光波分复用通信技术介绍...

一、光波分复用通信技术的产生 随着通信网对传输容量不断增长的需求以及网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术，在数字光纤通信中除大家熟知的时分复用（TDM）方式外，还出现了光时分复用（OTDM）、波分复用（WDM）、频分复用（FDM）以及微波副载波复用（SCM）等方式，而这些复用方式的出现，则使通信网的传输效率大大提高。采用时分复用（TDM）方式是数字通信提高传输效率、降低传输成本的有效措施。但是随着现代电信网对传输容量要求的急剧提高，利用TDM方式已日益接近硅和镓砷技术的极限，例如对于现在的10Gbit／s，TDM已没有太多的潜力可挖，并且传输设备的价格也很高，光纤色度色散和极化模色散的影响也日益加重。人们正越来越多地把兴趣从电复用转移到光复用，即从光域上用各种复用方式来改进传输效率，提高复用速率。 光波分复用是在光纤通信中引入的一种新的复用方式。由于采用光波分复用技术后可使原来只能采用一个波长的光作为载波的单一光信道变为数个不同波长的光信道同时在光纤中传输，因而使光纤通信的容量能够成倍提高，以及在光纤用户网中增加组网的灵活性。基于这些优点，当光波分复用技术一提出来，便受到普遍重视，成为国际上在光纤通信高技术领域一个新的研究目标。时至今日，虽然光波分复用通信提出也不过十多年的时间，真正付诸通信应用尚不到十年，但是不论从器件上还是从应用上都取得很大发展，器件制造技术已日臻成熟，在多种通信应用上也日趋广泛，目前已经应用于光纤长途干线通信的容量升级以及其它多种形式的光纤网络，使光纤通信发展到一个更高的水平。

什么是光波分复用通信？ 所谓光波分复用通信（Wavelength Division Multiplexing--WDM）技术就是为充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，采用波分复用器--Wavelength Division Multiplexer（合波器），在发送端将不同波长的光载波合并起来并送入一根光纤进行传输；在接收端，再由波分复用器（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。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），因而双向传输的问题很容易解决，只需将两个方向的信号分别安排在不同波长传输即可。根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同，从2个至几十个不等，这取决于所允许的光载波波长的间隔大小。当光信号峰值波长间隔在50--100nm的WDM系统称为常规WDM系统（Course WDM）；光信号峰值波长间隔在1--10nm的WDM系统称为密集WDM系统(Dense WDM)；若光信号峰值波长间隔小于1nm ，则称为光频分复用系统。

光波分复用通信技术的特点 光波分复用技术和光波分复用通信之所以得到重视和迅速的发展是由光波分复用技术的特点决定的。 1、光波分复用器是无源纤维光学器件，不含电子电源，因而具有结构简单、体积小、可靠、易于和光纤耦合等特点。 2、可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍。现在人们所利用的只是光纤低损耗频谱（1310nm～1550nm）极少的一部分。即使全部利用掺饵光纤放大器（EDFA）的放大区域带宽（1530nm～1565nm），也只是占用它带宽1/6左右。WDM技术可以充分利用单模光纤的巨大带宽（约25THz），从而一劳永逸地解决传输的带宽问题。 3、使N个波长复用起来在单模光纤中传输，在大容量长途传输时可以节约大量光纤。另外，对于早期安装的芯数不多的光缆，利用波分复用技术可以不必对原有系统做较大的改动，进行扩容比较方便。 4、由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信业务信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，以及PDH信号和SDH信号的综合与分离。 5、波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关。在网络扩充和发展中，是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务（例如CATV、HDTV和B-ISDN等）的方便手段。通过增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量。 6、利用WDM技术选路来实现网络交换和恢复从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络。 式进行，建立透明的"全光网络"是技术发展的必由之路。而作为"全光网"的基础技术--WDM系统的应用也是必然的

