--通信世界　中國網(wǎng)通江西分公司 秦保根
一、概述
    當今光傳輸通信網(wǎng)絡(luò)，無論是骨干長途網(wǎng)、本地城域網(wǎng)還是用戶接入網(wǎng)，都大量以DWDM為平臺，基于DWDM的光傳送網(wǎng)構(gòu)成了整個通信網(wǎng)的基礎(chǔ)物理層。密集波分復用（DWDM）光傳輸?shù)难该桶l(fā)展，得益于光纖承載介質(zhì)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，光纖由過去標準單模光纖（G.652）、色散位移光纖（G.653），到非零色散位移光纖（G.655），實現(xiàn)了新型的全波光纖（All－waveFiber）。由于光纖制造工藝的改進，基本消除了光纖制造過程中引入的水分，常規(guī)光纖在1385nm波長附近由OH根離子造成的損耗峰消失，使傳輸率耗從最初的2dB/Km降到0.3dB/Km以下，在1310～1600nm波段上衰減趨于平坦，光纖可利用的波長增加100nm左右，相當于125個波長通道（100GHz通道間隔）。
    根據(jù)國際電聯(lián)ITU-T G.692建議，DWDM技術(shù)是在波長1552.52nm窗口附近（對應的頻率為：193.1THZ）的1530～1560nm波長范圍內(nèi)，選用密集的但相互又有一定波長間隔的多路光載波（摻鉺光纖放大器EDFA對這些光載波能平坦增益），受不同數(shù)字信號的調(diào)制，將不同波長的光信號復用在一根光纖上傳輸，大大提高了光纖的傳輸容量。
    發(fā)送端：波長變換器（OUT）、合波器；接收端：波長變換器（OUT）、分波器)。OTU接口盤，具有帶外FEC功能，可以改善信噪比5～6dB。O/E/O波長變換技術(shù)有3R功能，有良好的抖動特性，如：抖動產(chǎn)生、抖動容限及抖動傳遞函數(shù)，可以滿足多個OTU級連抖動指標要求，從而可實現(xiàn)復用段級連。在發(fā)送端，接收來自光傳輸終端設(shè)備的光信號，此光信號若為特定波長（“彩色波長接口”）則可直接接入光合波器（OMU），若非特定波長，則采用O/E/O波長轉(zhuǎn)換技術(shù)，由發(fā)送端的光波長變換器（TXOTU）把非特定波長的光信號“透明地”轉(zhuǎn)換成有特定波長、并有一定色散容限的光信號,再送入光合波器（OMU）；在接收端，采用分波濾波器技術(shù)的光分波器（ODU）從主信道光信號中分出特定波長的光信道。接收光轉(zhuǎn)發(fā)器（RX OTU）將分波解出的光信號轉(zhuǎn)發(fā)至接收終端設(shè)備。
    此外DWDM系統(tǒng)還有光放大設(shè)備(EDFA)、光分插復用設(shè)備(OADM，目前可做到上下各8個波)和光交叉互連設(shè)備(OXC)等。DWDM的線路光速率可從10Gbit/s、20Gbit/s、40Gbit/s、80Gbit/s、320Gbit/s直至1600Gbit/s。
二、DWDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
    DWDM從結(jié)構(gòu)上分，目前有集成系統(tǒng)和開放系統(tǒng)。集成式系統(tǒng)：要求接入的單光傳輸設(shè)備終端的光信號是滿足G.692標準的光源。開放系統(tǒng)，是在合波器前端及分波器的后端，加波長轉(zhuǎn)移單元OTU，將當前通常使用的G.957接口波長轉(zhuǎn)換為G.692標準的波長光接口。這樣，開放式系統(tǒng)采用波長轉(zhuǎn)換技術(shù),使任意滿足G.957建議要求的光信號能運用光-電-光的方法，通過波長變換之后轉(zhuǎn)換至滿足G.692要求的規(guī)范波長光信號，再通過波分復用，從而在DWDM系統(tǒng)上傳輸。
    目前的DWDM系統(tǒng)可提供16/20波或32/40波的單纖傳輸容量，最大可到160波，具有靈活的擴展能力。用戶初期可建16/20波的系統(tǒng)，之后根據(jù)需要再升級到32/40波，這樣可以節(jié)省初期投資。其升級方案原理：一種是在C波段紅帶16波加藍帶16波升級為32波的方案；另一種是采用interleaver，在C波段由200GHz間隔16/32波升級為100GHz間隔20/40波。進一步的擴容求，可提供C+L波段的擴容方案，使系統(tǒng)傳輸容量進一步擴充為160波。
    國內(nèi)各大運營商現(xiàn)在網(wǎng)運行的DWDM,大量使用的幾乎都是開放式DWDM系統(tǒng)，而實際上,集成式密集波分復用系統(tǒng)，有其自身的眾多優(yōu)點。
    1. 集成式DWDM系統(tǒng)的合波器和分波器在發(fā)端和收端是分別使用的，即：
