粗波分复用与密集波分复用的对比

电火理ｒＴ　２００８年９月　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｔ　ＲＴＶＵ．　第３期总第２３６期　粗波分复用与密集波分复用的对比　秦红梅　铁岭广播电视大学（铁岭１１２０００）　摘　要　分别从核心技术、功耗方面、发展前景、技术标准等几个方面详细分析了粗波分复用技　术与密集波分复用技术的对比。　关键词　粗波分复用　密集波分复用　ＥＤＦＡ　发展前景　在当前城域网光纤网络中，ＤＷＤＭ（密集　降，城域网系统对ＷＤＭ技术的成本需求是很低　波分复用）无疑是首选的技术。但其昂贵的价格　的。　令不少手头不够宽裕的运营商颇为踌躇。有没有　ＤＷＤＭ的收发设备要比ＣＷＤＭ系统的同　可能以较低的成本享用波分复用技术呢？面对　类产品贵四、五倍，ＤＷＤＭ的收发设备价格高　这一需求，ＣｗＤＭ（粗波分复用）应运而生。　与激光器的许多因素相关。ＣＷＤＭ的激光器与　粗波分复用与密集波分复用的区别主要体　ＤＷＤＭ激光器制造上的波长容差是一个非常关　现在几个方面：　键的因素，ＤＷＤＭ激光器的波长容差的典型值　（１）核心技术的对比　为士０．Ｉｎｍ。然而ＣＷＤＭ激光器的波长容差却高　在长途传输中，由于ＤＷＤＭ采用了ＥＤＦＡ　达士２－－３ｎｍ。另外，激光片的成品率低也增加了　（掺铒光纤放大器）将光信号直接放大，　省了　ＤＷＤＭ激光器的造价。此外，带Ｐｅｌｔｉｅｒ冷却设备　大量的电中继设备。但由丁ＥＤＦＡ平坦增益带宽　和热敏电阻的蝶形ＤＷＤＭ激光器要比无冷却的　较窄和它本身某些增益特性的限制，人们不得不　同轴ＣｗＤＭ激光器贵得多。　采用高波长稳定度的激光器、密集波分复用器和　ＣＷＤＭ系统采用的ＤＦＢ激光器不需要冷　解复用器，并且在整个线路上进行光功率均衡：　却，当ＣＷＤＭ系统工作在Ｏ℃到７０℃的温度范　此外，由于电中继传输距离加长，对激光器的色　围内，其激光器的波长一般会有６ｎｍ的漂移。　散容限和啁啾特性也提出了很高的要求。这些技　这个波　漂移再加上激光器生产过程造成的　术的应刚义提高了系统成本。这些高性能的器件　￣３ｎｍ波长变化，总共人约有￣１２ｎｍ的变化。这　和部件价格都比较昂贵。　样就要求光滤波器的通带利激光器信道间距必　由于城域网范同传输距离通常不超过　须足够宽。在这些系统中，在信道带宽为１３ｎｍ　１００ｋｍ，因而长途网必须使用的外调制器和光放　的情况下信道间距一般为２０ｎｍ。当复用的信道　大器在城域网中可以不使用。由于没有光放火器，　数为１６或者更少时，在成本、功耗要求和设备　波长数的增加和扩展也不再受光放大器频带的　尺寸方面，ＣＷＤＭ系统比ＤＷＤＭ系统更有优　限制。可以容许使用波长间隔较宽、波长精度　Ｉ　势。随着越米越多的城域网运营商开始寻求更合　稳定度要求较低的光源、合波器、分波器汞１其他　理的传输解决方案，ＣＷＤＭ越米越广泛地被业　元件，使元器件特别是无源器件的成本人幅度下　界所接受。　电大理丁　总第２３６期　ＣＷＤＭ最大的特点即是对波分复用设备系　统要求不高。ＣＷＤＭ无须选择成本昂贵的密集　波分解复用器和ＥＤＦＡ，只须采用便宜得多的多　通道激光收／发器作为中继，因而成本人大下降。　在地理范围不是特别大、数据业务发展不是非常　快的城市，具有良好的应用价值。　（２）功耗方面的对比　ＤＷＤＭ激光器采用的冷却器及其控制电路　每波长要消耗大约４Ｗ的功率。而没有冷却器的　ＣＷＤＭ激光器仅消耗Ｏ．５Ｗ的功率。