CWDM技術的發展與思考CWDM技術的發展與思考CWDM技術的發展與思考xxx公司CWDM技術的發展與思考文件編號：文件日期：修訂次數：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度導讀：本文全面介紹了光纖粗波分復用技術（CWDM）的發展背景、技術優勢、國際最新標準化進展；簡述了CWDM應用現狀，最后闡明了其存在的問題及其對策，指出隨著技術的完善，CWDM在我國城域網（MAN）、接入網建設中具有遠大的發展前景。隨著信息時代的到來，人們對光通信帶寬的需求日益劇增，增加光路帶寬的方法有兩種：一是提高光纖的單信道傳輸速率；二就是增加單光纖中傳輸的波長數，即采用波分復用技術（WDM）。目前寬帶城域網（BMAN）正成為信息化建設的熱點，DWDM（密集波分復用）的巨大帶寬和傳輸數據的透明性，無疑是當今光纖應用領域的首選技術。然而，MAN等具有傳輸距離短、拓撲靈活和接入類型多等特點，如照搬用于長途傳輸的DWDM，必然成本過高；同時早期DWDM對MAN等的靈活多樣性也難以適應。面對這種低成本城域范圍的寬帶需求，CWDM（粗波分復用）技術應運而生。實際CWDM技術的研發雛形和首次使用是在20世紀80年代，在多模光纖中用來傳輸數字視頻信號。然而當時該系統沒有引起電信服務商足夠的興趣。直到近幾年城域網開始發展，CWDM才真正引起了業界的重視，于是加大了技術投入，并很快成為一種實用性的設備。CWDM的特點中聯網CWDM技術目前定義有三個可用光波段（Band），各段波長分別是：OBand：1270、1290、1310、1330和1350EBand：1370,1390,1410,1430，1450S+C+LBand:1470,1490,1510,1530,1550,1570,1590,1610（單位：nm），因此一個光纖鏈路最大可容納18個波長。CWDM系統的最大特點是成本低，此外還具有功率損耗低和體積小等特點。圖１ＣＷＤＭ、ＤＷＤＭ波段范圍CWDM和DWDMCWDM與DWDM接近，區別有兩點：（1）CWDM光波通道間距較寬，同一根纖上光波段復用光波長數比DWDM的少；（2）CWDM調制激光采用非冷卻激光，用電子調諧；而DWDM采用的是冷卻激光，用溫度調諧。由于在一個很寬的光波長區段內溫度分布很不均勻，因此溫度調諧實現起來難度很大，成本也很高。CWDM避開了這一難點，因而大幅降低了成本，目前CWDM系統成本一般只有DWDM的30%。此外，CWDM系統的功耗和物理尺寸均比DWDM系統的小得多。到目前為止，已經安裝使用的大部分光纖中有殘留水分，使得尤其在1400nm波長附近的光信號衰減較大，這也是DWDM只能使用1500nm波段窗口的原因之一。但是對于在城域網使用的CWDM系統而言，由于是非長距離傳輸，OH離子的衰耗影響不大，因此CWDM設計是全光段的。CWDM系統雖然成本較低，但也能和DWDM一樣支持多業務接口，例如可提供SDH接口，實現IP/EthernetoverSDH；可為路由器和ATM交換機提供光纖直連接口，實現IP/EthernetoverOptic等等。CWDM系統也可以通過使用OTU和OADM,與使用標準波長的DWDM系統互連、成環，或接入DWDM骨干層。此外，CWDM可以兼容在城域網中已得到廣泛應用的舊1310nmSDH系統。更深入一層，CWDM技術還具有應用于長途傳輸的潛在能力,一旦寬帶的RAMAN光放大器進入商用，CWDM技術有可能進入長途傳輸領域。來源：標準化工作目前ITU-T已通過標準,規范了CWDM波長柵格：1270nm/1290nm...1470nm/1490nm...1610nm共18個波長。在最近的ITU-T年會上，對“CWDM系統應用光接口”中的光波長偏移指標也提出了建議。鑒于Alcatel（Italy）提交的文稿也對該指標提出了建議，并明確表示該文稿是為支持我國上海貝爾阿爾卡特文稿的提議，因此實際上兩篇文稿是放在一起進行討論的。討論一致認為有必要協調中波長偏移定義和中CWDM系統波長柵格定義的關系，而且應該與目前市場上CWDM器件的參數定義保持一致。Alcatel（Italy）的中提出了兩種解決此問題的建議：a）保持波長柵格定義不變，在中定義一個不對稱的波長偏移指標，這實際上就是提出的方案；b）修改中的波長柵格定義，在原來的基礎上偏移(+1)nm，同時保持中對稱的波長偏移定義。與會專家經充分討論，最后認為兩方案實質上完全一致，但b方案更易于操作，于是決定將的波長柵格偏移+1nm（修改的計劃在2003年10月的SG15會議上進行表決），并保持中的對稱波長偏移定義。關于CWDM系統的標準，最近的ITU-T年會上SG-15工作組通過了的草案，估計該標準將在今年10月的ITU-T年會上通過。