    在發(fā)端只有合波器，在收端只有分波器，同時在收端和發(fā)端均去掉了OTU轉(zhuǎn)換設(shè)備（此部分費用較大）,因此DWDM系統(tǒng)設(shè)備的投資可節(jié)省60%以上。
    2.集成式DWDM系統(tǒng)在收端和發(fā)端僅使用無源器件(如：合波器或分波器)，
    電信運營單位可向器件廠家直接訂貨，減少供應環(huán)節(jié)，費用更低，從而節(jié)省設(shè)備成本。
    3. 開放式DWDM的網(wǎng)管系統(tǒng)負責：OTM（主要是OTU）、OADM、OXC、EDFA的
    監(jiān)測，其設(shè)備投資約占DWDM系統(tǒng)總投資的20%；而集成式的DWDM系統(tǒng)由于無需OTM設(shè)備，其網(wǎng)管僅負責OADM、OXC、EDFA的監(jiān)測，可引入更多的廠家進行競爭，其網(wǎng)管費用能比開放式DWDM的網(wǎng)管節(jié)省一半左右。
    4. 由于集成式的DWDM系統(tǒng)的合波/分波設(shè)備為無源器件，便于提供多種業(yè)務、多速率的接口，只要業(yè)務端設(shè)備光端機的波長符合滿足G.692的標準，即可以PDH、SDH、POS（IP）、ATM等任何業(yè)務接入，支持8Mbit/s、10Mbit/s、34Mbit/s、100Mbit/s、155Mbit/s、622Mbit/s、1Gbit/s、2.5Gbit/s、10Gbit/s等各種速率的PDH、SDH、ATM及IP以太網(wǎng), 避免了開放式DWDM系統(tǒng)由于OTU的原因，而只能使用所購DWDM系統(tǒng)已確定光波長（1310nm、1550nm）及傳輸速率的SDH、ATM或IP以太網(wǎng)設(shè)備,而根本不可能使用其他接口。
    5. 若將SDH、IP路由器等光傳輸設(shè)備的激光器件模塊統(tǒng)一設(shè)計為標準幾何尺寸的管腳，規(guī)范接口，便于維護插拔，且連接可靠。這樣，維護人員就可根據(jù)集成式DWDM系統(tǒng)波長需要，自由更換特定彩色波長的激光頭，為激光頭的故障維護，提供了便利條件，避免了以前必須由廠家整板更換這一弊端所帶來的高維護費用。
    6. 彩色波長的光源目前僅比普通1310nm、1550nm波長的光源價格稍貴，如2.5Gbit/s
    速率的彩色波長光源目前要貴3000多元，但當接入到集成式DWDM系統(tǒng)上使用時，能使造價系統(tǒng)造價降低近10倍，并且隨著彩色波長光源的大量應用，其價格將接近于普通光源。
    7. 集成式DWDM設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，體積更小，大約只有開放式DWDM所占空間的五分之一， 節(jié)省機房資源。
    綜上所述，集成式DWDM系統(tǒng)應大量應用于DWDM傳輸系統(tǒng)中大量中，并逐步替
    代開放式DWDM系統(tǒng)的主導地位�？紤]到目前已有大量普通光源的光傳輸設(shè)備在網(wǎng)使用，建議可采用集成式與開放式兼容的混合式DWDM，已保護前期投資。
三、DWDN系統(tǒng)的其它功能
    1．DWDM系統(tǒng)的光監(jiān)控信道（OSC）
    在DWDM系統(tǒng)中，采用獨立的1510nm波長（速率為2Mbit/s）承載光監(jiān)控信道（OSC），傳送網(wǎng)管、公務和監(jiān)控信息，幀結(jié)構(gòu)符合G.704，實際用于監(jiān)控信息傳送的速率為1920kbit/s。0SC光監(jiān)控信道是DWDM系統(tǒng)工作狀態(tài)的信息載體。在DWDM系統(tǒng)中，OSC是一個相對獨立的子系統(tǒng)，傳送光信道層、光復用段層和光傳輸段層的維護和管理信息，提供公務聯(lián)絡(luò)及使用者通路，同時它還可以提供其它附加功能。OSC主要包括的子系統(tǒng)功能為：OSC信道接收和發(fā)送、時鐘恢復和再生、接收外部時鐘信號、OSC信道故障檢測和處理及性能監(jiān)測、CMI編解碼、OSC幀定位和組幀處理、監(jiān)控信息處理。性能的監(jiān)測（B1、J0、OPM、光放監(jiān)測），可由業(yè)務接入終端完成。模擬量監(jiān)測功能和B1誤碼監(jiān)測功能，提供不中斷業(yè)務的多路光通道性能監(jiān)測（包括各信道波長、光功率、光信噪比），適時監(jiān)測光傳送段和光通道性能質(zhì)量，提供故障定位的有效手段。具有監(jiān)測放大器的輸入光功率、輸出光功率、PUMP驅(qū)動電流、PUMP制冷電流、PUMP溫度和PUMP背向光功率的功能。具有監(jiān)測多方向的波數(shù)、各信道的波長、光功率和光信噪比等性能，監(jiān)測的波長精度可大于0.05nm、光功率精度可大于0.5dBm、信噪比精度可大于0.5dB。
