术实验室及商用水平均已达Tb/s 速率，世界上各大设备生产厂商和运营公司都对其商用化表现出极大兴趣。

WDM和DWDM应用的是同一种技术，DWDM技术是在WDM技术上演变出来的，DWDM技术是WDM的一种具体表现形式，WDM更具普遍性，它们是不同时期对WDM系统的称呼，与WDM技术的发展有着紧密的联系。在80年代初，人们想到并首先采用在光纤的两个低损耗窗口1310nm和1550nm窗口各传送一路光波长信号，但随着1550nm窗口EDFA的商用化，人们只在1550nm窗口传送多路光载波信号。为了区别于传统的WDM系统，大家称这种波长间隔更为紧密的WDM系统为密集波分DWDM系统。所谓DWDM技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一道光波的频率（或波长）不同将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一个波分解复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。因不同波长的光载波信号可以看作互相独立，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。不同类型的光波分复用器，可以复用的波长数也不同，双向的问题也容易解决。

虽然WDM工作原理是光域上的频分复用（FDM）技术，实际使用的波分复用系统却是光域上的频分复用与电域上的时分复用技术的结合。在光域上，每个波长通路通过频域的分割实现，每个波长占用一段光纤的带宽。DWDM系统就是光信号上的频域分割。目前DWDM系统每个波长通路上数字信号有：SDH2.5GB/s、10Gb/s或千兆以太网等数字系统，一般来讲，在不特指1310nm/1550nm的两波长WDM系统情况下，平时大家谈论的WDM系统指的都是DWDM系统。

DWDM六大技术优点

超大容量传输

DWDM系统的传输容量十分巨大。由于DWDM系统的复用光通路速率可以为2.5Gb/s、10Gb/s 等，而复用光通路的数量可以是8、16、32甚至更多，因此系统的传输容量可达到300～400Gb/s。这样巨大的传输容量是目前TDM方式根本无法做到的。

节约光纤资源

对于单波长系统而言，1个SDH系统就需要一对光纤。而对DWDM系统来说，不管有多少个SDH系统，整个复用系统只需要一对光纤就够了。

各通路透明传输、平滑升级扩容

只要增加复用光通路数量与设备，就可以增加系统的传输容量以实现扩容，而且扩容时对其他复用光通路不会产生不良影响。所以DWDM系统的升级扩容是平滑的，而且方便易行，从而最大限度的保护了建设初期的投资。同时由于DWDM系统的各复用通路是彼此相互独立的，所以各光通路可以分别透明地传送不同的业务信号，如话音、数据和图象等，给使用者带来了极大的便利。

充分利用成熟的TDM技术

以TDM方式提高传输速率虽然在降低成本方面具有巨大的吸引力，但面临着如制造工艺、电子器件工作速率的限制等许多的限制因素。而DWDM技术可以充分利用现已成熟的TDM技术，相当容易地使系统的传输容量几倍甚至几十倍地增加，从而避开开发更高速TDM技术（10Gb/s以上）所面临的种种困难。

利用EDFA实现超长距离传输

掺铒光纤放大器（EDFA）具有高增益、宽带宽、低噪声等优点，它的光放大范围为1530～1565nm，几乎可以覆盖整个DWDM系统的1550nm波长范围。用一个带宽很宽的EDFA就可以对DWDM系统各复用光通路信号同时进行放大，实现了系统的超长距离传输，还避免了每个光传输系统都需要一个光放的情况，降低了成本。

对光纤的色散无过高要求

对DWDM系统来讲，不管系统的传输速率有多高、传输容量有多大，对光纤色散系数的要求基本上就是单个复用通路速率信号对光纤色散系数的要求。DWDM系统传输容量现有的实验室、商用水平已达Tb/s，目前呈现如下技术发展趋势：（1）提高单路比特率和增加信道数并重，以实现DWDM系统速率的提高；（2）实现Tb/s系统的方案之一是OTDM与DWDM相结合；（3）双向DWDM系统已经出现，并将得到一定的发展；（4）DWDM技术正在向城域网和接入网发展；（5）利用DWDM技术建设更大容量的光传送网；（6）将波段进一步扩展（现在是C波段，发展到L和S波段），通道间隔进一步减小，传输容量进一步加大。尤其随着无纤光通信的出现，无纤WDM系统不受地形的限制和影响，抗干扰和抗恶劣气候能力强，保密性好，而且采用开放性接口，可承载多种业务。

DWDM助建全光网络

全光网络是光在传输、放大、中继、光存储、上下话路、分组交换、复用和解复用过程中完全是在光频率范围内进行处理的，有核心传输网、区域网、接入网三部分。三部分的基本结构相似，都是由光传输系统、光放大器（OA）、光差分复用器（OADM）和光交叉连接设备（OXC）组成。

DWDM在全光网络中的地位

全光网络的思想是随着长途传输中采用DWDM技术而风行起来的。DWDM可以解决光纤短缺问题，是未来全光网络的核心技术。

DWDM在全光网络中的作用

DWDM系统可以与OADM、OXC混合使用，组成具有高灵活性、高可靠性、高生存性的全光网络，以适应宽带传送网的发展需要；可以充分挖掘光纤大的带宽潜力，增大传输容量，且与现有的通信网有良好的兼容性；还大大简化了网络容量的扩展问题，扩容只需要在DWDM系统的光纤两端安装附加的接口即可；现有的光放大器无需额外的中继站就可以中继新的信道，不同速率的信号不经接口变换就能在一起传输，同时在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生中继器，大大降低了长途传输成本。DWDM技术与信号速率及调制方式无关，因此引入宽带多媒体业务将更加方便。

DWDM在全光网络中的应用

DWDM在长途干线传输网中的应用：长途DWDM系统从“客户端”（如SONET/SDH网络元素、IP路由器或ATM交换机）中提取标准信号，并将每个信号转变为波长范围内各自相应的波长。然后将这些独立的波长聚合（光学复用）到一根光纤上。在接收端，将独立的波长从复用的光纤中过滤出来，变回标准的SONET/SDH光信号，然后传给“客户端”；

DWDM技术在城域网中的应用：低成本是城域网DWDM系统最重要的特点，特别是按每波长其成本必须明显低于长途网用的DWDM系统。由于城域网范围传输距离通常不超过100Km，因而长途以往必须用的光放大器等可以不必使用，从而降低了整个系统的成本；

DWDM技术在接入网中的应用：DWDM技术飞速发展使利用的波长数目大量增加，使每种业务采用一个波长传输成为可能，特别是在接入网中，采用DWDM低速接口可以很容易地区分每一个用户，而DWDM本身业务透明，允许用户根据自己的需要选择业务类型和速率。

DWDM技术的开拓为光纤通信网的发展开辟了美好的前景，从发展现状与趋势等多方面来看，我们完全有理由相信光纤通信进入了又一次蓬勃发展的新高潮。

   (编辑:xiaoyao)