在上次年會上，NTT提出光接口參數應該規范"黑盒子（blackbox?quot;和"非黑盒子（non-blackbox）"兩種方式。"黑盒子"方式只要求在MPI-S、MPI-R進行規范，而"非黑盒子"方式則要求對于MPI-S、MPI-R、SS、、RS系統各個接口都進行標準化，以實現完全的橫向兼容。經激烈討論，會議認為從長遠看系統應實現完全橫向兼容性，但是考慮到2003年10月要對達成共識，在短時間內無法完成，目前的建議版本仍然采用在群路口提供橫向兼容性的"黑盒子"方式。同時也可以采用在CWDM系統對外的單個通路口SS、RS橫向兼容、內部MPI-S、MPI-R縱向兼容的方式。來源網址：CWDM應用于城域網的優勢CWDM技術是應BMAN的需求而發展起來的。有調查表明，在我國沿海發達地區，有些市話光纜纖芯使用率已達70-80%；而且過去的MAN以SDH網絡占主導地位，主要是考慮傳輸話音，因此無論帶寬提供還是從接口種類，它們都難以適應傳輸新興業務的需要；另一方面，現在越來越多的用戶要求提供端到端的波長或子波長出租業務。這些需求和現狀正好可以用低成本的CWDM設備加以解決，而且不必拋棄過去的設備和新增光路。在建設BMAN方面，用CWDM傳輸系統與高性能路由交換機結合，就可以從路由交換端口直接驅動光傳輸設備，同時路由交換機對各波長和數據流都可以進行分插處理。因此這種配置可方便構成寬帶ＩＰ城域網。CWDM用很低的成本提供了較寬的傳輸帶寬和全透明的業務接入能力，適用于點對點、以太網、SDH環等各種流行的網絡結構，特別適合中短距離、高帶寬、接入信號類型多且無法預測的通信應用場合，如樓宇之間或城域的網絡通信。尤其值得一提的是CWDM與PON（無源光網絡）的釓涫褂謾ON是一種點對多點的光通信方式，通過與CWDM相結合，每個單獨波長信道都可作為PON的虛擬光鏈路，實現中心節點與多個分布節點的寬帶數據傳輸。寬帶IP城域網可采用IPoverCWDM系統和NxGbE幀格式。由于以太網復用器可將N路GbE（千兆以太接口）用TDM方式合成傳輸，這種幀格式也是很容易實現的。而且由于這種可變速率的格式對光纖性能要求不高，一些性能下降的舊光纖也可以得到應用。此外，傳輸采用CWDM方式，路由器采用NxGbE端口組成的系統較SDH系統便宜得多。這樣，以較優的性價比就在IPoverCWDM寬帶城域網中實現了100/1000Mbps速率接入。來源：CWDM的現狀目前，國際國內一些公司已推出CWDM相關產品。美國出品的CWDM模塊支持8個CWDM信道，不久的將來有望在全波譜內擴展到16個波長。還有公司推出的CWDM系統據稱有全面網管功能,能對設備遠程監控、配置和告警。此外，CWDM已做成板卡放入近期熱門的GPON（千兆PON）系統中。前不久，美國時代華納公司已簽署長期采購協議，將用包含CWDM模塊的WavSystem設備在紐約、俄亥俄等地部署千兆城域網。在光纖方面，目前美國郎訊開發的全波光纖和康寧公司的SMF28-e光纖（）基本消除了水峰衰耗和宏彎損耗，而其它性能與常規單模光纖相同；日本推出了兩種適于CWDM的低含水量光纖，該纖最大限度消除纖中OH-離子殘留量，降低了傳輸損耗。預計這些光纖的使用，將極大促進CWDM技術的廣泛普及，尤其在中長距離通信的應用。在光纖方面，日本推出了兩種適于CWDM的低含水量光纖。該光纖最大限度消除纖中OH離子殘留量，降低了傳輸損耗。此外，康寧、朗訊等公司也生產出低含水量光纖。預計這些光纖的使用，將極大促進CWDM技術的廣泛普及。CWDM的問題和對策CWDM是成本與性能折衷的產物，不可避免還存在一些局限。以下幾方面就是值得探討的問題和一些發展對策：中聯網一、CWDM復用器、復用解調器等設備的成本應進一步降低，因為運營商在做城域網和接入網時將比較是用CWDM設備擴容還是埋設更多的光纜劃算；二、在單根光纖上CWDM支持的復用波長個數還較少，主要是目前的商用CWDM系統還集中在1500nm窗口，全波段的CWDM尚在研發中，因此必須加快進度，以跟上應用的步伐，否則波長個數不足將導致CWDM日后擴容成本較高；三、CWDM系統的實際應用接口應進一步完善和豐富；同時要向提高上下波長靈活性的方向發展；四、CWDM系統與路由交換設備網管的統一問題應進入研究范疇。能做到這一點，CWDM在BMAN的應用將更加引人注目。五、另一業界較為關注的發展趨勢就是將CWDM、光交叉技術與GMPLS（通用多協議標記交換）等技術相結合，向智能光網絡邁進，實現多業務處理、動態按需分配帶寬。結語在當前信息時代大潮中，構建低成本高帶寬的城域通信網將為整個信息化建設打下良好基礎。隨著寬帶需求遍及邊緣網絡，低成本高容量光傳輸系統就顯得非常迫切。在接入業務方面，信息現代化所能用到的話音