CWDM：光通信技术的新亮点

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CWDM：光通信技术的新亮点
□ 联通云南分公司数据部 车力军
　　随着信息时代的到来，人们对光通信带宽的需求日益增加，增加光路带宽的方法有两种：一是提高光纤的单信道传输速率；二是增加单光纤中传输的波长数，即波分复用技术（WDM）。

　　目前宽带城域网（BMAN）正成为信息化建设的热点，DWDM（密集波分复用）的巨大带宽和传输数据的透明性，无疑是当今光纤应用领域的首选技术。然而，MAN等具有传输距离短、拓扑灵活和接入类型多等特点，如照搬主要用于长途传输的DWDM，必然成本过高；同时早期DWDM对MAN等的灵活多样性也难以适应。面对这种低成本城域范围的宽带需求，CWDM（粗波分复用）技术应运而生。并很快成为一种实用性的设备。

CWDM和DWDM的比较

　　CWDM是DWDM的近亲，区别主要有两点：（1）CWDM光波通道间距较宽，同一根纤上复用光波长数比DWDM少，“粗”与“密集”称谓的来由就在于此。（2）CWDM光调制采用非冷却激光，用电子调谐；而DWDM采用的是冷却激光，用温度调谐。由于在一个很宽的光波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，目前CWDM系统成本一般只有DWDM的30％。（3）CWDM系统的功耗和物理尺寸均比DWDM系统的小得多。

　　到目前为止，已经安装使用的大部分光纤中有残留水分，使得尤其在1400nm波长附近的光信号衰减较大，这也是DWDM只能使用1500nm波段窗口的原因之一。但是对于在城域网使用的CWDM系统而言，由于是非长距离传输，OH－离子的衰耗影响不大，因此CWDM设计是全光段的。

　　CWDM系统虽然成本较低，但也能和DWDM一样支持多业务接口，例如可提供SDH接口实现IP/EthernetoverSDH、可为路由器和ATM交换机提供光纤直连接口实现IP/EthernetoverOptic等等。CWDM系统也可以通过使用OTU和OADM，与使用标准波长的DWDM系统互连、成环或接入DWDM骨干层。此外，CWDM还可以兼容在城域网中已得到广泛应用的旧1310nmSDH系统。更深入一层，CWDM技术还具有应用于长途传输的潜在能力，一旦宽带的LAMAN光放大器进入商用，CWDM技术有可能进入长途传输领域。

　　美国“1400nm商业利益组织”目前正致力于为CWDM系统制订标准，ITU已拟近期成立工作组。目前CWDM系统建议草案的波长栅格分为三个波段，波长信道间距采用20nm。其中“O波段”包括四个波长：1290nm、1310nm、1330nm和1350nm；“E波段”包括四个波长：1380nm、1400nm、1420nm和1440nm；“S＋C＋L波段”包括从1470nm到1610nm、间距为20nm的八个波长。因此，在一个光纤链路最大可容纳16个波长。

CWDM应用于城域网的优势

　　目前，在光网上直接架构千兆以太网（GE）成为城域网建设的一种方案，然而GE网较大的问题在于单链路的最高传输带宽为1Gbit/s，只相当于POS（PacketoverSDH）等技术的一半带宽。而CWDM（粗波分复用）技术和万兆以太网（10GE）技术，是在城域网解决这个问题以及提高GE网带宽能力的有效方法。

　　有调查表明，在我国沿海发达地区，一些市话光缆纤芯使用率已达70％～80％；过去的MAN以SDH网络占主导地位，当时主要考虑传输话音，因此无论带宽提供还是接口种类，它们都难以适应传输新兴业务的需要；另一方面，现在越来越多的用户要求电信服务商提供端到端的波长或子波长出租业务。这些需求和现状正好可以用低成本的CWDM设备加以解决，而不必新增光缆和抛弃过去的设备，避免了挖地沟、埋管道等市政建设带来的麻烦和长时间的建设工期。在建设BMAN方面，用CWDM系统与高性能路由交换设备结合，可从路由交换端口直接驱动光传输设备，因此这种配置可方便构成宽带IP城域网。

　　宽带IP城域网可采用IPoverCWDM和N×GbE帧格式。由于以太网复用设备可将N路GbE用TDM方式合成传输，这种帧格式很容易实现，而且由于这种可变速率的格式对光纤性能要求不高，一些性能下降的旧光纤和多模光纤也可以得到应用。此外，传输系统采用CWDM方式，路由器采用N×GbE端口组成的系统较SDH系统便宜得多。这样，运营商以较优的性价比就可在IPoverCWDM宽带城域网中实现多端口GbE接入。

CWDM产品技术的现状

　　目前，国际国内一些公司已推出CWDM相关产品。美国出品的CWDM模块支持8个CWDM信道，不久的将来有望在全波谱内扩展到16个波长。还有公司推出的CWDM系统据称有全面网管功能，能对设备远程监控、配置和告警。此外，CWDM已做成板卡放入近期热门的GPON（千兆PON）系统中。前不久，美国时代华纳公司已签署长期采购协议，将用包含CWDM模块的WavSystem设备在纽约、俄亥俄等地部署千兆城域网。

　　目前国际上正研发将CWDM和一种并行光纤技术结合在一起的光收发器，使用并行光纤可在单一链路中达到120Gbit/s的传输速率。该技术用CWDM将四个波长的激光复用到12条光纤的每一条上，这种结构使系统能够同时传输48个光信道的数据，每一个信道数据传输速率为2.5Gbit/s，总速率可达120Gbit/s。如果传输速率增加到10Gbit/s，每根光纤的波长数量增加到8个，那么在单套并行光纤中传输数据速率可达960Gbit/s。非常明显，这些技术的结合能够极大地提高光纤带宽性能，减少所需光纤链路的数量，对干线传输极具吸引力，使以前根本不可能或极其昂贵的应用成为现实。

　　在光纤方面，目前美国朗讯开发的全波光纤和康宁公司的SMF28－e光纤（G.652C）基本消除了水峰衰耗和宏弯损耗，而其它性能与常规单模G.652光纤相同；日本推出了两种适于CWDM的低含水量光纤，该光纤最大限度消除纤中OH－离子残留量，降低了传输损耗。预计这些光纤的使用，将极大地促进CWDM技术的广泛普及，尤其在中长距离通信的应用。

未来通信投资的热点

　　对城域网而言，CWDM技术的开发和投入实用是很及时的。随着宽带需求遍及边缘网络，低价高容量光传输系统就显得非常迫切。CWDM系统在价格及维护性等多方面正好适应了这一需求。在接入业务上，信息化所须用的话音、数据、视频通信业务等均可在其上完美汇聚传输。对联通现有的城域网建设来说，由于该公司在广大城市几乎无通信管道资源，城市光缆建设一直是艰巨的任务，而不少城市很不容易敷设的主要用于移动基站传输的光缆芯数又有限，未考虑数据、互联网等综合业务的迅猛发展。因此，CWDM技术正好为联通提供了一种可逐步扩容升级的优势解决方案；另一方面对待建的城市光缆，也可考虑用CWDM设备与其它运营商或专网单位合作，在合作单位的光缆上联通投入设备，并送合作方一些光波长，如此，可解决一些建设难题。综上所述，相信CWDM技术必定会成为今后几年电信运营网络乃至专网通信投资的热点。