CWDM及其在宽带接入技术升级中的应用

摘要　着重介绍了CWDM在宽带接入网中的应用，尤其对CWDM在双向混合光纤同轴网络(HFC)升级的技术方案进行了讨论，认为CWDM将在宽带接入网技术发展中起到重要作用。

关键词　CWDM　接入网　升级　HFC

1、引言

　　波分复用技术是满足传输网络带宽需求剧增的最佳解决方案。DWDM技术凭借其巨大的带宽潜力和对传输数据格式、传输速率、调制方式、协议透明等优点在广域网中成功应用。而在城域网的应用中，考虑到性能价格比问题，DWDM面临着诸多挑战。根据城域网传输具有的传输距离短，无需使用EDFA以及无需进行色散补偿等特点，人们提出了粗波分复用技术(Coarse WDM，CWDM)，为DWDM在城域网中的应用提供了有效的补充。在CWDM成功应用于城域网的技术上，其应用领域也向接入网部分拓展。

　　CWDM技术成本低是其最大的优势，这主要在于CWDM系统所需的光器件成本的降低，系统中使用的激光器无需制冷、波长锁定等复杂的技术，而采用的复用、解复用器件也无需精确镀上几十甚至上百层的薄膜，设备成本大大降低。另外，CWDM激光器因无需制冷器而大大降低了功耗，且体积减小，易于集成。同时，CWDM系统不使用光放大器以及无需色散补偿、色散均衡等也是其成本降低的重要原因。

2、CWDM的标准化

　　CWDM技术商用于20世纪80年代初，但是始终未能实现产业化应用，直到90年代末，IEEE 802.3高速研究组提议采用CWDM技术提高系统容量，2000年，全光谱CWDM联盟成立，有力地推动了CWDM的标准化进程。2002年5月，ITU-T第十五工作组定义了G.694.2 CWDM频率标准的建议，CWDM工作波长为1270-1610nm，波长间隔20nm，共18个波长通道。2003年10月，ITU-T G.695建议规定了CWDM系统的技术要求，对其光接口参数规范了“BLACK BOX”和“BLACK LINK”两种方式，前者只要求在CWDM网元的群路光接口MPI-S,MPI-R和CWDM网元对外的单个通路光接口SS、RS进行规范，对其内部所有接口都不进行定义，实现的是网元群路光接口和支路光接口的横向兼容性。而后者则需对RPS、RPR、SS、RS各个接口都进行标准化，以实现完全横向兼容。

3、CWDM与PON结合的宽带网络

　　CWDM本身是针对城域网应用进行研制的，因此其最成功的应用是在城域网方面。根据CWDM的特点，其应用领域也能够向接入网方面拓展。

　　CWDM+PON实现的基本原理就是将原来PON中的功率分配器更换为波分复用/解复用器，上行传输采用波分多址接入(WDMA)方式，系统中每一个ONU各占用一个波长，经过CWDM复用后到OLT，再经OLT内的分波器分波后送入接收机，下行由OLT内部的激光器发出多波长信号，经过CWDM解复用后送到对应的ONU接收机。目前支持该技术的标准是ITU-T G.983建议，只实用于1.31/1.55μm技术，支持的波长数N为2，经过拓展之后，可以采用CWDM，使波长数最多可达到18，最终随着N的继续增大朝DWDM过渡。

4、CWDM升级HFC

　　HFC是一种重要的宽带接入方式，考虑到DWDM系统器件的成本以及对环境的要求，目前DWDM在HFC接入网中的应用难度很大，而CWDM技术因其硬件成本低、功耗小、体积小、可靠性高等优点，可以采用CWDM技术对HFC网络进行升级改造。

　　下行方向保持原有下行传输系统，上行方向上，一个光节点的回传发射机占用一个波长，一根光纤能够带的光节点数量取决于CWDM的信道安排和光纤的情况，通常国内90%以上的CATV网络都采用1310nm波长的设备进行传输，因此下行的波长确定为1310nm。

　　在ITU-T G.694.2建议中，一共有18个波长通道，除去系统下行方向占用的1311nm信道之外，还有17个波长通道，为1271？1291nm，1331？1611nm，但是并不是这17个信道均可以作为回传信道的。对G.652光纤的氢氧根衰减和CWDM系统中可用的通道波长分布进行综合考虑。

　　从曲线中看出，通常埋设的G.652A/B型光纤的衰减在1380nm附近有一个明显的氢氧根吸收峰，因此，在余下的17个通道当中，应该去掉吸收峰涵盖的1370nm、1390nm两个波长，从而使得可用的信道数为15。如果采用的是G.652C型光纤，则因为1380nm处的水峰已经降下来，从而使整个17通道均可以使用，这种情况下，一根光纤可以最多带17个光节点。

　　若原有的HFC系统采用了1550nm的下行传输设备，或者采用了G.652以外的其它类型的光纤，可进行类似讨论获得单根光纤所能支持的最大光节点数。

　　采用CWDM结合HFC技术之后，有效地解决了回传信道占用大量光纤资源的问题，并且在实际的使用过程中，可以按照业务需求，循序渐进地安排回传光端机数量，使系统保持有效的升级潜力。

5、结论

　　粗波分复用技术(CWDM)是一种性价比高的实用扩容技术，其应用不仅在城域网方面取得成功，同时也开始向接入网延伸。
作者：罗元　张毅　胡章芳   来源：中国联通网站