四波　ＣＷＤＭ光传输系统大约消耗１０—１　５Ｗ的功率，　然而类似的ＤＷＤＭ系统却要消耗高达３０Ｗ的　功率。在ＤＷＤＭ系统中，随着复用的波长总数的　增加以及单信道传输速率的增加，功率损耗及其　温度管理变成了电路板设计的关键问题。　（３）体积方面的对比　ＣＷＤＭ激光器要比ＤＷＤＭ激光器小得多，　不带冷却器的激光器一般是由激光片和密封在　带有玻璃窗口的金属容器中的监控光电二极管　构成的。ＤＷＤＭ激光发射机的尺寸大约是　ＣＷＤＭ激光发射机体积的五倍，也就是说，如　果ＤＷＤＭ激光发射机的体积为１　００ｃｍ　，那么　没有冷却器的ＣＷＤＭ激光器体积仅仅为　２Ｏｃｍ　。　如今，厂家已经能够提供具有２剑８个波长　的商用ＣＷＤＭ系统，将米这些系统有望在　１２９０ｎｍ剑１６１０ｎｍ的频谱｝＾４扩展剑１６个复川波　长。目前，大多数ＣＷＤＭ系统工作在从１４７０ｎｍ　剑１６１０ｎｍ的范同内，其信道间距为２０ｎｍ。此　外在１３１０ｎｍ窗口附近也在开发之中。由于到目　前为止，已经安装的大部分光纤中有残留水分，　使得其在１４００ｎｍ波长附近的光信号衰减。这个　附加损耗会限制系统在长途传输中的使川，但是　对于城域网使川的ＣＷＤＭ系统而言，这并不是　一个障碍。　（４）发展前景的对比　ＣＷＤＭ系统由于和ＤＷＤＭ系统一样，具　有多种业务接口，因此具有很广泛的适应性。在　不发达地区，可以直接应用ＣＷＤＭ技术进行城　域核心层和城域汇聚层组网；在比较发达地区，　数据业务发展比较好、光纤资源不太紧张的城　市，ＣＷＤＭ技术可以和路由器结合组织汇聚层　网络，也可以和以太网结合组织城域接入层网　络。　ＣＷＤＭ技术充分适应了城域传输网传输距　离短的特点，而且不受ＥＤＦＡ放大波段的限制，　可以在１３１０ｎｍ．１５６０ｎｍ的整个光纤传输窗口　上，以比ＤＷＤＭ系统宽得多的波长间隔进行波　分复　Ｈｊ。由于波长间隔宽、传输距离短，ＣＷＤＭ　无须选择价格昂贵的高波长稳定度和高色散容　限的激光器，这至少可以从三个方面大幅度降低　激光器成本：①由于使用无致冷激光器，使激光　器制造和封装成本降低。②对波长误差的放宽也　便于生产更廉价的激光器。＠ＣＷＤＭ用的激光　器可以使川和ＤＶＤ激光器一样的生产利封装技　术，成本低，工艺成熟简单，而今天ＤＶＤ激光器　正在大批量生产，这可进一步降低ＣＷＤＭ激光　器的生产成本。　此外，ＣＷＤＭ无须选择成本昂贵的密集波　分复用器和解复用器，只需选择廉价的粗波分复　器和解复用器；无须采用比较复杂的控制技术　以维护较高的系统要求：无须采用ＥＤＦＡ，只须采　刚便宜得多的多通道激光收／发器作为中继。由　＿丁器什成本乘ｌ系统要求的降低，使得ＣＷＤＭ系　统的造价比ＤＷＤＭ系统人幅下降。　ＣＷＤＭ传输系统和高性能路由交换机连接　起米就可以构成宽带ＩＰ城域网，也可以把　ＣＷＤＭ传输设备直接与路由交换机相连，由路　由交换机直接驱动光传输设备。路由交换机对各　波长和数据流都可以进行分／插。　ＣＷＤＭ技术是应宽带ＩＰ城域网到需求而发　展起米的，将ＣＷＤＭ传输系统和高性能路由交　换机迮接起来就构成宽带ＩＰ城域网。另外一个　趋势是将ＣＷＤＭ光传输设备和路由交换机结合　第３期　秦红梅：　波分复用与密集波分复用的对比　在一起，这就可以由路由交换机端口直接驱动光　用户组开始结束ＣＷＤＭ城域网标准的混乱状　态。　传输设备。最简单情况，一根光纤只传输一路数　据时，在裸光纤上直接运行吉位以太网（ＧＥ）。　虽然ＣＷＤＭ目前尚没有形成统一的技术　标准，不过，ＣＷＤＭ用户组已经成立，估计不远的　将来，这种混乱的局面将结束。