光波分复用通信技术的应用 1、干线和中继网的应用 波分多路光纤通信在长途干线传输中可以充分发掘利用光纤潜在的传输容量，复用信道数不一定太多（10个以下），波分复用光纤通信将成为新一代光纤通信系统的又一重要标志。从长远的角度看，随着EDFA（掺饵光纤放大器）和高密度WDM器件（HDFDM）的出现，会给光波分复用技术在长途网络中的应用带来更好的机遇。到目前为止，几乎所有商用化的WDM系统都是用于国家骨干网的超大容量传输，因为EDFA的应用可以大大减少长途干线系统SDH中继器的数目，从而降低成本。另外敷设较早的光缆，芯数较少，要扩容时没有纤芯可用，只有采用WDM技术。对于国家长途网而言，采用WDM技术进行扩容是经济的，距离越长，节省成本就越多。 2、城域网和企业网的应用 随着人们通信需求的不断增长，特别是Internet业务的爆炸性发展，为了缓解通信网络的拥挤状况，增加网络的灵活性及适应数据业务的需要，人们开始考虑在城域网中采用WDM技术。美国和欧洲正在进行这方面的研究和实验工作，而且在某些地区的城域网中已采用WDM技术。可以预见，WDM技术将逐渐从骨干网渗透到城域网、企业网和接入网中，最终实现全光网。 3、用户接人网络中的应用 WDM在接入网方面应用的优点和其在城域网中应用的优点类似。接入网的特点就是其传输距离短，而且由于直接面向用户，配置要求更为灵活和方便。WDM最重要的应用领域之一就是光纤用户接人网（Customer Access Network--CAN），例如在具有双星形结构的无源光子环路（Passive Photonic Loop--IPPL）中，对来去不同用户的复接和路由信号就需要使用光WDM。由于目前用户所需业务的带宽还不是很宽，而且OADM技术尚不成熟，设备价格又很高，似乎没有必要把WDM技术用于接入网。但从IP的爆炸性增长以及近几年来用户业务需求量剧增的趋势中可以看到，以往的接入设备明显不堪重负，对接入设备进行扩容和升级已迫在眉睫。而WDM无疑是彻底解决这一问题的首选方案。 4、 IP over WDM技术的崛起 为了提高通信系统的性能价格比，满足迅猛发展的Internet业务的需要，迫切需要提高通信系统的带宽，这使得IP与光网络的结合成为必然的发展趋势。IP over SDH、IP over ATM、IP over WDM都将得到飞速发展，下一代Internet或基于IP的多媒体通信骨干网必将是这三种IP技术的混合体，是一个多协议光互联网。其中，核心骨干网将采用IP over WDM技术，次骨干网及其边缘则采用IP over SDH/SONET和IP over ATM技术。但由于IP over WDM具有IP over ATM和IP over SONET无可比拟的体系简单、网络设备少、网管较简单、额外开销低、延时小、传输效率高等特点，IP over ATM和IP over SDH/SONET最终都将发展为IP over WDM。 IP over WDM技术将对现有电信网络产生深刻的影响，将使现有的三个网络：计算机网、电信网和CATV网走向融合，以IP over WDM技术为基础的"统一网络"已成为电信网络发展的大趋势。基于IP技术的网络正在把话音、数据和视频传送结合在一起在WDM网中传输，成为各国信息基础设施的基础。 5、未来通信网中的应用 高速光交换技术将是未来通信网中的一个重要方面，其中之一便是波分光交换（WD），利用它可以发展无阻塞的交换网络和光分组交换系统。另外，把交叉连接和分插复接从电信号形式上升到直接以光信号形式传输。

光波分复用通信技术的发展概况 近几年来世界各国都在研究和开发全光网络。估计到2002年全球光网络市场可达350亿美元，而且容量需求每九个月翻一番。而密集波分复用（DWDM）产品已成为世界电信设备市场上的主导产品，1997年，其销售额就达10多亿美元。 几年来，DWDM系统的容量不断被提高；传输的距离越来越远；复用的波长数越来越多。在系统方面，目前已商用化的产品有4×2.5Gb/s、8×2.5Gb/s、16×2.5Gb/s、40×2.5Gb/s、32×10Gb/s、40×10Gb/s。在实验室中超高速大容量、超长距离传输系统以及复用的波长数的纪录不断被刷新。 中国在WDM光网络方面的发展虽然与国际水平相比，在应用方面差距还不是很大，但在实验方面就相差悬殊，其主要原因是中国的器件（无论是光电子器件还是微电子器件）制造水平还远远赶不上国际水平。 国内各大供应商（武汉邮科院、大唐、中兴等）都推出了8×2.5Gb/s、16×2.5Gb/s、DWDM产品。西安-武汉、广州-汕头、济南-青岛光缆通信干线工程的顺利实现也标志着DWDM技术已逐步从试验、商用走向普及。目前，32×2.5Gb/s DWDM系统已经实验成功，各大供应商也正在致力于16×10Gb/s 系统的研究。国外各大公司也纷纷在本国建立WDM光网络的研究开发中心。国内DWDM系统的研究与开发正呈现出一片火热的景象。相信不久的将来，中国WDM光网络方面会有更大的进步和发展。

太具体了，谢谢