    2．光纖放大器
    按光纖放大器所在線路傳輸種的位置不同，可分為三種：
    （1） 放在光發(fā)射機后面的，稱為功率放大器；
    （2） 放在光纖線路之間起中繼作用的，稱為線路放大器；
    （3） 放在光接收機前面的，稱為前置放大器。
    按光放大實現(xiàn)的功能，可分為兩種：
    （1）摻鉺光纖放大器：具有增益平坦、增益鎖定、輸出功率鉗制和放大器瞬態(tài)控制等功能,同時為了消除由于突發(fā)事故產(chǎn)生的光放大器的"浪涌"現(xiàn)象,光放大器還具有光功率自動關(guān)斷(APSD)和功率自動減弱(APR)功能。
    （2）RPM喇曼光纖放大器：專為遠距離光傳輸系統(tǒng)設(shè)計，采用高性能14XXnm泵浦激光器和無源器件，結(jié)構(gòu)緊湊，能直接放大C-Band、L-Band、C+L-Band的光信號，改善線路光信噪比（OSNR），很好地提升系統(tǒng)的傳輸性能，符合TelcordiaGR-1312-CORE的標準要求。
    3．DWDM系統(tǒng)的OADM、OXC功能
    OADM可根據(jù)需要在任何光業(yè)務或中繼站點提供任一波長的光信號上下（目前可做到8波）,特別是與OXC配合,可以將任何上路端口來的某一光信號都可以上到系統(tǒng)的任一波長,這樣即使兩個上路端口的上路光信號波長相同,也不會造成阻塞，同樣下路也可以通過端口指配功能將某一下路波長根據(jù)需要下到任一端口, 從而極大地擴展了OADM應用的靈活性。此外，通過OADM與OXC地組合應用，可以提供二纖單向復用段保護、二纖雙向復用段保護、通道保護等保護方式, 從而可以實現(xiàn)自愈環(huán)型組網(wǎng)，使系統(tǒng)性能安全、可靠。
    OXC設(shè)置于網(wǎng)絡(luò)上重要的匯接點，匯集各方不同波長的輸入，再將各訊號以適當?shù)牟ㄩL輸送至指定的光纖中，提供光纖切換（Fiberswitching，連接不同光纖，波長不轉(zhuǎn)換）、波長切換（Wavelengthswitching，連接不同光纖，波長經(jīng)轉(zhuǎn)換）、波長轉(zhuǎn)換（Wavelength conversion，輸出至同一光纖，波長經(jīng)轉(zhuǎn)換）以及路由恢復、波長管理調(diào)度等功能。
四、結(jié)束語
    波分復用系統(tǒng)將由傳統(tǒng)的點到點傳輸系統(tǒng)向光傳送網(wǎng)發(fā)展。波分復用系統(tǒng)形成波分復用光網(wǎng)絡(luò)，即光傳送網(wǎng)（OTN），將點到點的波分復用系統(tǒng)用光交叉互連(OXC)節(jié)點和光分插復用（簡稱OADM）節(jié)點連接起來，組成光傳送網(wǎng)。波分復用技術(shù)完成OTN節(jié)點之間的多波長通道的光信號傳輸，OXC節(jié)點和OADM節(jié)點則完成網(wǎng)絡(luò)的交換功能。
    光傳送網(wǎng)(OTN)具有傳輸透明性。由于光傳送網(wǎng)提供的是一條端到端的純光路徑，它對光信號的形式不提出要求，對于信息的調(diào)制方式、傳送模式和傳輸速率透明,使得目前相互獨立的SDH傳送網(wǎng)、PDH傳送網(wǎng)、ATM網(wǎng)絡(luò)、IP網(wǎng)絡(luò)及模擬視頻網(wǎng)絡(luò)都可以建立在同一光網(wǎng)絡(luò)上，共享底層資源，提供統(tǒng)一的監(jiān)測和恢復等網(wǎng)管能力。OTN網(wǎng)絡(luò)具有可重構(gòu)性,光傳送網(wǎng)中信號可按波長路徑或虛波長路徑傳輸?shù)�，這樣就在網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲結(jié)構(gòu)之上加了一層邏輯拓撲結(jié)構(gòu)，通過改變節(jié)點的波長路由狀態(tài)而動態(tài)改變的。OTN還具有可擴展性。光傳送網(wǎng)具有分區(qū)、分層的拓撲結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用模塊化設(shè)計，在不改變原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時就能方便地增加網(wǎng)絡(luò)的波長數(shù)、光纖路徑數(shù)和節(jié)點數(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的擴充。