目前已经有设备　生产厂商着手开发ＣＷＤＭ的传输设备，并已经　有设备投入商用化，能够支持从　如果需要传输多路数据可采用ＣＷＤＭ系统，根　据需要逐步增加波长通道。　（５）ＣＷＤＭ的技术标准　美国的１４００　ｎｍ商业利益组织正在致力于　为ＣＷＤＭ系统制定标准。目前建议草案考虑的　ＣＷＤＭ系统波长栅格分为三个波段。“Ｏ波段”　包括四个波长：１２９０、１３１０、１３３０和１３５０　ｎｍ，“Ｅ　波段”包括四个波长：ｌ３８０、１４００、ｌ４２０和ｌ４４０　ｎｍ。“Ｓ＋Ｃ＋Ｌ”波段包括从１４７０　ｎｍ剑１６ｌ０　ｎｍ的　范围，间距为２０ｎｍ的八个波长。这些波长利用了　光纤的全部光谱，包括在１３ｌ０、１５ｌ０和ｌ５５０　ｎｍ　处的传统光源，从而增加了复用的信道数。２０　ｎｍ　的信道间距允许利用廉价的不带冷却器的激光　发射机和宽带光滤波器，同时，它也躲开了１２７０　ｎｍ高损耗波长，并且使相邻波段之间保持了３Ｏ　ｎｍ的间隙。　尽管目前还没有ＣＷＤＭ的技术标准，在市　场上已经存在一个事实上的城域网标准：ＩＥＥＥ　已经制定了万兆以太网１ＯＧｂＥ标准。ＣＷＤＭ的　标准将据此来制定。　对城域网和接入网的业务提供商而　言，ＣＷＤＭ系统的开发及其标准的制定是很及　时的。随着宽带需求遍及边缘网络，低价传输系　统就显得非常迫切。今天的ＣＷＤＭ技术正好适　应了这一需求，它为城域网和接入网提供了一种　可升级的体系结构。　ＣｗＤＭ的复用／解复用器和激光器正在逐　渐形成自己的标准。相邻波长间隔根据无冷却的　激光器在很宽的温度范围内工作产生的波长漂　移来决定。目前被确定为２０ｎｍ，其中心波长为：　１４９１，１５ｌ１，１５３１等一直到１６１　１ｎｍ。而在１３００ｎｍ　波段，ＩＥＥＥ以太网定义通道宽度为２０ｎｍ，但是中　心波长为１２９０，１３１０，ｌ３３０和１３５９ｎｍ。在１４００ｒｉｍ　波段如何定义还不知道。目前已经成立ＣＷＤＭ　１　００Ｍｂｉｔ／ｓ．２．５Ｇｂｉｔ／Ｓ的传输速率。　粗波分复用ＣｗＤＭ系统是一种适合宽带城　域网使用的波分复用系统。这项技术正在发展中，　有着良好的发展前景。我国目前正在进行宽带　ｌＰ网建设，及时采用ＣＷＤＭ技术可以降低成本，　促进发展建设。　综上所述，从纯技术角度，ＣＷＤＭ与　ＤＷＤＭ相比有明显的弱势，其传输距离以及通　道数远低于ＤＷＤＭ。但是市场从来就不是单单　由技术推动的，成本也是一个很重要的因素。在　城域网中，一方面用户需求并没有达到长途骨干　网的通信容量，由于城域网对带宽的需求是有限　的；另一方面城域网络服务提供商支付不起昂贵　的ＤＷＤＭ设备费　。ＣＷＤＭ作为一种可选择　的扩容方案，可以解决提供商的燃眉之急。粗波　分复川ＣＷＤＭ系统是一种适合宽带城域网使用　的波分复用系统。这项技术正在发展中。有着良　好的发展前景。我国目前正在进行宽带ＩＰ网建　设，及时采用ＣＷＤＭ技术可以降低成本，推动城　域网建设的发展。　参考文献　【ｌ】肖剑．宽带城域网的组蝴技术分析．网络通信世　界，２００ｌ（１）．　【２】唐雄燕．城域宽带网的发展策略．电信科学，２００１（Ｉ）．　【３１３－￣志军．城域ＤＷＤＭ光网络技术方案研究．邮ｌ乜设汁　技术．２００２ｔ５）．　【４］Ｙｉ　Ｃｈｅｎ　ｅｔ　ａ１．Ｍｅｔｒｏ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ．Ｂｅｌｌ　Ｌａｂｓ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａ１．１　９９９．